第4章創(chuàng)意制作——機(jī)器人入門第1節(jié)創(chuàng)意無限——認(rèn)識開源電子平臺教學(xué)設(shè)計(jì)-2023—2024學(xué)年初中信息技術(shù)河大版（2023）第二冊授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時間教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容選自初中信息技術(shù)河大版（2023）第二冊第4章“創(chuàng)意制作——機(jī)器人入門”中的第1節(jié)“創(chuàng)意無限——認(rèn)識開源電子平臺”。主要教學(xué)內(nèi)容包括：

1.**開源電子平臺簡介**：介紹Arduino、RaspberryPi等開源電子平臺的特點(diǎn)、功能及其在機(jī)器人制作中的應(yīng)用。

2.**Arduino基礎(chǔ)**：講解Arduino開發(fā)板的結(jié)構(gòu)、編程語言及其基本用法，包括數(shù)字I/O、模擬I/O、串口通信等。

3.**簡單機(jī)器人制作**：指導(dǎo)學(xué)生使用Arduino開發(fā)板，結(jié)合電機(jī)、傳感器等組件，設(shè)計(jì)并制作一個簡單的機(jī)器人模型。

4.**機(jī)器人程序設(shè)計(jì)**：指導(dǎo)學(xué)生編寫程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的基本功能，如自動避障、跟隨光線等。

5.**作品展示與評價**：組織學(xué)生展示自己的機(jī)器人作品，并進(jìn)行評價和交流。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.**計(jì)算思維**：通過Arduino編程，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力，使其學(xué)會運(yùn)用編程思想分析和設(shè)計(jì)機(jī)器人控制系統(tǒng)。

2.**信息素養(yǎng)**：指導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)開源電子平臺知識，培養(yǎng)其獲取、處理和應(yīng)用信息的能力。

3.**創(chuàng)新意識**：鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)具有個性的機(jī)器人作品，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

4.**團(tuán)隊(duì)協(xié)作**：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通交流能力。學(xué)情分析1.**學(xué)生層次**：本節(jié)課面向初中生，他們對新鮮事物充滿好奇，動手能力強(qiáng)，但邏輯思維和抽象思維尚未完全成熟。因此，在課程設(shè)計(jì)上，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新能力。

2.**知識水平**：學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)接觸過簡單的編程和電子制作，具備一定的信息素養(yǎng)基礎(chǔ)。但在開源電子平臺的使用和機(jī)器人編程方面，大部分學(xué)生仍處于初級階段。

3.**能力素質(zhì)**：學(xué)生在動手實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)合作方面表現(xiàn)出較高的積極性，但在問題分析和解決方面需要進(jìn)一步培養(yǎng)。因此，本節(jié)課將重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維和創(chuàng)新能力。

4.**行為習(xí)慣**：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易受到外部環(huán)境的干擾，專注力不足。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)采用多種教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其專注力。

5.**學(xué)習(xí)動機(jī)**：學(xué)生對機(jī)器人制作充滿興趣，但部分學(xué)生可能對編程產(chǎn)生畏難情緒。因此，在課程設(shè)計(jì)上，應(yīng)注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，培養(yǎng)其自信心。

6.**學(xué)習(xí)風(fēng)格**：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中喜歡互動和實(shí)踐，因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)采用探究式學(xué)習(xí)法和任務(wù)驅(qū)動法，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識。

7.**學(xué)習(xí)效果**：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，容易受到自身學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)態(tài)度的影響。因此，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，及時給予指導(dǎo)和反饋，提高其學(xué)習(xí)效果。教學(xué)方法與策略1.**講授法**：在課程開始時，教師使用PPT進(jìn)行簡要的開源電子平臺和Arduino的介紹，讓學(xué)生對課程內(nèi)容有一個初步的了解。

2.**案例研究法**：教師展示一些簡單的Arduino機(jī)器人案例，引導(dǎo)學(xué)生分析案例中的電路連接、編程思路和實(shí)現(xiàn)功能，從而幫助學(xué)生掌握Arduino的基本用法。

3.**項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法**：學(xué)生分組進(jìn)行Arduino機(jī)器人的設(shè)計(jì)和制作，每個小組選擇一個主題，如自動避障機(jī)器人、跟隨光線機(jī)器人等，并在制作過程中解決問題。

4.**討論法**：在項(xiàng)目制作過程中，教師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享各自的制作進(jìn)度和遇到的問題，讓學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)和交流。

5.**實(shí)驗(yàn)法**：學(xué)生進(jìn)行Arduino機(jī)器人實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)際操作來加深對知識的理解和掌握。

6.**游戲法**：設(shè)計(jì)一些簡單的編程游戲，如迷宮游戲、拼圖游戲等，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)編程思維。

7.**角色扮演法**：學(xué)生模擬成為“機(jī)器人工程師”，在項(xiàng)目制作過程中，以工程師的身份進(jìn)行思考和解決問題。

8.**教學(xué)媒體和資源**：教師利用PPT、視頻、在線工具等資源，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資料，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識。

