第2課智能樓道燈探究掌控板板載傳感器教學(xué)設(shè)計(jì)初中信息技術(shù)青島版2024第五冊(cè)-青島版2024主備人備課成員教材分析第2課智能樓道燈探究掌控板板載傳感器教學(xué)設(shè)計(jì)初中信息技術(shù)青島版2024第五冊(cè)-青島版2024

本課以智能樓道燈為案例，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)掌控板板載傳感器，探究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。課程內(nèi)容緊密結(jié)合課本，旨在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。教學(xué)設(shè)計(jì)遵循教學(xué)實(shí)際，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，提升學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本原理；提升問(wèn)題解決能力，通過(guò)實(shí)際操作探究傳感器應(yīng)用；增強(qiáng)創(chuàng)新思維，設(shè)計(jì)智能樓道燈系統(tǒng)；強(qiáng)化動(dòng)手實(shí)踐，提高編程技能和電路搭建能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：掌握掌控板板載傳感器的使用方法，設(shè)計(jì)智能樓道燈系統(tǒng)。

難點(diǎn)：傳感器數(shù)據(jù)采集與處理，實(shí)現(xiàn)樓道燈的自動(dòng)控制。

解決方法：通過(guò)課堂演示和分組實(shí)踐，逐步引導(dǎo)學(xué)生理解傳感器原理和編程技巧。突破策略：設(shè)置階梯式教學(xué)目標(biāo)，由淺入深，逐步提高學(xué)生解決問(wèn)題的能力。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源1.軟硬件資源：掌控板、連接線、傳感器模塊、LED燈、電源適配器。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校信息技術(shù)教學(xué)平臺(tái)。

3.信息化資源：傳感器原理介紹視頻、編程教程、案例分析文檔。

4.教學(xué)手段：多媒體投影儀、實(shí)物教具展示、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞智能樓道燈設(shè)計(jì)案例，設(shè)計(jì)一系列關(guān)于傳感器原理、數(shù)據(jù)采集和處理的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動(dòng)：

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，理解傳感器原理和智能控制的基本概念。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)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：利用在線平臺(tái)、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)生提前了解智能樓道燈設(shè)計(jì)案例，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(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)實(shí)際樓道燈光控制問(wèn)題，引出智能樓道燈設(shè)計(jì)案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解掌控板板載傳感器的使用方法，包括光敏傳感器的工作原理和編程接口。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作掌握傳感器數(shù)據(jù)采集和LED燈控制。

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)傳感器數(shù)據(jù)采集和LED燈控制的實(shí)踐過(guò)程。

提問(wèn)與討論：針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)或新的想法，勇敢提問(wèn)并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過(guò)詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解傳感器使用和編程接口。

實(shí)踐活動(dòng)法：設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握傳感器數(shù)據(jù)采集和LED燈控制技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過(guò)小組實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解傳感器使用和編程接口，掌握智能樓道燈設(shè)計(jì)的實(shí)踐技能。

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

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)智能樓道燈設(shè)計(jì)案例，布置設(shè)計(jì)任務(wù)，如優(yōu)化控制邏輯、增加節(jié)能功能等。

提供拓展資源：提供與智能控制相關(guān)的拓展資源，如節(jié)能燈技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

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

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的設(shè)計(jì)任務(wù)，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(duì)自己的設(shè)計(jì)過(guò)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)生自主完成設(shè)計(jì)任務(wù)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)過(guò)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)到的智能樓道燈設(shè)計(jì)知識(shí)，提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新思維。

通過(guò)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)資源拓展一、拓展資源

1.物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)知識(shí)

介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本概念、發(fā)展歷程、技術(shù)架構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域，幫助學(xué)生建立對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的整體認(rèn)識(shí)。

2.控制系統(tǒng)原理

講解控制系統(tǒng)的基本原理，包括反饋控制系統(tǒng)、PID控制等，為學(xué)生理解智能樓道燈的自動(dòng)控制系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

