2019人教版 高中信息技术 选择性必修6 开源硬件项目设计《第1章 开源硬件及其特征》大单元整体教学设计2020课标

人教版高中信息技术选择性必修6开源硬件项目设计《第1章开源硬件及其特征》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析本章教学内容聚焦于“开源硬件及其特征”，通过“开源硬件推介会”主题项目，引导学生认识开源硬件的基本概念、发展历程、特征及其在社会创新中的作用。具体内容包括：开源与开源软件：理解开源的概念，探讨开源软件的发展历程及其对信息技术领域的影响。开源硬件与开源协议：介绍开源硬件的定义、特征，以及开源协议在保护开发者权益和促进知识分享中的作用。常见的开源硬件：了解常见的开源硬件平台（如Arduino、树莓派、虚谷号等）及其核心板、扩展板和周边模块的功能。开源硬件的发展：分析开源硬件的发展背景、动因，探讨其用户群体及社会影响力。开源硬件的特征：深入探讨开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用等核心特征。开源硬件与创新：理解开源硬件在激发创新兴趣、培养实践能力、助力创新型社会方面的价值与意义。（二）单元内容分析本单元内容围绕“开源硬件”这一主题，从理论到实践，从认知到应用，逐步深入。具体分析如下：理论认知：通过介绍开源与开源软件、开源硬件与开源协议等内容，帮助学生建立对开源硬件的基本认知框架。实践操作：通过体验开源硬件项目、制作开源硬件作品等活动，让学生在实践中感受开源硬件的魅力，提升实践能力。案例分析：通过分析开源硬件的发展历程、用户群体及社会影响力等案例，加深学生对开源硬件的理解和应用能力。创新思维：通过探讨开源硬件在创新中的作用，激发学生的创新兴趣，培养学生的创新思维和实践能力。（三）单元内容整合本单元内容整合以“开源硬件推介会”为主题项目，将理论认知、实践操作、案例分析和创新思维等要素有机融合。通过项目学习的方式，引导学生在完成任务的过程中逐步深入理解开源硬件的相关知识，提升信息技术素养和创新能力。具体整合思路如下：项目启动：介绍项目背景和目标，激发学生的兴趣和参与热情。理论学习：通过课堂教学和自主学习，掌握开源硬件的基本概念、发展历程和特征。实践操作：分组进行开源硬件项目体验，制作开源硬件作品，如发光徽章、闪亮的广州塔等。案例分析：收集并分析开源硬件的发展案例、用户群体及社会影响力等，撰写开源硬件推介报告。创新思维：探讨开源硬件在创新中的作用，鼓励学生提出自己的创新想法和解决方案。项目展示：召开开源硬件推介会，展示项目成果，交流学习心得。二、《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解（一）信息意识对信息的敏感度：学生能够敏锐地感知到开源硬件及其相关技术在信息技术领域的重要性和发展趋势，认识到开源硬件对创新和社会发展的推动作用。对信息价值的判断力：学生能够根据解决问题的需要，主动寻求并筛选与开源硬件相关的信息资源，判断其可靠性和实用性，为项目学习和创新实践提供支持。信息共享与合作：在项目学习和创新实践过程中，学生能够积极与他人分享信息资源和成果，开展合作学习，共同提升信息技术素养和创新能力。（二）计算思维形式化表达：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，将开源硬件项目中的实际问题进行形式化表达，抽象出问题的基本特征和关键要素。算法设计与实现：针对开源硬件项目中的具体问题，学生能够设计合理的算法，并选择合适的编程语言或工具进行实现，解决实际问题。系统分析与优化：在项目实践过程中，学生能够运用系统思维对开源硬件项目进行整体分析，识别并优化系统中的关键环节和性能瓶颈，提升项目的整体效能。