《第4章 第3節(jié) 抽獎盒子-控制舵機》教學(xué)實錄-2023-2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊

《第4章第3節(jié)抽獎盒子——控制舵機》教學(xué)實錄-2023—2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊一、課程背景與目標(biāo)定位

《第4章第3節(jié)抽獎盒子——控制舵機》教學(xué)實錄-2023—2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊

本節(jié)課是在學(xué)生已經(jīng)掌握了基本編程概念和簡單硬件控制的基礎(chǔ)上，進一步學(xué)習(xí)如何通過編程控制舵機，實現(xiàn)具體應(yīng)用場景中的自動控制。課程目標(biāo)定位在于讓學(xué)生了解舵機的工作原理，掌握使用編程語言控制舵機的方法，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于實際項目中，提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計算思維和創(chuàng)新實踐能力。具體核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：培養(yǎng)學(xué)生主動獲取信息、分析問題和解決問題的能力，通過控制舵機的學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維和程序設(shè)計能力；同時，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵他們將信息技術(shù)應(yīng)用于實際生活中，設(shè)計并實現(xiàn)具有實際應(yīng)用價值的互動項目。三、教學(xué)難點與重點

1.教學(xué)重點

本節(jié)課的教學(xué)重點是讓學(xué)生理解和掌握以下核心內(nèi)容：

-舵機的結(jié)構(gòu)和工作原理：通過展示舵機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，使學(xué)生了解舵機是如何通過接收信號來控制角度的。

-控制舵機的編程方法：講解如何使用編程語言（如Arduino）來控制舵機的運動，包括編寫代碼來設(shè)定舵機的角度和速度。

-抽獎盒子的應(yīng)用設(shè)計：指導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計一個抽獎盒子程序，使舵機能夠根據(jù)程序指令隨機旋轉(zhuǎn)到特定角度，模擬抽獎過程。

舉例：在講解控制舵機的編程方法時，將重點介紹如何使用Arduino的`servo.write()`函數(shù)來設(shè)定舵機的角度，并通過示例代碼演示如何實現(xiàn)舵機的旋轉(zhuǎn)。

2.教學(xué)難點

本節(jié)課的教學(xué)難點主要包括以下細(xì)節(jié)：

-舵機控制信號的精確理解：學(xué)生可能難以理解舵機是如何通過PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號來控制角度的。

-編程代碼的邏輯編寫：編寫控制舵機的代碼時，學(xué)生可能難以把握程序的結(jié)構(gòu)和邏輯，尤其是循環(huán)和條件判斷語句的使用。

-實際操作中的問題解決：在連接舵機和編寫程序時，學(xué)生可能會遇到舵機響應(yīng)不正確或程序運行錯誤的問題。

舉例：在講解舵機控制信號時，可以通過繪制PWM信號的波形圖，幫助學(xué)生理解信號寬度與舵機角度之間的關(guān)系。在編程邏輯編寫方面，可以提供簡單的控制舵機旋轉(zhuǎn)的代碼模板，讓學(xué)生逐步理解和掌握如何通過修改代碼來控制舵機的運動。對于實際操作中的問題解決，可以通過問題案例分析和現(xiàn)場調(diào)試，引導(dǎo)學(xué)生如何排查和解決可能出現(xiàn)的問題。四、教學(xué)方法與手段

1.教學(xué)方法

-采用講授法，系統(tǒng)地介紹舵機的工作原理和編程控制方法，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識。

-運用討論法，鼓勵學(xué)生在小組內(nèi)探討抽獎盒子的設(shè)計思路，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和創(chuàng)新意識。

-應(yīng)用實驗法，讓學(xué)生親自動手連接電路、編寫程序，并通過實踐操作來驗證理論知識。

2.教學(xué)手段

-使用多媒體設(shè)備展示舵機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和動態(tài)工作過程，增強學(xué)生的直觀感受。

-利用教學(xué)軟件進行編程示范，實時顯示代碼的運行結(jié)果，幫助學(xué)生理解編程邏輯。

-通過網(wǎng)絡(luò)平臺分享優(yōu)秀學(xué)生作品，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并提供交流學(xué)習(xí)的平臺。五、教學(xué)過程設(shè)計

1.情境導(dǎo)入（5分鐘）

內(nèi)容：教師通過展示一個預(yù)先制作好的抽獎盒子模型，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考其工作原理。學(xué)生將看到按下按鈕后，盒子內(nèi)的舵機會旋轉(zhuǎn)并停止在某一角度，模擬抽獎效果。教師提問：“你們認(rèn)為這個抽獎盒子是如何工作的？它背后涉及了哪些信息技術(shù)知識？”通過這種方式激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望，為接下來的學(xué)習(xí)內(nèi)容做好鋪墊。