3.傳感器技術(shù)

介紹各類傳感器的工作原理、性能指標(biāo)和應(yīng)用場(chǎng)景，如光敏傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等，拓寬學(xué)生對(duì)傳感器技術(shù)的認(rèn)識(shí)。

4.硬件接口與編程

介紹掌控板、Arduino等常用硬件接口及其編程方法，為學(xué)生提供實(shí)際操作的基礎(chǔ)。

5.電路設(shè)計(jì)與制作

講解電路設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，包括元件選擇、電路圖繪制、焊接等，幫助學(xué)生掌握基本的電路制作技能。

6.節(jié)能技術(shù)

介紹節(jié)能燈技術(shù)、智能控制系統(tǒng)節(jié)能策略等，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。

二、拓展建議

1.學(xué)生自主探究

鼓勵(lì)學(xué)生自主探索傳感器技術(shù)、控制系統(tǒng)原理等方面的知識(shí)，通過(guò)查閱資料、實(shí)踐操作等方式，提升自主學(xué)習(xí)能力。

2.小組合作項(xiàng)目

組織學(xué)生以小組為單位，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)智能樓道燈系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和創(chuàng)新能力。

3.課外實(shí)踐

引導(dǎo)學(xué)生參與課外實(shí)踐活動(dòng)，如參觀智能工廠、參加科技競(jìng)賽等，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

4.創(chuàng)新設(shè)計(jì)

鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮想象力，設(shè)計(jì)一個(gè)具有創(chuàng)新性的智能樓道燈系統(tǒng)，如結(jié)合人臉識(shí)別、語(yǔ)音控制等功能。

5.課程整合

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維。

6.案例分析

分析國(guó)內(nèi)外智能樓道燈設(shè)計(jì)案例，了解不同設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

7.學(xué)術(shù)交流

鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)術(shù)交流活動(dòng)，分享自己的學(xué)習(xí)心得和研究成果，拓寬學(xué)術(shù)視野。

8.持續(xù)學(xué)習(xí)

鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最新動(dòng)態(tài)，不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)，為將來(lái)從事相關(guān)工作做好準(zhǔn)備。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能樓道燈系統(tǒng)草圖，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器等組件，并標(biāo)注其功能。

2.編寫(xiě)一段控制代碼，實(shí)現(xiàn)樓道燈的自動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉功能，根據(jù)環(huán)境光線變化來(lái)控制燈的開(kāi)關(guān)。

3.完成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題、解決方案以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

作業(yè)反饋：

1.逐個(gè)批改學(xué)生的作業(yè)，確保每位學(xué)生都能得到及時(shí)的反饋。

2.對(duì)于設(shè)計(jì)草圖，檢查學(xué)生是否正確理解了系統(tǒng)的組成部分和功能，是否有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)元素。

3.對(duì)于控制代碼，檢查代碼的邏輯是否正確，是否能夠根據(jù)環(huán)境光線變化實(shí)現(xiàn)燈的自動(dòng)控制。

4.對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告，評(píng)估學(xué)生是否能夠清晰地描述實(shí)驗(yàn)過(guò)程、分析問(wèn)題、提出解決方案，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

具體反饋內(nèi)容如下：

1.設(shè)計(jì)草圖反饋：

-如果草圖設(shè)計(jì)合理，組件功能標(biāo)注準(zhǔn)確，給予積極評(píng)價(jià)，并鼓勵(lì)學(xué)生在未來(lái)嘗試更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

-如果草圖設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤或功能標(biāo)注不清晰，指出具體問(wèn)題，并提供正確的草圖示例，幫助學(xué)生糾正。

2.控制代碼反饋：

-如果代碼邏輯正確，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，給予肯定，并指出代碼中可優(yōu)化的部分。

-如果代碼存在邏輯錯(cuò)誤或無(wú)法實(shí)現(xiàn)功能，詳細(xì)指出錯(cuò)誤所在，并提供修正后的代碼示例，幫助學(xué)生理解編程邏輯。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告反饋：

