小学信息技术-玩转数码管-ARDUINO环境下数码管动态显示教学教学设计学情分析教材分析课后反思

教材所创设的问题情境在一定程度上激发了学生的学习兴趣。对于五年级的学生而言，利用ARDUINO主板环境编制一个可以静态显示的八段数码管装置属于跳一跳可以摘到的桃子，他们的学习的编程知识足以应付这个问题。但是教师如果不善加引导，学生编程卡壳，探究的兴趣会很快就会减退。因此，展开教学过程时教师一方面要在开课阶段将学生的兴趣引入到显示编程的探究上，一方面要通过装置测试和讨论交流将学生探究编程的兴趣延伸到课堂之外。教学效果分析通过这节课的教学，学生们都学会了用积木式模块编程的方法，尝到了编程的乐趣，初步认识了人机交互活动开展得意义。我们教师要引导学生理解并掌握积木式编辑工具的应用，设计合理的项目或任务，使学生通过合作与共享，完成有意义的“产品”，带领学生逐渐进入更高的创客境界。以往的编程需要记忆很多命令和语法，比较抽象。积木式编程软件提供了所见即所得的操作界面，形象直观，降低了编程难度，使学生更容易理解并学会程序语言。本节课以“数码管显示”为中心问题，用任务驱动的思想方法，编排了“单段显示”“组合显示”“循环显示”“酷炫显示”和“课外显示开发”等六个模块。教材所创设的问题情境在一定程度上激发了学生的学习兴趣。对于五年级的学生而言，利用ARDUINO主板环境编制一个可以静态显示的八段数码管装置属于跳一跳可以摘到的桃子，他们的学习的编程知识足以应付这个问题。但是教师如果不善加引导，学生编程卡壳，探究的兴趣会很快就会减退。因此，展开教学过程时教师一方面要在开课阶段将学生的兴趣引入到显示编程的探究上，一方面要通过装置测试和讨论交流将学生探究编程的兴趣延伸到课堂之外。

从教材提供的实验材料来看，ARDUINO主板、面包板、八段数码管都是学生学习中常见的，其特性学生基本掌握。但是要实现静态数码显示的目标必须充分挖掘这些实验材料的应用价值，对编制的程序进行巧妙的组合和加工。这是一个将个体程序开发与集体程序开发有机结合的过程，在这样的探究活动中学生编程思考的深刻性和创造性将得到锻炼。案例名称：玩转数码管——ARDUINO环境下数码管显示教学本课以《数码管动态显示》完整教学内容为教学设计，教学过程、教学反思三个环节，将研究处理问题所采用的教育理念、方式、心路历程和教学的即时结果，以佐证问题解决方式一一呈现，并在记录问题（或事件）解决过程的基础上作理性反思。

·教学设计

一、设计思想

“数码管动态显示”是小学创意机器人中的基础课程，是在学生学习了点亮LED灯后的进一步提高编程能力的课程，在前几节课中学生基本上了解了ARDUINO主板的构造名称和各输出脚的作用，在此基础上，本课综合了前几节课的编程知识，教授学生利用八段数码管显示不同的静态数字及酷炫的特技变化图形。本节课以“数码管显示”为中心问题，用任务驱动的思想方法，编排了“单段显示”“组合显示”“循环显示”“酷炫显示”和“课外显示开发”等六个模块。教材所创设的问题情境在一定程度上激发了学生的学习兴趣。对于五年级的学生而言，利用ARDUINO主板环境编制一个可以静态显示的八段数码管装置属于跳一跳可以摘到的桃子，他们的学习的编程知识足以应付这个问题。但是教师如果不善加引导，学生编程卡壳，探究的兴趣会很快就会减退。因此，展开教学过程时教师一方面要在开课阶段将学生的兴趣引入到显示编程的探究上，一方面要通过装置测试和讨论交流将学生探究编程的兴趣延伸到课堂之外。

从教材提供的实验材料来看，ARDUINO主板、面包板、八段数码管都是学生学习中常见的，其特性学生基本掌握。但是要实现静态数码显示的目标必须充分挖掘这些实验材料的应用价值，对编制的程序进行巧妙的组合和加工。这是一个将个体程序开发与集体程序开发有机结合的过程，在这样的探究活动中学生编程思考的深刻性和创造性将得到锻炼。