2.新知探索（20分鐘）

內(nèi)容：

-教師首先介紹舵機的概念、工作原理以及其在實際應(yīng)用中的重要性，讓學(xué)生對舵機有一個基本的認(rèn)識。

-接著，教師使用PPT或教學(xué)軟件展示舵機控制的編程方法，包括如何使用Arduino的`Servo`庫來控制舵機的角度。

-教師通過逐步講解和演示，引導(dǎo)學(xué)生理解`servo.write()`函數(shù)的使用，并解釋PWM信號與舵機角度之間的關(guān)系。

-在講解過程中，教師可以穿插一些簡單的編程練習(xí)，讓學(xué)生嘗試編寫控制舵機旋轉(zhuǎn)到特定角度的代碼，并實時反饋結(jié)果。

3.互動體驗（15分鐘）

內(nèi)容：

-學(xué)生分組，每組分配一個Arduino開發(fā)板、舵機及相關(guān)連接線。

-在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生按照預(yù)先提供的電路圖連接好舵機電路。

-學(xué)生根據(jù)教師提供的代碼模板，編寫控制舵機旋轉(zhuǎn)的程序，并上傳到Arduino開發(fā)板進行測試。

-教師巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決編程和操作過程中遇到的問題，確保每個學(xué)生都能夠成功控制舵機的旋轉(zhuǎn)。

4.實踐應(yīng)用（5分鐘）

內(nèi)容：

-學(xué)生將之前學(xué)到的知識應(yīng)用于抽獎盒子的設(shè)計，編寫一個能夠讓舵機隨機旋轉(zhuǎn)到特定角度的抽獎程序。

-學(xué)生將程序上傳到Arduino開發(fā)板，并進行實際操作測試，觀察舵機是否能夠按照預(yù)期工作。

-教師組織學(xué)生進行作品展示和評價，讓學(xué)生分享自己的設(shè)計思路和編程經(jīng)驗，同時鼓勵學(xué)生提出改進意見。六、教學(xué)反思與改進

這節(jié)課學(xué)生的參與度很高，看到他們自己動手控制舵機完成抽獎盒子的設(shè)計，我感到非常欣慰。舵機的控制原理和編程方法講解過程中，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對于PWM信號的理解還是有些困難，下次我會準(zhǔn)備更直觀的動畫或者實物模型來幫助學(xué)生理解。另外，在實踐環(huán)節(jié)，盡管大多數(shù)學(xué)生能夠完成程序編寫，但部分學(xué)生在電路連接上遇到了問題，我意識到應(yīng)該提前準(zhǔn)備更詳細(xì)的連接圖和步驟說明。接下來，我會針對這些不足進行改進，確保每個學(xué)生都能更好地掌握課程內(nèi)容。七、作業(yè)布置與反饋

作業(yè)布置：

親愛的同學(xué)們，根據(jù)我們今天學(xué)習(xí)的《第4章第3節(jié)抽獎盒子——控制舵機》內(nèi)容，我為大家布置以下作業(yè)，幫助你們鞏固所學(xué)知識，并提升實際操作能力。

1.理論作業(yè)：

-請詳細(xì)描述舵機的工作原理，包括它是如何接收信號并控制角度的。

-編寫一個Arduino程序，使舵機能夠按照指定的角度序列進行旋轉(zhuǎn)，并在代碼中注釋每一步的作用。

2.實踐作業(yè)：

-利用我們今天學(xué)到的知識，設(shè)計并制作一個簡單的互動裝置，例如一個可以遠程控制舵機旋轉(zhuǎn)的裝置，或者一個通過傳感器輸入來控制舵機動作的裝置。

-拍攝一段視頻，展示你的互動裝置的工作過程，并簡要說明你的設(shè)計思路和遇到的問題以及解決方案。

3.思考作業(yè)：

-思考舵機在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用場景，列舉至少三個例子，并說明舵機在這些應(yīng)用中扮演的角色。

作業(yè)反饋：

在批改你們的作業(yè)時，我發(fā)現(xiàn)大部分同學(xué)都能夠按照要求完成理論作業(yè)，對舵機的工作原理有了較好的理解，編程作業(yè)也能夠按照要求完成。但是，以下是一些需要注意的地方：

-在理論作業(yè)中，有些同學(xué)對舵機的工作原理描述不夠詳細(xì)，沒有涵蓋所有關(guān)鍵點。請回顧課本內(nèi)容，確保你的描述完整準(zhǔn)確。

-在編程作業(yè)中，有同學(xué)編寫的代碼存在語法錯誤，或者未能達到預(yù)期的效果。對于這些問題，我已經(jīng)在你們的代碼旁邊給出了具體的修改建議，請仔細(xì)閱讀并修改代碼。

-在實踐作業(yè)中，雖然大家都能完成基本的互動裝置設(shè)計，但部分同學(xué)的視頻中沒有清晰地展示裝置的工作過程。下次請確保視頻內(nèi)容清晰，能夠讓人一目了然地理解你的作品。

請大家根據(jù)我的反饋，認(rèn)真修改作業(yè)，確保每一項作業(yè)都能夠體現(xiàn)出你們的學(xué)習(xí)成果。我相信通過不斷的實踐和反思，大家的能力都會有所提升。加油！八、九結(jié)語

同學(xué)們，今天我們一起學(xué)習(xí)了如何控制舵機，這是信息技術(shù)中一個非常實用的技能。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們不僅理解了舵機的工作原理，還親自動手編寫程序，控制舵機完成了抽獎盒子的設(shè)計。我很高興看到大家在這個過程中表現(xiàn)出的積極性和創(chuàng)造力。

舵機的控制只是我們學(xué)習(xí)信息技術(shù)的一個小部分，但它背后的邏輯和編程思維對我們的未來學(xué)習(xí)非常重要。我希望你們能夠在課后繼續(xù)探索和實踐，