《Arduino硬件》教学设计-优秀教案.pdf

年级5年级教科书版本及章节苏教版第1章单元（或主题）教学设计单元（或主题）名称Arduino硬件1.单元（或主题）教学设计说明本单元课程主要是让学生学会利用各种传感器（超声波传感器、声音传感器、光敏传感器、滑动电位传感器、摇杆传感器）与程序进行交互，实现软硬件结合。培养学生发现问题、解决问题的能力，探索新知、勇于创新的能力。2.单元（或主题）学习目标与重点难点重点：了解Arduino硬件的结构学会连接硬件与电脑掌握获取各传感器值的方法难点：各传感器与程序当中值得获取和传递3.单元（或主题）整体教学思路（教学结构图）第1课时教学设计（其他课时同）课题声音控制小猫动作新授课章/单元复习课□专题复习课□课型习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□1.教学内容分析本课的主要内容是利用声音传感器获取外界中的音量值，利用音量值来控制小猫的运动。涉及的知识点有：认识Arduino主控板，利用变量来读取声音传感器的值，用数值和逻辑运算来处理音量值，并能应用到程序中。2.学习者分析经过前期的学习，学生对Scratch软件有一定的了解，比如动作控件、逻辑控件以及变量等等。考虑到这是学生第一次在课堂上接触传感器，所以在任务设计上降低了难度。通过本课的学习，学生认识开源硬件Arduino，感受声音传感器在程序中的作用，学会获取声音传感器的数值后，利用该数值编写程序以及模拟生活中的现象，以培养学生的创造能力。3.学习目标确定1.了解Arduino硬件的结构。2.学会连接硬件与电脑。3.掌握获取声音传感器值的方法。4.能够对传感器数据进行转化满足程序需要。5.引导学生认识声音传感器，体验Arduino开源硬件的强大魅力。6.通过在做中学，学生形成生活中的物体可以成为计算机输入设备的意识。4.学习重点难点重点：1.能够将声音传感器和主控板连接起来。2.掌握获取声音传感器值的方法。难点：1.掌握获取声音传感器值的方法。2.将获取到的传感器数值应用到程序中。5.学习评价设计在作品展示环节，学生分别进行自评、互评等环节。6.学习活动设计教师活动学生活动环节一：直观体验，揭秘原理教师活动1学生活动1师：今天动物园的小动物们开运动会，当绿学生感受声音传感器的魅力，用已有的知识揭示声音旗被点击的时候，酷狗和小猫同时从起跑线传感器的工作原理，激发学生学习的兴趣。出发。大家看，酷狗已经快要跑到舞台中间了，而小猫还在起点。让我们一起来给小猫鼓鼓劲，加加油。师带领学生大喊：“加油”。师：快看，小猫好像听到了我们的加油声，它已经跑到终点啦！师：咦，这是怎么回事？它是怎么做到的呢？生答。师：让我们一起来揭开它背后的神秘面纱。首先需要声音传感器、Arduino主控板设备来感知我们的加油声，然后利用感知到的声音数值编写程序。我们首先来看看当前的声音值是多少？保持安静，观察声音最小值：0；加油声响起来，观察声音最大值：100。在脚本中，小猫移动的步数是声音值。声音值越大，它的移动步数也越大，速度也就越快。这节课，我们就来学习使用神秘的声音传感器。板书（声音传感器）活动意图说明：通过让学生实践参与，体验传感器的神奇，激发学生学习兴趣环节二：新授1.认识声音传感器通过找一找、读一读，认识声音传感器。找一找：声音传感器。读一读：声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体看一看结构，找一找端口，想一想，说一说，为后面薄膜振动，导致电容的变化，声音传感器根连接传感器打好基础。据声音强度的不同，其输出值也不同。2.认识主控板初次接触硬件，采用演示与讲解的方式，让学生学会看一看：Arduino主控板。连接硬件，养成良好的检查习惯。找一找：Arduino主控板上的数字接口2～13和模拟接口A0～A5。模拟口连接模拟量的信号和设备，返回的数值是0～1024。数字口连接离散数字量信号和设备，返回的数值是0或1。想一想：声音传感器应该接什么口？（板书：连接串口，主控板，安装固件，启动硬件和电脑之间模拟口）的通信模式。说一说：你在Arduino主控板上还发现了什么？开关、复位、超声波接口、USB接口。采用变量的方式来获取声音传感器的数值。3.连接主控板和声音传感器拿出桌面上的一根红、白、黑三色线，有白色突起的一头连接声音传感器，另外一头连接A0～A5之间的A2端口。Tips：红、白、黑线要与主控板上的红、白、黑一一对应。相邻两人之间检查一下有没有连接正确？学生从模仿教师的程序开始，学会利用声音值来编写连接无误后，请用黑色的数据线连接主控板程序。和电脑。硬件连接好了，接下来我们需要编写程序来获取环境中的声音值。打开桌面上的酷狗小猫运动会程序。（1）单击“连接”，选择串口COM4。（2）单击“控制板”，选择ArduinoUNO。Tips：第一次使用时，必须单击“连接”“安装固件”。串口