（三）数字化学习与创新数字化学习环境：学生能够利用数字化学习资源和工具（如在线课程、编程软件、开源硬件平台等），构建个性化的学习空间，提升学习效率和质量。创新实践：在开源硬件项目实践中，学生能够发挥创新思维，提出新颖的想法和解决方案，将开源硬件技术应用于实际问题解决中，创造具有实用价值和社会意义的数字化作品。知识分享与传播：学生能够将自己的学习成果和创新实践通过数字化渠道进行分享和传播，促进知识的交流与共享，为开源硬件社区的发展做出贡献。（四）信息社会责任信息安全与隐私保护：在开源硬件项目实践和学习过程中，学生能够遵守信息法律法规和伦理道德规范，保护个人和他人的信息安全与隐私权益。知识产权尊重与保护：学生能够认识到开源硬件项目中涉及的知识产权问题，尊重并保护他人的知识产权成果，同时合理维护自己的知识产权权益。技术伦理与社会责任：在利用开源硬件技术进行创新实践的过程中，学生能够关注技术伦理和社会责任问题，思考技术对社会发展的影响和挑战，积极寻求解决方案并承担相应的社会责任。通过本单元的学习，学生将全面提升信息技术素养和创新能力，培养信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任等核心素养，为未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。三、学情分析（一）已知内容分析学生进入高中信息技术选择性必修6《开源硬件项目设计》的学习之前，已经完成了信息技术必修课程以及选择性必修课程中的部分模块学习，具备了一定的信息技术基础知识与技能。学生已经掌握了计算机基础知识、操作系统使用、网络基础、数据处理与分析等内容，并具备了一定的编程基础，能够使用Python等编程语言进行简单的程序设计。学生还通过必修课程的学习，对信息技术在社会生活中的应用有了初步的认识，形成了一定的信息意识和社会责任感。在开源硬件方面，虽然学生可能尚未直接接触过具体的开源硬件项目，但他们对硬件、软件以及编程的基本概念已有一定的了解。部分学生可能通过兴趣小组、科技活动或自学等方式，对开源硬件有一定的兴趣和初步认识。大部分学生对开源硬件的发展历程、开源协议、开源硬件平台及其功能模块等深层次内容还缺乏系统的了解。（二）新知内容分析本单元的教学内容主要围绕“开源硬件推介会”这一主题展开，旨在通过项目学习的方式，使学生全面了解开源硬件的相关知识。具体包括以下几个方面：开源与开源软件：介绍开源的概念、开源软件的发展历程及其对社会的影响，理解开源软件与开源硬件之间的关系。开源硬件与开源协议：阐述开源硬件的定义、特征及其发展历程，介绍常见的开源硬件平台及其功能模块，理解开源协议在保护开发者权益和促进知识分享中的作用。开源硬件的发展：分析开源硬件的发展背景、用户群体及其社会影响力，通过案例学习了解开源硬件在不同领域的应用。开源硬件的特征：深入探讨开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用等核心特征，理解这些特征对开源硬件快速发展的推动作用。开源硬件与创新：探讨开源硬件在激发创新兴趣、培养实践能力和助力创新型社会方面的作用，通过项目实践体验开源硬件的创新魅力。本单元的教学内容具有较强的实践性和综合性，要求学生不仅要掌握开源硬件的理论知识，还要通过项目实践提升解决实际问题的能力。（三）学生学习能力分析高中学生已经具备了一定的自主学习能力和合作探究能力。他们能够在教师的引导下，通过查阅资料、小组讨论、项目实践等方式进行主动学习。在信息技术学习方面，学生已经习惯了使用计算机进行编程、数据处理等操作，对信息技术工具的使用较为熟练。面对开源硬件这一相对较新的领域，学生在学习过程中可能会遇到一些挑战。开源硬件涉及硬件、软件、编程等多个方面的知识，要求学生具备较为综合的信息技术素养。开源硬件项目实践需要学生具备一定的动手能力和创新思维，这对学生的实践能力提出了较高的要求。