单片机应用技术 教案11-1 项目11 远程灯光控制器设计与实现需求分析与方案设计

教案11-1项目11远程灯光控制器设计与实现（需求分析与方案设计）一、教学设计课程名称单片机应用技术学习项目项目10远程灯光控制器设计与实现（需求分析与方案设计）授课学时授课班级授课人数授课地点所选教材《单片机应用技术》授课时间授课方式教学内容项目11远程灯光控制器设计与实现（需求分析与方案设计）其他资源媒体资源微课，PPT，视频，动画，职教云平台，Keil软件，Proteus软件，51单片机实训平台等环境资源嵌入式（单片机）实训室、教学一体机、职教云学情分析知识基础1.具有一定的电路基础知识。2.已掌握单片机应用的基础知识；认知能力1.具备一定的逻辑推理和抽象思维能力，以便理解串口通信的原理和实现过程。2.具备一定的阅读和理解能力，以便理解和应用相关的技术文档。学习特点学生可能更喜欢实践操作和解决具体问题，因此，通过演示和实验等方式，让学生亲自动手实践串口通信的程序设计和调试过程，更能够激发他们的学习兴趣和积极性。教学目标素质目标知识目标能力目标1.认识到串口通信在工程实践中的重要性，并树立正确的职业态度和价值观。2具备良好的团队合作精神，学会与他人沟通和协作，共同完成学习任务。1.了解数据通信的基本类型和特征2.了解同步串行通信与异步串行通信的差别3.理解单片机异步串口的工作原理1.掌握单片机异步串口初始化过程及程序写法2.掌握单片机异步串口发送与接收数据程序写法教学重难点重点单片机异步串口的工作原理难点单片机异步串口的工作原理教学方法教法任务驱动教法、理虚实一体化教法、情景化教法、讨论式教法、问题引导教法学法自主式学习、协作式学习、体验式学习、探究式学习二、教学内容思维导图三、教学实施教学环节教学内容教学活动设计意图信息化手段教师活动学生活动项目引入引入话题：远程灯光控制器的需求分析与方案设计。项目任务：以C51单片机为主控芯片，设计一款远程灯光控制器。要求该控制器能获取当前一个LED灯的通断状态信息，并通过串口将通断状态传送给远程的电脑显示，另一方面，电脑端也可以下发指令控制外部的5个led灯的亮灭。明确项目需求，设计项目实现方案。职教云讨论：远程灯光控制器可以实现哪些功能？远程灯光控制器可以采用哪些方案实现，其中的关键技术点可能是什么？职教云讨论：视频播放：物联网的应用与发展职教云讨论：远程灯光控制器是物联网、智能家居应用的案例之一，还有哪些案例，它们有哪些共性？归纳分享：远程通信中，串口通信是常用的一种方式。实物展示：体验远程灯光控制器的使用过程。查阅&回帖：结合自己的所见所用，或手机上网查阅答案，参与讨论回帖。观看&思考：结合自己对物联网、智能家居应用的理解、应用领域，参与讨论回帖。观看应用场景，思考如何实现远程通信的？同步体验：在智能家居实训室，体验远程灯光控制器的使用过程。课堂上通过网上搜索相关资料及实物展示，激发学生的参与意识、创新意识，使其主观上产生对新知识的渴望惯。职教云/实物/项目实施回顾强化：远程灯光控制器的功能需要及一些相关概念，并了解远程数据采集与远程控制的一些基本概念。职教云提问：远程灯光控制器有哪些功能？远程数据采集与远程控制一般应用在哪些场景？播放微课视频：播放远程数据采集与远程控制的视频。阅读记录&回答：阅读教材相关内容并做好记录，完成抢答。通过视频学习，归纳总结相关概念。从感性认识和实例中总结归纳出概念。提高学生的归纳小结能力。视频、PPT项目实施分析远程灯光控制器的工作原理。远程灯光控制器通常利用智能灯光控制系统进行控制与管理。这种系统能够使灯光自动重启，调光，实现一对一的遥控以及灯光的全方位管理。在系统中，可以通过遥控、集中远程等多种控制方式对灯光进行调控，从而达到智能灯光的节能环保方便的功效。其中可能使用到无线通信，串口通信等技术。播放微课视频：一套智能家居系统中的灯光控制系统介绍。提出问题：实际的远程灯光控制系统可能用到哪些技术？学生同步观看或聆听、查阅、理解，建构新的知识与技能。结合远程灯光控制器的功能需求，思考、分析其工作原理，讨论其中包含的一些技术特点。小组内展开讨论。并做好记录。通过分析远程灯光控制器的工作原理，了解背后的技术特点，为后续的深入学习打好基础。视频、PPT职教云项目实施了解数据通信的基本概念。数据通信是按一定协议对数据进行统一传输和处理的一种通信方式。按照不同的标准有多种分类方式和分类结果。引出新的问题：从远程灯光控制器的需求，引出数字通信的话题。播放微课视频：物联网中的通信技术简介。提出讨论话题：在单片机中我们可以实现哪些通信呢？学生思考，回答问题。观看微课，了解物联网中的通信技术。讨论在单片机中我们可以实现哪些通信。了解数据通信的基本概念和物联网中的通信技术。视频、PPT职教云了解串口通信的类型。在数据通信中，要保证发送的信号在接收端能被正确地接收，必须解决收发之间的协调问题。按照串行数据的时钟控制方式，可将串行通信分为同步通信（同步字符同步）和异步通信（起止同步）。由于数据块传递开始要用同步字符来指示，同时要求由时钟来实现发送端与接收端之间的同步，发送与接收时钟始终要保持严格同步，故硬件较复杂。播放微课视频：串口通信技术介绍实物展示：展示常用的串口硬件，包括RS232，RS485。以及一些常用设备上的串口。聆听&记录：跟随老师一起学习并在相应的活页式讲义中做好记录。通过实物和微课，让学生对串口有外观的感性认识，为后续的原理和使用打下基础实物/PPT/职教云方案设计：根据现有基础和需求，做一个有线的的远程灯光控制器。选择合适的一种方案，用系统框图描述工作过程。布置任务：根据任务需求和学习的基础知识，选择一种适合的设计方案，并绘制出系统框图，说明系统工作过程。巡回指导：观察学生完成过程，巡回指导、记录。选择一种适合的设计方案，并绘制出系统框图，说明系统工作过程。通过完成绘图任务，提高学习总结归纳能力；提高绘制系统框图的能力。项目评价功能考核：根据项目评分细则，对学生完成的作业情况考核，并评分、记录测验：发布课堂测验题目作业检查：检查学生绘制的系统设计框图和设计任务书，并记录典型问题测验发布：引导学生完成职教云课堂测验题目完成考核：完成系统设计方案任务书完成测验：在职教云中独立完成课堂测验，将还存在疑问的题目记录下来通过准确合理，富有鼓励性的考核和评价，调动学生学习的积极性总结反思学生任务完成情况和存在问题分析与解决考核反馈：对任务完成度进行评价，充分鼓励学生的实践结果，同时对学生存在的问题进行反馈。总结：总结本节学习内容，加深学生对新知识的理解。学生反思总结，跟随老师汇总归纳本堂课的知识内容，加深对新知识的理解和记忆。以准确简练的语言，提纲挈领地总结归纳，促使学生加深对所学知识的理解和记忆，培养其综合概括能力。项目拓展课后任务-理论&实操理论知识点测试：课后测验课后跟踪：了解学生对本堂课知