《基于开源硬件Arduino的创客项目设计与教学实施》课程大纲.pdf

基于开源硬件Arduino的创客项目设计与教学实施课程导学【课程介绍】：以Arduino电子开发平台为主流代表的开源硬件项目开发设计和开源分享，是创客运动的核心特征之一，创客走进教育领域进入中小学，培养中小学生懂得利用开源硬件进行项目开发设计的创新制造意识和能力，开源硬件Arduino是优选；同时，粤教版全国高中技术教材选择性必修4《开源硬件项目设计》也是选用了Arduino平台，因而学习本课程有利于了解和知道开源硬件的知识和技能，以及理解基于开源硬件的创客项目的设计和创客教学实施。本课程分五章，共三大部分，第一至第三章为第一大部分，通过介绍开源硬件与创客运动引入Arduino开源硬件电子开发平台，介绍Arduino硬件搭建及其开发环境的使用，并通过基于真实情境的有代表性的实例项目实验开发，介绍开源硬件项目开发的流程和技术方法；第二大部分是第四章，介绍基于项目学习的创客项目设计和教学实施方法；第三大部分是第五章，介绍开源硬件项目的开源的含义，介绍开源和知识版权的区分与关联。【总学时】：20学时【学习目标】：1.掌握数字化学习与创新技术的能力：以世界主流Arduino开源硬件电子平台为开发环境和工具，认识开源硬件、常用电子元器件的使用；学习利用Arduino开源硬件电子开发平台进行创客项目开发的电路搭建技术和程序设计；通过基于STEAM理念的若干有代表性的项目案例，认识电子模块使用的场景和功能实现的技术；掌握基于Arduino开源硬件电子平台进行创客项目设计、制作的流程和方法，并形成利用开源硬件电子开发平台进行创客项目设计与创新的意识，从而提升创新技术能力。2.形成和拓宽计算思维：形成能利用开源设计工具、编程语言实现外部数据的输入、处理，利用输出数据驱动执行装置的计算思维；体验和认识从生活场景到产品设计、从设计方案到方案成本实现控制、从实验作品到市场产品的计算思维。3.掌握基于项目学习的教学设计、实施和评价方法：知道基于项目学习进行创客教学设计；知道创客教1学实施要关注的问题，以及课堂评价、创客作品评价的方法和工具。4.提高信息社会责任意识：领悟和理解开源硬件项目分享的理念、意识，了解开源和知识版权保护的区分与关联；建立开源理念和习惯，自觉践行开源理念与知识分享的精神。【重点难点】：1.教学重点：掌握开源硬件Arduino电子开发平台的软硬件技术，认识电子模块使用的场景和功能实现的技术；知道基于开源硬件电子开发平台Arduino的创客项目规划和设计流程，掌握有代表性的创客项目范例的开发。2.教学难点：基于开源硬件电子开发平台进行创客项目设计与创新的意识的形成，创客项目设计创新的技术能力的提升。课程学习第一章：创客作品和开源硬件（学时：2）【学习目标】：1.了解源于美国的创客定义，了解全球创客运动的兴起，了解创客运动在国内掀起的热潮，知道创客的核心特征，了解创客进入教育领域进入中小学的现状，知道创客教育的相关定义及实践框架；本章导学2.认识开源硬件，理解开源硬件与创客、创客教育的关系，了解开源硬件电子开发平台应用的意义，知道基于开源硬件电子开发平台进行项目开发的创客作品类型。【重点难点】：创客和创客教育的定义、核心特征，开源硬件和创客作品的关系。第一节：创客与创客运动（学时：1）课程模块具体内容专家引领创客与创客运动案例观摩深圳创客嘉年华视频互动研讨创客运动兴起、创客教育的热潮，是源于什么。2拓展阅读文献资料《从创客运动到创客教育:培植众创文化》创客运动起源于哪个国家？（B）课间交互性问题A．中国B.美国C.英国D.德国第二节：开源硬件与创客作品（学时：1）课程模块具体内容专家引领开源硬件与创客作品1.基于开源硬件Arduino开发制作的创意项目作品视频案例观摩2.基于开源硬件Arduino开发制作的创客马拉松项目作品视频3.基于Arduino其它型号开发平台制作的创意项目作品视频互动研讨开源硬件创客作品有什么特征，对推动利用信息技术创新制造有什么意义？拓展阅读文献资料《开源硬件:撬动创客教育实践的杠杆》课间交互性问题电子开发平台就一定是开源的吗？（错误）第二章：开源硬件Arduino平台技术（学时：8）【学习目标】：1.了解Arduino与开源硬件的关系，以及Arduino的起源与发展。2.认识Arduino作为电子开发平台的组成，认识Arduino常用型号主控板UNO和NANO，认识Arduino开发环境，掌握Arduino驱动程序的安装和编程开发环境的基本使用。本章导学3.认识常用输出控制电子模块的名称、性能、参数，掌握与Arduino电路搭建的技术和编程控制的语句，及其应用功能和应用实例。【重点难点】：了解Arduino的起源及发展，认识Arduino常用型号主控板UNO和NANO，认识Arduino开发环境。3第一节：A