單元挑戰(zhàn)設(shè)計制作創(chuàng)意風扇教學(xué)設(shè)計-2025-2026學(xué)年高中信息技術(shù)滬科版2019選擇性必修6開源硬件項目設(shè)計-滬科版2019科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為《單元挑戰(zhàn)設(shè)計制作創(chuàng)意風扇》項目設(shè)計，涉及開源硬件應(yīng)用及創(chuàng)意設(shè)計實踐。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系緊密。學(xué)生需運用課本中關(guān)于開源硬件的基本原理和編程知識，結(jié)合創(chuàng)意設(shè)計，完成風扇的制作。教材章節(jié)包括《開源硬件項目設(shè)計》中的“開源硬件基礎(chǔ)”和“編程與控制”等內(nèi)容。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力、信息素養(yǎng)和技術(shù)應(yīng)用能力。通過開源硬件項目設(shè)計，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何將理論知識應(yīng)用于實際創(chuàng)作，鍛煉問題解決和團隊協(xié)作能力。此外，課程還將促進學(xué)生信息技術(shù)的批判性思維，提升其在現(xiàn)代社會中的數(shù)字公民素養(yǎng)。重點難點及解決辦法重點：

1.開源硬件的原理和編程應(yīng)用：理解硬件模塊的工作原理，掌握Arduino編程語言的基本語法。

2.創(chuàng)意風扇的設(shè)計與實現(xiàn)：將創(chuàng)意融入風扇設(shè)計，實現(xiàn)風扇的個性化控制。

難點：

1.硬件模塊的連接與調(diào)試：正確連接各個硬件模塊，調(diào)試過程中可能遇到的問題。

2.創(chuàng)意實現(xiàn)的復(fù)雜編程：根據(jù)創(chuàng)意需求編寫復(fù)雜的控制程序。

解決辦法與突破策略：

1.通過課堂演示和實驗，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握硬件連接技巧。

2.對編程難點進行分解，提供示例代碼，幫助學(xué)生逐步理解并實現(xiàn)。

3.分組合作，鼓勵學(xué)生相互討論，共同解決問題。

4.設(shè)置階梯式學(xué)習(xí)目標，逐步提升學(xué)生的項目設(shè)計能力。教學(xué)資源-軟硬件資源：Arduino開源硬件套件、各類傳感器模塊、創(chuàng)意風扇制作材料（如電機、扇葉、支架等）、連接線材、電源適配器。

-課程平臺：學(xué)校信息技術(shù)實驗室、在線教學(xué)平臺。

-信息化資源：開源硬件教程視頻、Arduino編程教程、創(chuàng)意風扇設(shè)計案例庫。

-教學(xué)手段：實物演示、分組實驗、互動討論、編程軟件（如ArduinoIDE）。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

-教師展示各種創(chuàng)意風扇的圖片和視頻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-提問：同學(xué)們見過哪些創(chuàng)意風扇？它們有什么特點？

-引導(dǎo)學(xué)生思考：如何利用開源硬件制作一個具有創(chuàng)意的風扇？

2.新課講授（用時15分鐘）

-講解開源硬件的基本原理，介紹Arduino開發(fā)板和常用傳感器模塊。

-詳細講解Arduino編程語言的基本語法和編程方法，結(jié)合風扇的運行原理進行示例代碼演示。

-強調(diào)編程中的重點：如何通過編程控制電機轉(zhuǎn)速和方向。

3.實踐活動（用時15分鐘）

-學(xué)生分組，每組獲得一套開源硬件套件和風扇制作材料。

-指導(dǎo)學(xué)生按照步驟連接硬件，包括Arduino開發(fā)板、電機、傳感器等。

-學(xué)生嘗試編寫控制風扇轉(zhuǎn)速和方向的簡單程序，并進行調(diào)試。

4.學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

-問題1：如何使風扇的轉(zhuǎn)速隨溫度變化而變化？

回答舉例：通過溫度傳感器讀取環(huán)境溫度，根據(jù)設(shè)定的溫度閾值調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。

-問題2：如何使風扇的轉(zhuǎn)向隨光線強度變化而變化？

回答舉例：使用光線傳感器檢測環(huán)境光線強度，根據(jù)設(shè)定的光線閾值控制電機轉(zhuǎn)向。

-問題3：如何實現(xiàn)風扇的定時開啟和關(guān)閉？

回答舉例：使用定時器模塊控制風扇的開啟和關(guān)閉時間。

5.總結(jié)回顧（用時5分鐘）

-教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強調(diào)重點：開源硬件原理、Arduino編程、創(chuàng)意風扇設(shè)計。

