第4課 點(diǎn)亮LED燈-高中信息技術(shù)Arduino開(kāi)源硬件系列課程說(shuō)課稿

第4課點(diǎn)亮LED燈-高中信息技術(shù)Arduino開(kāi)源硬件系列課程說(shuō)課稿學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是第4課《點(diǎn)亮LED燈》，屬于高中信息技術(shù)Arduino開(kāi)源硬件系列課程。本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何使用Arduino編程控制LED燈的亮滅，以及通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)LED燈的閃爍效果。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)電子知識(shí)和編程知識(shí)有關(guān)聯(lián)。學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了電路的基本概念、電子元件的識(shí)別和簡(jiǎn)單編程，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。教材中的章節(jié)包括Arduino硬件介紹、編程環(huán)境搭建、LED燈控制代碼編寫等，這些內(nèi)容將幫助學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)LED燈的控制。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.提升學(xué)生的信息意識(shí)，使其能夠主動(dòng)關(guān)注信息技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。

2.培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，通過(guò)編程實(shí)踐解決問(wèn)題，發(fā)展邏輯思維和創(chuàng)新能力。

3.增強(qiáng)學(xué)生的信息社會(huì)責(zé)任感，理解并遵守信息倫理，安全使用開(kāi)源硬件。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-Arduino硬件的認(rèn)識(shí)與使用：重點(diǎn)介紹Arduino開(kāi)發(fā)板、USB接口、電源輸入等硬件部分，以及如何正確連接LED燈和電阻。

-Arduino編程環(huán)境搭建：講解ArduinoIDE的下載、安裝和配置，以及如何上傳代碼到Arduino開(kāi)發(fā)板。

-LED控制代碼編寫：詳細(xì)講解控制LED燈亮滅和閃爍的代碼編寫，包括變量聲明、函數(shù)定義、循環(huán)控制等核心語(yǔ)法。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-理解數(shù)字輸入輸出：學(xué)生可能難以理解Arduino的數(shù)字輸入輸出概念，難點(diǎn)在于如何通過(guò)代碼控制硬件的物理狀態(tài)。例如，通過(guò)代碼設(shè)置Arduino的某個(gè)引腳為輸出模式，并控制其高低電平。

-代碼調(diào)試與錯(cuò)誤處理：在編程過(guò)程中，學(xué)生可能會(huì)遇到語(yǔ)法錯(cuò)誤或邏輯錯(cuò)誤，難點(diǎn)在于如何通過(guò)調(diào)試工具查找錯(cuò)誤原因并進(jìn)行修正。例如，學(xué)生在編寫LED閃爍代碼時(shí)，可能因?yàn)檠h(huán)語(yǔ)法錯(cuò)誤導(dǎo)致程序無(wú)法正常運(yùn)行。

-電路連接與故障排除：學(xué)生在連接電路時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)短路或接觸不良等問(wèn)題，難點(diǎn)在于如何快速識(shí)別并排除故障。例如，LED燈不亮?xí)r，需要檢查電路連接是否正確，是否有斷線或接觸不良的情況。教學(xué)資源-Arduino開(kāi)發(fā)板

-USB連接線

-LED燈

-電阻

-電路breadboard

-ArduinoIDE編程軟件

-投影儀

-教學(xué)PPT

-編程練習(xí)題

-在線編程平臺(tái)（如Codebender、ArduinoWebEditor）教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示一個(gè)用Arduino控制的LED燈閃爍的小項(xiàng)目，讓學(xué)生觀察LED燈的亮滅變化，引發(fā)學(xué)生對(duì)Arduino控制LED燈的興趣。

2.提出問(wèn)題：詢問(wèn)學(xué)生是否了解Arduino，它是如何控制LED燈的？引導(dǎo)學(xué)生思考Arduino編程與現(xiàn)實(shí)世界物體之間的聯(lián)系。