-如果實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容完整，過(guò)程描述清晰，分析到位，給予好評(píng)，并鼓勵(lì)學(xué)生在未來(lái)報(bào)告中加入更多個(gè)人見(jiàn)解。

-如果實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容不完整，描述模糊，分析不足，指出具體問(wèn)題，并提供改進(jìn)的方向，如如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法、如何更深入地分析結(jié)果等。

作業(yè)布置與反饋的目的是為了鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，并幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己的不足，激發(fā)他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索的興趣。教師應(yīng)確保作業(yè)布置與反饋過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)、公正，以促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來(lái)，我覺(jué)得收獲頗豐，但也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方。首先，我想分享一下我在教學(xué)方法、策略和管理方面的反思。

在教學(xué)方法上，我嘗試了多種教學(xué)手段，比如通過(guò)實(shí)際操作讓學(xué)生親身體驗(yàn)傳感器的工作原理，以及通過(guò)小組討論激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。我發(fā)現(xiàn)，學(xué)生們對(duì)于實(shí)際操作和動(dòng)手實(shí)踐的興趣非常高，他們?cè)谛〗M討論中也能提出很多有創(chuàng)意的想法。但是，我也注意到，有些學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)不夠主動(dòng)，可能是因?yàn)樗麄儗?duì)智能樓道燈這個(gè)案例的實(shí)際應(yīng)用不夠了解。所以，我考慮在未來(lái)的教學(xué)中，可以更多地結(jié)合實(shí)際案例，讓學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中學(xué)習(xí)理論知識(shí)。

在策略上，我設(shè)置了階梯式教學(xué)目標(biāo)，從簡(jiǎn)單的傳感器使用到復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，逐步提高學(xué)生的技能。這種方法似乎挺有效，因?yàn)閷W(xué)生們?cè)谕瓿擅總€(gè)階段的目標(biāo)后，都能感受到自己的進(jìn)步，這增強(qiáng)了他們的自信心。不過(guò)，我也發(fā)現(xiàn)，對(duì)于一些基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這種快速推進(jìn)的策略可能會(huì)造成他們的跟不上的感覺(jué)。因此，我需要在教學(xué)過(guò)程中更加關(guān)注這些學(xué)生的需求，給予他們更多的個(gè)別指導(dǎo)。

在管理上，我盡量營(yíng)造一個(gè)輕松、互動(dòng)的課堂氛圍，鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)和討論。但是，有時(shí)候課堂紀(jì)律管理上還是出現(xiàn)了一些問(wèn)題，比如有的學(xué)生分心，或者討論過(guò)于熱烈而影響了其他同學(xué)。在這方面，我需要更加嚴(yán)格地管理課堂紀(jì)律，同時(shí)也要學(xué)會(huì)如何更有效地引導(dǎo)學(xué)生集中注意力。

在知識(shí)方面，學(xué)生們對(duì)傳感器的工作原理、編程技巧以及智能控制系統(tǒng)有了更深入的理解。他們能夠根據(jù)環(huán)境光線變化編寫(xiě)程序控制樓道燈的開(kāi)關(guān)，這是一個(gè)很好的進(jìn)步。

在技能方面，學(xué)生們通過(guò)實(shí)際操作和小組合作，提高了他們的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。他們學(xué)會(huì)了如何使用傳感器模塊，如何編寫(xiě)控制代碼，這些都是寶貴的技能。

在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對(duì)信息技術(shù)學(xué)科的興趣得到了提升，他們對(duì)解決問(wèn)題的熱情也更加高漲。看到學(xué)生們?cè)谡n堂上積極發(fā)言、動(dòng)手實(shí)踐，我感到非常欣慰。