由于开源硬件的开放性和复杂性，学生在项目实践过程中可能会遇到各种技术难题和协作问题，需要他们具备较强的问题解决能力和团队协作能力。（四）学习障碍突破策略针对学生在学习过程中可能遇到的学习障碍，我们可以采取以下策略进行突破：加强基础知识巩固：在课程开始前，通过复习和测试等方式，巩固学生已有的信息技术基础知识，确保他们具备学习开源硬件所需的前置知识。提供丰富的学习资源：为学生提供丰富的学习资源，包括开源硬件的相关书籍、教程、视频、案例等，帮助他们全面了解开源硬件的相关知识。建立学习小组，鼓励学生通过小组讨论、互相学习等方式加深对知识的理解和掌握。强化项目实践指导：在项目实践过程中，教师要加强对学生的指导，帮助学生解决技术难题和协作问题。可以通过示范教学、个别辅导、小组讨论等方式，提升学生的实践能力和团队协作能力。激发学习兴趣和动力：通过展示开源硬件的创新应用和成功案例，激发学生的学习兴趣和动力。设立奖励机制，对表现优秀的学生给予表彰和奖励，鼓励他们积极参与项目实践和学习活动。培养自主学习和合作探究能力：鼓励学生通过自主学习和合作探究的方式解决问题。可以设立研究性学习任务，引导学生通过查阅资料、小组讨论等方式进行主动学习。加强课堂互动和讨论，培养学生的批判性思维和创新能力。注重过程评价和反馈：在学习过程中，注重对学生的过程评价和反馈。可以通过课堂观察、小组讨论、项目汇报等方式了解学生的学习情况，及时给予指导和帮助。建立学习档案袋，记录学生的学习过程和成果，作为评价学生学习情况的重要依据。通过以上策略的实施，我们可以有效地突破学生在学习开源硬件过程中可能遇到的学习障碍，提升他们的学习效果和实践能力。也能够培养学生的自主学习、合作探究和创新思维等关键能力，为他们未来的学习和发展打下坚实的基础。四、大主题或大概念设计本单元的主题为“探索开源硬件：理解特征、促进创新与社会责任”。围绕这一主题，通过一系列的项目活动，引导学生深入了解开源硬件的概念、发展历程、特征及其对创新和社会的影响，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。五、大单元目标叙写（一）信息意识目标描述：学生能够敏锐感知开源硬件在信息技术领域中的重要性和广泛应用，理解开源硬件信息对于个人学习和社会发展的价值。具体表现：学生能够主动关注开源硬件的最新发展动态，了解开源硬件在不同领域的应用案例。学生能够识别并评估开源硬件信息的可靠性、准确性和相关性，为后续的学习和项目设计提供有效的信息支持。（二）计算思维目标描述：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，分析开源硬件项目的需求，设计合理的解决方案，并通过编程实现开源硬件的控制和功能。具体表现：学生能够抽象出开源硬件项目的关键问题，并通过形式化方法表述问题。学生能够选择合适的算法和数据结构，设计解决方案，并利用编程语言实现开源硬件的控制逻辑。学生能够评估和优化解决方案，提高开源硬件项目的效率和稳定性。（三）数字化学习与创新目标描述：学生能够利用数字化资源和工具，创造性地解决开源硬件项目中的问题，实现创新设计，并通过数字化方式展示和交流成果。具体表现：学生能够熟练掌握开源硬件平台和相关工具的使用，进行项目设计和实现。学生能够利用数字化工具进行项目管理和协作，如使用版本控制系统管理代码，使用在线平台分享项目进展和成果。学生能够结合开源硬件技术，开展创新设计，如开发新的开源硬件项目或改进现有项目，提高项目的实用性和创新性。（四）信息社会责任目标描述：学生能够理解并遵守信息社会的法律法规和伦理道德准则，在开源硬件项目的设计、开发和分享过程中，积极承担社会责任，促进开源文化的健康发展。具体表现：学生能够了解并遵守开源协议和相关法律法规，尊重和保护知识产权。学生能够在开源硬件项目中注重信息安全和隐私保护，防止信息泄露和滥用。