二、講授新課（20分鐘）

1.講解Arduino硬件：介紹Arduino開(kāi)發(fā)板的基本結(jié)構(gòu)、功能及如何連接外部設(shè)備（LED燈和電阻）。

-用時(shí)：5分鐘

2.安裝ArduinoIDE：指導(dǎo)學(xué)生如何在電腦上下載、安裝ArduinoIDE，并簡(jiǎn)要介紹IDE的使用方法。

-用時(shí)：5分鐘

3.編寫LED控制代碼：詳細(xì)講解控制LED燈亮滅和閃爍的代碼編寫，包括以下步驟：

-變量聲明：介紹如何聲明引腳變量，以及如何為L(zhǎng)ED燈分配一個(gè)特定的引腳。

-函數(shù)定義：講解setup()和loop()函數(shù)的作用，以及如何在這兩個(gè)函數(shù)中編寫代碼。

-循環(huán)控制：介紹如何使用delay()函數(shù)控制LED燈的亮滅時(shí)間。

-用時(shí)：10分鐘

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.練習(xí)編寫LED閃爍代碼：讓學(xué)生根據(jù)講解的步驟，嘗試編寫一個(gè)LED燈閃爍的代碼，并在ArduinoIDE中上傳到開(kāi)發(fā)板進(jìn)行測(cè)試。

-用時(shí)：5分鐘

2.課堂討論：邀請(qǐng)學(xué)生分享編寫代碼和上傳過(guò)程中的遇到的問(wèn)題，以及如何解決這些問(wèn)題。同時(shí)，讓學(xué)生討論Arduino編程在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

-用時(shí)：5分鐘

四、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.問(wèn)答環(huán)節(jié)：教師提出關(guān)于Arduino編程和LED控制的問(wèn)題，學(xué)生回答。對(duì)于回答正確的學(xué)生，給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)；對(duì)于回答錯(cuò)誤的學(xué)生，給予指導(dǎo)和建議。

-用時(shí)：5分鐘

2.實(shí)踐操作：分組進(jìn)行Arduino編程實(shí)踐，每組學(xué)生嘗試編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的LED燈控制程序，并在課堂上展示成果。教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

-用時(shí)：5分鐘

五、課堂總結(jié)（5分鐘）

1.回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)Arduino編程的基本概念和LED控制代碼的編寫方法。

2.強(qiáng)調(diào)Arduino編程在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

總用時(shí)：45分鐘拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《Arduino入門教程》

-《Arduino創(chuàng)意編程與實(shí)踐》

-《電子制作：Arduino從入門到精通》

-《Arduino編程實(shí)戰(zhàn)：從點(diǎn)亮LED到智能家居》

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)習(xí)Arduino的更多功能，如傳感器讀取、電機(jī)控制等。

-探索Arduino在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）中的應(yīng)用，例如遠(yuǎn)程控制LED燈。

-嘗試編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的游戲程序，使用Arduino控制LED燈的亮滅來(lái)模擬游戲效果。

-設(shè)計(jì)一個(gè)基于Arduino的互動(dòng)裝置，如聲音或光線感應(yīng)的LED燈。

-學(xué)習(xí)Arduino的串口通信，實(shí)現(xiàn)Arduino與其他設(shè)備（如電腦、手機(jī)）的數(shù)據(jù)交換。

-研究Arduino社區(qū)中的一些開(kāi)源項(xiàng)目，了解它們是如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的。

-閱讀并分析其他Arduino編程實(shí)例，理解不同的編程技巧和電路設(shè)計(jì)。

-參與Arduino相關(guān)的在線論壇和社區(qū)，交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，尋求幫助解決問(wèn)題。

-完成更多的Arduino項(xiàng)目，如溫度濕度監(jiān)測(cè)器、自動(dòng)澆水系統(tǒng)等，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活中。

-探索Arduino與其他編程語(yǔ)言（如Python）的集成，拓寬編程技能。

-學(xué)習(xí)電子電路基礎(chǔ)知識(shí)，了解電路設(shè)計(jì)原理，提高Arduino項(xiàng)目的電路設(shè)計(jì)能力。

-研究Arduino的擴(kuò)展板（Shield）和模塊（Module），了解它們的功能和應(yīng)用場(chǎng)景。

-通過(guò)參與Arduino競(jìng)賽或工作坊，提升團(tuán)隊(duì)合作和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力。板書設(shè)計(jì)①Arduino硬件組成