二、教学目标

知识目标

1．掌握共阴极八段数码管的基本结构和显示原理

技能目标

1.能使数码管显示不同的数字和图形情感目标

1、激发学生学习创意机器人课程的积极性。

2、既动手更动脑,

体验成功的喜悦，增强学习自信心，培养学生认真的工作态度和团结协作等关键能力。

教学重点

八段数码管显示数字及图形的编程教学难点

数码管引脚与ARDUINO输出脚的对应关系

教学关键点

数码管点亮不同的数字

三、教学准备

安装ArduBlock的笔记本电脑、

ARDUINO主板、面包板、八段数码管、公对公杜邦线、数据线各21套教学演示材料：

1．实物展台。

2．课件。

3．八段数码管大型显示教具

2套

教学过程

一、激趣导入

展示交通灯数秒倒计时显示视频，需要用到数码管显示。学生在老师的引导下积极动脑：自由发言，哪些地方用到数码管？

设计意图：明确“为什么学”

并激发学生学习兴趣。上节课我们学习了如何在ARDUINO的环境下控制LED交通灯的内容。今天我们学习另一种数秒交通灯LED灯——八段式数码管。大家先开机打开ARDUINOIDE，然后打开ArduBlock。认识式数码管演示PPT：数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为八段数数码管和八段数数码管，八段数数码管比八段数数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）。我们今天研究的是八段数码管。发光二极管单元连接方式分为共阳数码管和共阴数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极连接到一起形成公共阳极的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极接到电源3.3V上，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管则更好相反，阴极连接到一起形成了公共阴极，阳极是独立分开的。教师讲解：八段式数码管其实就是七个LED灯的组合，每一段笔画就是一个LED灯。这七盏LED灯共用一个阳极，每一个输出管脚对应一个笔画，，把输出管脚用杜邦线，和ARDUINO连接起来，在主板上，对应的管脚输出电压为负电压，那么对应的笔画就亮起来，现在我们来实际认识一下八段数码管。演示：八段数码管教具，在大屏幕上编程演示。笔画一亮，下面是ARDUINO程序图片，教学目的：引起学生对编程控制数码管显示字符的兴趣。要想实现数码管显示既定的字符，大家先要确定好数码管管脚与ARDUINO输出端的连接顺序：出示图片：下面我们按照图上接线方式连接数码管与ARDUINO主板。教师巡视学生连线操作，如有不规范的直接讲解更正。A——7b———6c——5d——11e——10f——8g——9i——3.3V引导学生讨论：这样连接数码管脚，ARDUINO的输出端输出正电压时会怎样？输出端输出负电压时会怎样？教师讲解：举例说明：当b脚也就是输出6是正电压时，笔画b是灭的；当b脚也就是输出6是负电压时，笔画b是亮的。教师同时编程演示：笔画b先亮后灭。教学目的：示例教学，引起学生模仿，进而自己操作。学生动手实验：下面我们大家一起来实验，验证ARDUINO输出管脚与笔画的关系，也就是说，当管脚7，输出为负电压时，哪一个笔画会亮，当管脚9输出为负电压时，哪一个笔画为亮，大家一起来做。教师巡查，学生小组合作操作实验。随堂检验、表扬。教师进一步点拨、引入：那我们在编程的时候，让两个管脚同时输出为负电压，就会有两个笔画一起亮了，有三个管脚同时输出为负电压，那么就会有三个笔画一起亮起来，这样就组就用数码管，显示出来数字或者是符号，这就是数码管的显示数字或字符的原理：比如：这样编程，笔画b和笔画c就会同时亮起来，数码管就会显示1，1000毫秒后熄灭。