當(dāng)然，也存在一些問(wèn)題和不足。比如，部分學(xué)生在基礎(chǔ)知識(shí)上的欠缺，以及課堂紀(jì)律管理上的挑戰(zhàn)。針對(duì)這些問(wèn)題，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在課前準(zhǔn)備階段，可以針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的學(xué)生進(jìn)行額外的輔導(dǎo)，確保他們能夠跟上教學(xué)進(jìn)度。

2.在課堂管理上，可以采用更加靈活的方法，比如設(shè)立學(xué)習(xí)小組長(zhǎng)，讓他們協(xié)助管理課堂紀(jì)律。

3.在教學(xué)方法上，可以更多地采用案例教學(xué)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，提高他們的綜合能力。

4.加強(qiáng)與學(xué)生的溝通，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，提供個(gè)性化的指導(dǎo)。板書(shū)設(shè)計(jì)①智能樓道燈系統(tǒng)組成

-傳感器：光敏傳感器、溫度傳感器等

-控制器：掌控板、Arduino等

-執(zhí)行器：LED燈、繼電器等

②傳感器工作原理

-光敏傳感器：光強(qiáng)檢測(cè)

-溫度傳感器：溫度檢測(cè)

③控制系統(tǒng)編程

-控制邏輯：根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)調(diào)整LED燈狀態(tài)

-編程語(yǔ)言：Arduino編程語(yǔ)言

④系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟

-需求分析：確定系統(tǒng)功能

-硬件選型：選擇合適的傳感器和控制器

-軟件設(shè)計(jì)：編寫(xiě)控制程序

-系統(tǒng)測(cè)試：驗(yàn)證系統(tǒng)功能

⑤實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

-實(shí)驗(yàn)原理

-實(shí)驗(yàn)步驟

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果

-實(shí)驗(yàn)分析

⑥教學(xué)總結(jié)

-學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)

-學(xué)生技能提升

-學(xué)生情感態(tài)度變化重點(diǎn)題型整理1.題型一：傳感器工作原理分析

題目：光敏傳感器是如何檢測(cè)環(huán)境光線的強(qiáng)度的？

答案：光敏傳感器通過(guò)光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其輸出電壓或電流與入射光強(qiáng)度成正比。當(dāng)環(huán)境光線強(qiáng)度變化時(shí)，光敏傳感器的輸出信號(hào)也會(huì)相應(yīng)變化，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境光線的檢測(cè)。

2.題型二：控制系統(tǒng)編程實(shí)踐

題目：編寫(xiě)一段Arduino代碼，實(shí)現(xiàn)當(dāng)環(huán)境光線低于某個(gè)閾值時(shí)，LED燈自動(dòng)開(kāi)啟。

答案：

```cpp

constintsensorPin=A0;//光敏傳感器連接到A0引腳

constintledPin=13;//LED燈連接到13號(hào)引腳

intsensorValue=0;//傳感器值變量

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置LED引腳為輸出模式

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(sensorPin);//讀取傳感器值

if(sensorValue<500){//假設(shè)閾值設(shè)置為500

digitalWrite(ledPin,HIGH);//如果光線低于閾值，點(diǎn)亮LED燈

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);//否則關(guān)閉LED燈

}

delay(100);//延時(shí)100毫秒

}

```

3.題型三：系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

題目：在設(shè)計(jì)智能樓道燈系統(tǒng)時(shí)，如何考慮節(jié)能和環(huán)保？

答案：在設(shè)計(jì)智能樓道燈系統(tǒng)時(shí)，可以從以下幾個(gè)方面考慮節(jié)能和環(huán)保：

-使用節(jié)能LED燈泡，降低能耗。

-通過(guò)光敏傳感器檢測(cè)環(huán)境光線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，避免不必要的能源浪費(fèi)。

-選擇環(huán)保材料，減少對(duì)環(huán)境的影響。

4.題型四：實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫(xiě)

題目：請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。

答案：實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本結(jié)構(gòu)通常包括以下內(nèi)容：

-實(shí)驗(yàn)?zāi)康模好鞔_實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題或驗(yàn)證的假設(shè)