9.**評價與反饋**：在教學(xué)過程中，教師關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時給予評價和反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效果。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過班級微信群發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括開源電子平臺和Arduino的簡介，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞“認(rèn)識開源電子平臺”，設(shè)計(jì)問題如“開源電子平臺的特點(diǎn)是什么？”引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過微信群了解學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解開源電子平臺和Arduino的基本概念。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至微信群或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用微信群等實(shí)現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解開源電子平臺和Arduino，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過展示一個簡單的Arduino機(jī)器人案例，引出“創(chuàng)意制作——機(jī)器人入門”這一課題。

-講解知識點(diǎn)：詳細(xì)講解Arduino開發(fā)板的結(jié)構(gòu)、編程語言及其基本用法。

-組織課堂活動：設(shè)計(jì)小組討論、角色扮演等活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握Arduino的使用。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、角色扮演等活動，體驗(yàn)Arduino知識的應(yīng)用。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解Arduino知識點(diǎn)。

-實(shí)踐活動法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握Arduino技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解Arduino知識點(diǎn)，掌握Arduino技能。

-通過實(shí)踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)“創(chuàng)意制作——機(jī)器人入門”，布置Arduino機(jī)器人制作作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與Arduino相關(guān)的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的Arduino知識點(diǎn)和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。教學(xué)資源拓展-**開源電子平臺相關(guān)書籍**：《Arduino實(shí)戰(zhàn)》、《RaspberryPi編程指南》等書籍，介紹開源電子平臺的使用方法和應(yīng)用案例。

-**機(jī)器人制作相關(guān)書籍**：《機(jī)器人制作入門》、《機(jī)器人創(chuàng)意制作》等書籍，提供機(jī)器人制作的基礎(chǔ)知識和實(shí)際操作指導(dǎo)。

-**在線教程和視頻**：網(wǎng)絡(luò)上有很多關(guān)于Arduino和機(jī)器人制作的教程和視頻，可以幫助學(xué)生更直觀地了解制作過程和技巧。

-**開源電子平臺社區(qū)**：Arduino官網(wǎng)、RaspberryPi社區(qū)等，提供開源電子平臺的技術(shù)支持和交流平臺。

2.拓展建議：

-**閱讀相關(guān)書籍**：建議學(xué)生閱讀相關(guān)書籍，了解開源電子平臺和機(jī)器人制作的基礎(chǔ)知識。

-**觀看在線教程和視頻**：建議學(xué)生觀看在線教程和視頻，更直觀地了解Arduino和機(jī)器人制作的實(shí)際操作。

-**參與社區(qū)交流**：鼓勵學(xué)生加入開源電子平臺社區(qū)，與其他愛好者交流經(jīng)驗(yàn)和技巧，獲取更多學(xué)習(xí)資源。

-**實(shí)踐項(xiàng)目制作**：鼓勵學(xué)生動手實(shí)踐，嘗試制作自己的Arduino機(jī)器人項(xiàng)目，將所學(xué)知識應(yīng)用到實(shí)際中。

-**參加競賽和活動**：鼓勵學(xué)生參加機(jī)器人制作相關(guān)的競賽和活動，鍛煉自己的技能和創(chuàng)新能力。

這些拓展資源和建議可以幫助學(xué)生更深入地了解開源電子平臺和機(jī)器人制作，提高他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。同時，通過閱讀、觀看視頻、參與社區(qū)交流和實(shí)踐項(xiàng)目制作，學(xué)生可以更好地鞏固所學(xué)知識，拓寬知識視野。教學(xué)反思與改進(jìn)2.**改進(jìn)措施制定**：根據(jù)反思結(jié)果，調(diào)整教學(xué)方法和策略，如增加互動環(huán)節(jié)、調(diào)整課堂活動設(shè)計(jì)等，以提高教學(xué)效果。

3.**實(shí)施計(jì)劃**：在未來的教學(xué)中，逐步實(shí)施改進(jìn)措施，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，及時給予指導(dǎo)和反饋，提高教學(xué)質(zhì)量。板書設(shè)計(jì)①開源電子平臺簡介

-Arduino

-RaspberryPi

②Arduino基礎(chǔ)

-開發(fā)板結(jié)構(gòu)

-編程語言

-基本用法

③簡單機(jī)器人制作

-電路連接

-程序設(shè)計(jì)

-功能實(shí)現(xiàn)

2.**簡潔明了**：

④作品展示與評價

-作品展示

-評價交流

3.**藝術(shù)性和趣味性**：

⑤機(jī)器人制作流程圖

-設(shè)計(jì)

-制作

-測試

-展示

⑥機(jī)器人編程小游戲

-迷宮游戲

-拼圖游戲課后拓展2.**拓展要求**：鼓勵學(xué)生利用課后時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和拓展。教師可以提供必要的指導(dǎo)和幫助，如推薦閱讀材料、解答疑問等?？梢圆贾靡恍┫嚓P(guān)的作業(yè)任務(wù)，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識進(jìn)行實(shí)踐操作，如設(shè)計(jì)并制作一個簡單的Arduino機(jī)器人，或者編寫程序?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人的基本功能。同時，可以組織學(xué)生進(jìn)行作品展示和評價，讓學(xué)生之間互相學(xué)習(xí)和交流，提高他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。課堂1.課堂評價

-提問：通過提問了解學(xué)生對開源電子平