学生能够积极分享自己的开源硬件项目和经验，参与开源社区的建设和交流，促进开源文化的传播和发展。六、大单元教学重点开源硬件的特征与优势：通过项目活动，让学生深入理解开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用的特征，认识这些特征对于促进技术创新和降低开发门槛的重要作用。开源硬件项目的设计与实现：引导学生运用计算思维和数字化学习与创新能力，设计并实现开源硬件项目，包括需求分析、方案设计、编程实现和测试优化等环节，培养学生的实践能力和创新精神。开源硬件的社会责任与伦理道德：强调在开源硬件项目的设计、开发和分享过程中，学生应遵守信息社会的法律法规和伦理道德准则，注重信息安全和隐私保护，积极承担社会责任，促进开源文化的健康发展。七、大单元教学难点开源硬件技术的复杂性：开源硬件技术涉及硬件设计、电路原理、编程控制等多个方面，对于学生来说具有一定的难度。如何引导学生克服技术障碍，掌握开源硬件技术，是本单元教学的难点之一。项目设计与实现的创新性：鼓励学生结合开源硬件技术，开展创新设计，是本单元教学的重要目标。如何激发学生的创新思维，帮助他们提出具有实用性和创新性的项目方案，并在实现过程中不断优化和完善，是教学过程中的一大挑战。信息社会责任的培养：在开源硬件项目的设计、开发和分享过程中，培养学生的信息社会责任意识，让他们自觉遵守信息社会的法律法规和伦理道德准则，是本单元教学的另一个难点。这需要教师在教学过程中注重引导学生思考开源硬件技术的社会影响，培养他们的社会责任感和伦理道德意识。针对以上教学难点，教师可以采取以下策略：技术难点的突破：通过提供丰富的教学资源和案例，如开源硬件平台的操作指南、项目设计模板、编程教程等，帮助学生逐步掌握开源硬件技术。组织学生进行小组合作和项目实践，通过互助学习和经验分享，降低技术学习的难度。创新能力的培养：通过启发式教学和案例分析，激发学生的创新思维。鼓励学生关注现实生活和社会需求，从实际问题出发，提出具有创新性的项目方案。组织学生进行项目展示和交流，通过互相学习和借鉴，不断提高项目的创新性和实用性。-信息社会责任的培养：在教学过程中注重引导学生思考开源硬件技术的社会影响，如信息安全、隐私保护、知识产权等问题。通过组织讨论、案例分析等活动，培养学生的社会责任感和伦理道德意识。鼓励学生积极参与开源社区的建设和交流，通过实践活动加深对信息社会责任的理解和认识。八、大单元整体教学思路教学目标设定根据《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合人教版高中信息技术选择性必修6《开源硬件项目设计》第1章《开源硬件及其特征》的教学内容，本单元的教学目标设定涵盖信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个方面。（一）信息意识培养学生对开源硬件信息的敏感度：学生能够主动关注开源硬件领域的最新动态，了解开源硬件的发展历程、基本概念、特征及发展趋势。提升学生对开源硬件价值的判断力：学生能够认识到开源硬件在技术创新、知识分享和协作中的重要作用，理解开源硬件对于个人成长和社会发展的意义。（二）计算思维形式化描述问题：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目中的问题进行形式化描述，明确问题的关键特征和约束条件。模型化与自动化：通过开源硬件项目的实践，学生能够建立解决问题的结构模型，合理组织数据，运用算法和编程语言实现自动化解决方案。系统化思维：学生能够从系统的角度审视开源硬件项目，理解项目各组成部分之间的关系，以及它们如何协同工作以实现整体功能。（三）数字化学习与创新适应数字化学习环境：学生能够利用数字化资源和工具（如开源硬件平台、编程软件、在线社区等）进行自主学习和协作学习。