-分析本節(jié)課的重難點，如硬件連接、編程調(diào)試等，提供解決策略。

-布置課后作業(yè)：設(shè)計一個具有更多功能的創(chuàng)意風扇，如音樂控制、手機APP遠程控制等。

本節(jié)課通過創(chuàng)意風扇的制作，讓學(xué)生將理論知識與實踐操作相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、實踐能力和團隊協(xié)作精神。教學(xué)流程設(shè)計注重理論與實踐相結(jié)合，通過小組討論和實踐活動，讓學(xué)生在解決問題的過程中掌握知識，突破教學(xué)重難點。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料

-《開源硬件應(yīng)用案例集》：收錄了多種開源硬件項目的案例，包括智能家居、機器人制作等，適合學(xué)生了解開源硬件的更多應(yīng)用領(lǐng)域。

-《Arduino編程實戰(zhàn)》：詳細介紹了Arduino編程的技巧和實戰(zhàn)案例，有助于學(xué)生提高編程能力。

-《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》：講解了各種傳感器的工作原理和應(yīng)用場景，幫助學(xué)生了解傳感器在創(chuàng)意項目中的應(yīng)用。

-《創(chuàng)意電子制作》：介紹了電子制作的基本原理和技巧，激發(fā)學(xué)生對電子制作的興趣。

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究

-學(xué)生可以嘗試使用其他開源硬件平臺，如RaspberryPi、ESP8266等，進行項目設(shè)計和制作。

-探究不同類型的傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光線傳感器等，了解它們在創(chuàng)意項目中的應(yīng)用。

-學(xué)習(xí)更多編程語言，如Python、C++等，提高編程技能，為更復(fù)雜的創(chuàng)意項目做準備。

-參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)舉辦的電子制作比賽，與其他同學(xué)交流學(xué)習(xí)，提升自己的實踐能力。

-通過網(wǎng)絡(luò)資源，如開源社區(qū)、技術(shù)論壇等，了解最新的開源硬件技術(shù)和創(chuàng)意項目。

-結(jié)合日常生活，思考如何利用開源硬件改善生活，提出自己的創(chuàng)意項目，并嘗試實現(xiàn)。反思改進措施教學(xué)特色創(chuàng)新

1.創(chuàng)意結(jié)合技術(shù)：在本節(jié)課中，我嘗試將創(chuàng)意設(shè)計與技術(shù)實踐相結(jié)合，讓學(xué)生在制作創(chuàng)意風扇的過程中，不僅學(xué)習(xí)了開源硬件的原理，還激發(fā)了他們的創(chuàng)造力。

2.互動式學(xué)習(xí)：通過小組討論和實踐活動，我鼓勵學(xué)生之間互動交流，這種互動式學(xué)習(xí)方式有助于培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和溝通技巧。

存在主要問題

1.學(xué)生編程基礎(chǔ)參差不齊：部分學(xué)生對編程基礎(chǔ)掌握不牢固，導(dǎo)致在編寫復(fù)雜程序時遇到困難。

2.實踐操作時間不足：由于時間限制，學(xué)生在實踐操作中的練習(xí)時間不夠充分，影響了他們對知識點的熟練掌握。

3.評價方式單一：目前的評價方式主要基于學(xué)生的最終作品，缺乏對學(xué)習(xí)過程和個體差異的考量。

改進措施

1.針對學(xué)生編程基礎(chǔ)問題，我會提前準備一些編程基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)資料，并安排額外的輔導(dǎo)時間，幫助學(xué)生鞏固編程知識。

2.為了增加實踐操作的時間，我會重新規(guī)劃課程安排，確保每個學(xué)生都有足夠的時間進行實踐操作，并鼓勵他們在課后繼續(xù)探索。

3.在評價方式上，我將采用多元化的評價方法，包括過程性評價和終結(jié)性評價，以及學(xué)生自評和互評，以更全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和個體差異。同時，我會考慮引入項目式學(xué)習(xí)的評價方式，關(guān)注學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新精神。板書設(shè)計①創(chuàng)意風扇制作流程

-設(shè)計階段：創(chuàng)意構(gòu)思、方案確定

-制作階段：硬件選型、電路連接、編程實現(xiàn)

-調(diào)試階段：功能測試、優(yōu)化調(diào)整

②開源硬件原理

-Arduino開發(fā)板介紹：功能、引腳說明、模塊接口

-常用傳感器模塊：工作原理、數(shù)據(jù)采集、應(yīng)用案例

-電機驅(qū)動模塊：工作原理、控制方法、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

③Arduino編程