下面大家分组自己动手编程，每两个数字之间停顿延迟一千毫秒，任务图表：组别一组，二组，三组，四组，五组六组，任务，0,12.34,56,78,9C，H分组目的：充分体现学生自主合作探究学习。教师巡查，适当点拨部分小组，修正部分错误。下面我们请同学们来演示一下自己的编程结果：引导学生上传编程作业，教师在教师机上一一演示学生编程结果。教师讲解：大家做得非常好，下面我把大家提交的编程作业打包发给同学们，大家的包内的程序合成起来，一起来演示，看看我们会有什么样的，演示效果呢？小组演示完毕后大家上传作业。教学目的：体现合作学习，成果是大家共同努力的结果。教师巡查，随堂指正。教师随机抽查学生作业，先演示编程效果。如有错误在大屏幕上共同修正。八段数码管演示教具，演示正确程序：是从0到9这10个数字，还有C和H，两个符号，每两个数字之间延迟一千毫秒。四、课堂总结：这节课同学们通过我的不断启发、诱导，激发起了浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲望，大家的大脑始终处于积极的思维状态，主动的发现并解决了问题。大家在本节课学会了编制的程序非常好，演示效果也很震撼。希望大家再努力，编制更好的程序。欣赏提高：下面请大家来欣赏老师编的程序：演示ArduBlock程序《走马灯》，上传ARDUINO主板：这是一个走马灯程序，演示程序。2、演示ArduBlock程序《霓虹灯》，上传ARDUINO主板：这是一个霓虹灯程序，演示程序。3、演示ArduBlock程序《发火箭》，上传ARDUINO主板：这是一个发火箭程序，演示程序。拔高作业：大家在课下按照老师演示的效果自己编制其中的一个程序；另外大家再编制一个自己喜欢把的程序，下节课，我们一起来看看谁编的程序最好，最炫。老师相信大家一定会很成功。教学反思：在传统教学中教师喜欢采用“独家经营”的教学方法，在创意机器人教学中却要改变教师的“独家经营”为学生“共同创业”，充分发挥学生的主体作用，培养学生的创新能力。对于这节课的准备，我首先通过学情分析。以教师身份理解和掌握教学内容，深入、准确地把握教学重点、难点，找准突破口。以学生的身份表达自己所掌握的ARDUINO与ArduBlock控制知识，讲述清楚静态显示编程的难点所在。即用“教师的水平”分析教材，用“学生的水平”表达知识，弄清说话的对象，站在对方角度组织语言。教师的真正本领主要不在于讲授知识，而在于激发学生的学习动机，唤起学生的求知欲望，让他们兴趣盎然地参与到教学全过程中，经过自己的思维活动和动手操作获得知识。为了尽量做到“通俗易懂”，为了能让学生看明白把以前所学的典型程序综合在一起每句程序的意思，我采用“单笔画显示”探究、“单数字显示”探究、“双数字显示”探究、“多数字显示”探究和“组合酷炫显示”欣赏等情境创设、任务驱动、结果实时监控法等多种教学手段，把创意机器人基础课程的相关知识与学生的亲身体验参与结合，一步一步探究实践解决问题，大大增强学生的满足感和成就感，逐步形成一个感知心智活动的良性循环，教学效果良好，达到刺激学习的目的。评测练习1、学生通过ArduBlock自己设计编程：数字1、2、3、4之间的闪烁变化。学生小组合作编制数字7、8、9、字母A、b、C之间的闪烁变化。课后反思通过这节课的教学，学生们都学会了用积木式模块编程的方法，尝到了编程的乐趣，初步认识了人机交互活动开展得意义。我们教师要引导学生理解并掌握积木式编辑工具的应用，设计合理的项目或任务，使学生通过合作与共享，完成有意义的“产品”，带领学生逐渐进入更高的创客境界。以往的编程需要记忆很多命令和语法，比较抽象。积木式编程软件提供了所见即所得的操作界面，形象直观，降低了编程难度，使学生更容易理解并学会程序语言。智能化技术正在逐步融入到人们的日常生活中，以机器人为代表的智能化生产技术正在席卷全球，而智能化也是众多创客产品的共同特点。在创客教育中，应该渗透智能化程序开发的方法和技巧，为学生将来的发展奠定基础。本文以《数码管静态显示》完整教学内容为教学设计，教学过程、教学反思三个环节，将研究处理问题所采用的教育理念、方式、心路历程和教学的即时结