创造性解决问题：通过参与开源硬件项目的设计和实现，学生能够创造性地解决实际问题，制作出具有创新性的开源硬件作品。知识分享与创新：学生能够积极分享自己的开源硬件项目经验和成果，参与开源社区的交流和协作，推动开源硬件技术的创新和发展。（四）信息社会责任遵守信息法律法规和伦理道德：学生能够了解并遵守与开源硬件相关的法律法规和伦理道德规范，尊重他人的知识产权和创意成果。信息安全与隐私保护：在开源硬件项目的实践中，学生能够意识到信息安全的重要性，采取适当的措施保护个人和他人的信息安全及隐私。积极参与信息社会建设：学生能够认识到自己在信息社会中的责任和义务，积极参与开源硬件技术的推广和应用，为构建创新型社会贡献力量。教学重点与难点教学重点理解开源硬件的基本概念与特征：学生能够准确理解开源硬件的定义、发展历程、特征及其在社会创新中的作用。掌握开源硬件平台的基本操作：学生能够熟悉常见的开源硬件平台（如Arduino、树莓派、虚谷号等），掌握其基本操作方法和编程技巧。参与开源硬件项目的设计与实现：通过实践项目，学生能够体验开源硬件项目的设计、开发、测试和推广全过程，提升数字化学习与创新能力。教学难点如何将开源硬件知识应用于实际问题解决：引导学生将抽象的开源硬件知识转化为解决实际问题的具体方案，培养他们的计算思维和创新能力。如何在项目中培养学生的协作与交流能力：通过团队合作完成项目，培养学生的沟通协作能力，以及分享和反馈的习惯。如何引导学生形成正确的信息社会责任意识：在开源硬件项目的实践中，引导学生关注信息安全、尊重知识产权，形成负责任的信息社会行为。教学思路与策略（一）情境导入与激发兴趣情境导入：通过展示开源硬件在现实生活中的应用案例（如智能家居、可穿戴设备、环境监测系统等），引导学生认识开源硬件的广泛应用和巨大潜力。激发兴趣：组织学生参观开源硬件实验室或参加开源硬件创新大赛等活动，激发他们的学习兴趣和探索欲望。（二）理论讲解与案例分析理论讲解：结合教材内容，系统讲解开源硬件的基本概念、发展历程、特征及其在社会创新中的作用。通过多媒体教学手段（如PPT、视频等），使讲解内容生动有趣、易于理解。案例分析：选取典型的开源硬件项目案例进行分析，引导学生了解项目的设计思路、实现方法和创新点。通过案例分析，培养学生的计算思维和问题解决能力。（三）实践操作与项目探究实践操作：组织学生分组进行开源硬件项目的实践操作。每个小组选择一个具体的开源硬件项目（如智能小车、环境监测系统、智能家居控制等），从项目规划、硬件选型、软件编程到测试调试全过程进行实践。项目探究：在项目实践过程中，鼓励学生自主探究和解决问题。教师提供必要的指导和支持，引导学生运用计算思维和数字化工具进行项目设计和实现。组织学生进行项目展示和交流，分享经验和成果。（四）总结评价与反思提升总结评价：在项目完成后，组织学生进行项目总结和自我评价。通过展示项目成果、分享项目经验和反思项目过程等方式，帮助学生全面回顾项目实践过程，总结经验教训。教师对学生的项目成果和表现进行评价，给予肯定和鼓励。反思提升：引导学生对项目实践过程中遇到的问题和困难进行反思和总结，提炼出有益的经验和教训。鼓励学生将所学知识和技能应用于其他领域或项目中，不断提升自己的数字化学习与创新能力。关注学生在信息社会责任方面的表现，引导他们形成正确的价值观和行为习惯。学业评价设计评价原则多元化评价：采用多种评价方式（如项目展示、作品评价、小组讨论、在线测试等）对学生的学习成果进行全面评价。注重过程性评价与总结性评价相结合，关注学生的个体差异和发展需求。注重实践能力评价：重点评价学生在开源硬件项目实践中的表现和能力提升情况。通过观察学生在项目规划、硬件选型、软件编程、测试调试等环节的表现，评估他们的计算思维、数字化学习与创新能力。强调信息社会责任评价：在评价过程中关注学生的信息社会责任意识和行为表现。通过评价学生在项目实践中的信息安全意识、知识产权尊重程度以及团队协作与交流能力等方面的情况，引导他们形成正确的价值观和行为习惯。评价内容与方式项目成果评价：评价学生的开源硬件项目成果的质量和创新性。通过展示项目成果、分享项目经验和接受他人评价等方式，评估学生在项目实践中的表现和能力提升情况。过程性评价：关注学生在项目实践过程中的表现和努力程度。通过观察学生在项目规划、硬件选型、软件编程、测试调试等环节的表现以及他们在小组讨论和在线测试中的表现等方式进行评价。自我评价与同伴评价：鼓励学生进行自我评价和同伴评价。通过反思自己在项目实践中的表现和收获以及评价同伴的表现和成果等方式，培养学生的自我认知能力和团队协作能力。教学实施建议加强师资队伍建设：提高教师的专业素养和教学能力，确保他们能够胜任开源硬件项目设计的教学工作。通过组织教师培训、交流研讨等活动，提升教师的教育教学水平和科研能力。完善教学设施与资源：建设完善的开源硬件实验室和实践基地，配备必要的硬件设备和软件工具。开发丰富的教学资源和案例库，为教学工作提供有力支持。注重跨学科融合：将开源硬件项目设计与其他学科（如物理、数学、艺术等）相融合，拓宽学生的知识视野和思维方式。通过跨学科项目实践等方式培养学生的综合素养和创新能力。4.加强校企合作与社区合作：与企业和社区建立紧密的合作关系，共同开展开源硬件项目的设计和实施工作。通过校企合作和社区合作等方式为学生提供更多的实践机会和资源支持，促进他们的全面发展。九、学业评价教学目标信息意识：学生能够理解开源硬件及其相关概念，认识到开源硬件在信息社会中的重要性和广泛应用，具备对开源硬件信息的敏感度和判断力。计算思维：通过项目学习和实践操作，学生能够运用计算机科学领域的思想方法，分析问题、抽象特征、建立结构模型，并合理组织数据，形成解决问题的方案。数字化学习与创新：学生能够在数字化环境中，利用开源硬件平台和相关资源，进行自主学习和协作学习，创造性地解决问题，完成学习任务，并形成创新作品。信息社会责任：学生能够理解并遵守开源协议，尊重他人的知识产权，具备信息安全意识，能够在信息社会中安全、合法地使用开源硬件，并积极参与开源社区的分享与协作。学习目标信息意识：理解开源、开源软件、开源硬件和开源协议的相关概念及其关系。认识开源硬件在信息社会中的广泛应用和重要性。对开源硬件的新发展保持敏感度，能够主动获取和判断相关信息。计算思维：能够运用计算机科学领域的思想方法，分析问题并抽象出问题的关键特征。建立结构模型，合理组织数据，形成解决问题的方案。通过编程控制开源硬件，实现特定的功能或效果。数字化学习与创新：在数字化环境中，利用开源硬件平台和相关资源进行学习。通过项目学习和实践操作，创造性地解决问题，完成学习任务。制作并发布开源硬件项目作品，展现创新能力。信息社会责任：理解并遵守开源协议，尊重他人的知识产权。具备信息安全意识，能够在信息社会中安全、合法地使用开源硬件。积极参与开源社区的分享与协作，为开源硬件的发展做出贡献。评价目标设定（一）信息意识评价内容：学生对开源硬件及其相关概念的理解程度。学生对开源硬件在信息社会中的重要性和广泛应用的认识。学生对开源硬件新发展的敏感度和信息获取、判断能力。评价方式：通过课堂提问、小组讨论等方式，观察学生对开源硬件相关概念的理解情况。通过案例分析、情境模拟等方式，评估学生对开源硬件在信息社会中重要性和广泛应用的认识。通过课后作业、项目报告等方式，检查学生对开源硬件新发展的敏感度和信息获取、判断能力。评价标准：能够准确解释开源、开源软件、开源硬件和开源协议的相关概念及其关系。能够列举并说明开源硬件在信息社会中的广泛应用和重要性。能够主动关注开源硬件的新发展，准确获取并判断相关信息。（二）计算思维评价内容：学生运用计算机科学领域思想方法分析问题和抽象特征的能力。学生建立结构模型和合理组织数据的能力。学生通过编程控制开源硬件实现特定功能或效果的能力。评价方式：通过项目实践、编程练习等方式，观察学生分析问题和抽象特征的过程。通过项目报告、代码审查等方式，评估学生建立结构模型和合理组织数据的能力。通过作品展示、功能演示等方式，检查学生通过编程控制开源硬件实现特定功能或效果的能力。评价标准：能够准确分析问题并抽象出关键特征。能够建立合理的结构模型并有效组织数据。能够通过编程控制开源硬件实现特定功能或效果，且代码规范、逻辑清晰。（三）数字化学习与创新评价内容：学生在数字化环境中利用开源硬件平台和相关资源进行学习的能力。学生通过项目学习和实践操作创造性地解决问题的能力。学生制作并发布开源硬件项目作品的能力。评价方式：通过观察学生在数字化环境中的学习行为和学习成果，评估其学习能力。通过项目报告、作品展示等方式，观察学生创造性地解决问题的过程和成果。通过作品评价、用户反馈等方式，检查学生制作并发布开源硬件项目作品的能力。评价标准：能够在数字化环境中有效利用开源硬件平台和相关资源进行学习。能够通过项目学习和实践操作创造性地解决问题，形成具有创新性的学习成果。能够制作并发布高质量的开源硬件项目作品，展现良好的创新能力和实践能力。（四）信息社会责任评价内容：学生对开源协议的理解和遵守情况。学生的信息安全意识和合法使用开源硬件的能力。学生参与开源社区分享与协作的情况。评价方式：通过课堂讨论、案例分析等方式，观察学生对开源协议的理解和遵守情况。通过情境模拟、作品审查等方式，评估学生的信息安全意识和合法使用开源硬件的能力。通过社区参与记录、开源贡献度等方式，检查学生参与开源社区分享与协作的情况。评价标准：能够准确理解并严格遵守开源协议，尊重他人的知识产权。具备较高的信息安全意识，能够在信息社会中安全、合法地使用开源硬件。积极参与开源社区的分享与协作，为开源硬件的发展做出贡献。评价活动设计课堂互动评价：在课堂上，通过提问、讨论等方式，观察学生对开源硬件相关概念的理解情况，以及运用计算思维分析问题和抽象特征的能力。记录学生的课堂表现，作为评价其信息意识和计算思维的重要依据。项目实践评价：组织学生参与开源硬件项目实践，通过项目报告、代码审查、作品展示等方式，评估学生的数字化学习与创新能力。观察学生在项目实践中的表现，包括团队合作、问题解决、创新思维等方面。作品评价：对学生制作的开源硬件项目作品进行评价，包括作品的创新性、实用性、美观性等方面。通过用户反馈、专家评审等方式，综合评估作品的质量和学生的创新能力。社区参与评价：记录学生参与开源社区分享与协作的情况，包括在社区中的活跃度、贡献度等方面。通过社区成员的评价和反馈，评估学生的信息社会责任和团队协作能力。自我评价与互评：鼓励学生进行自我评价和互评，反思自己的学习过程和成果，以及团队合作中的表现和收获。通过自我评价和互评，帮助学生提高自我认知能力和团队协作能力。评价结果反馈与改进及时反馈评价结果：在评价活动结束后，及时向学生反馈评价结果，指出其优点和不足，并提出改进建议。通过个别辅导、小组讨论等方式，帮助学生理解评价结果并制定改进计划。持续改进教学方法：根据评价结果和学生的反馈意见，反思教学方法和策略的有效性，及时调整和改进。关注学生的个体差异和学习需求，采用差异化的教学策略和方法，提高教学效果。建立激励机制：对表现优秀的学生进行表彰和奖励，激发其学习积极性和创造力。-鼓励学生积极参与开源社区的分享与协作，为开源硬件的发展做出贡献，并给予相应的认可和支持。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路1.教学理念与目标本次大单元教学以《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，围绕“开源硬件推介会”主题，通过项目式学习，引导学生全面了解开源硬件的发展历程、特征、应用及其对创新的意义。旨在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，提升学生的信息素养和综合能力。2.教学内容与活动设计本单元内容涵盖开源硬件的基本概念、发展历程、用户群体与影响力、特征以及与创新的关系等方面。通过情境导入、理论讲解、实践操作、小组讨论、项目推介等多种形式的教学活动，使学生在掌握基础知识的同时，提高解决实际问题的能力。3.教学策略与方法情境导入：通过展示开源硬件在现实生活中的应用实例，激发学生的学习兴趣和探究欲望。理论讲解：结合教材内容和实际案例，详细讲解开源硬件的相关知识，帮助学生构建完整的知识体系。实践操作：组织学生动手实践开源硬件项目，如制作数字骰子、闪亮的广州塔等，提高学生的实践能力和创新能力。小组讨论：围绕开源硬件的特征、应用及创新等话题，组织学生进行小组讨论，培养学生的合作能力和批判性思维。项目推介：以小组为单位，准备开源硬件推介会的展示资料，进行项目推介，提高学生的表达能力和自信心。4.教学评价与反馈过程性评价：关注学生在学习过程中的表现，如参与度、合作能力、创新能力等，及时给予反馈和指导。总结性评价：通过项目推介会、开源硬件推介报告等形式，对学生的学习成果进行全面评价，总结学习经验，提出改进建议。二、教学目标设定（一）信息意识学生能够敏锐感知开源硬件在信息技术领域的重要性，了解开源硬件的广泛应用及其对社会发展的推动作用。学生能够根据信息来源的可靠性和内容的准确性，对开源硬件的相关信息作出合理判断，形成正确的信息价值观。（二）计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目进行抽象、建模和设计，形成系统化的解决方案。学生能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。（三）数字化学习与创新学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量。学生能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。三、教学结构图（思维导图）开源硬件及其特征大单元教学结构图1.情境导入-开源硬件应用实例展示-激发学习兴趣和探究欲望2.理论讲解-开源与开源软件-开源的概念-开源软件的发展与应用-开源硬件与开源协议-开源硬件的定义与特征-开源协议的意义与作用-常见的开源硬件-核心板、扩展板、周边模块介绍-不同开源硬件平台的比较3.实践操作-开源硬件项目实践-数字骰子制作-闪亮的广州塔制作-开源硬件平台操作-V型板、A型板、B型板的使用-Python编程控制硬件4.小组讨论-开源硬件的特征与应用-开源与开放、分享与协作、模块与复用的讨论-开源硬件与创新的关系-激发创新兴趣、培养实践能力、助力创新型社会的探讨5.项目推介-开源硬件推介会准备-小组分工与合作-展示资料准备（演示文稿、视频、展板等）-开源硬件推介会实施-项目展示与推介-互动交流与反馈6.总结评价-学习成果展示与评价-开源硬件推介报告-项目实践作品展示-学习经验总结与反思-个人学习体会与收获-小组合作与项目管理的经验总结四、具体教学实施步骤第1阶段：情境导入（1课时）活动内容：展示开源硬件在现实生活中的应用实例，如智能家居、可穿戴设备等，引导学生思考开源硬件的作用和意义。教学目标：激发学生的学习兴趣和探究欲望，为后续学习奠定基础。教学过程：教师展示开源硬件应用实例，引导学生观察并思考。学生分享自己对开源硬件的认识和看法。教师总结开源硬件的重要性和应用价值。第2阶段：理论讲解（3课时）活动内容：详细讲解开源与开源软件、开源硬件与开源协议、常见的开源硬件等知识点。教学目标：帮助学生构建完整的知识体系，理解开源硬件的基本概念和发展历程。教学过程：开源与开源软件（1课时）教师讲解开源的概念和起源。介绍开源软件的发展与应用，如Linux操作系统、安卓系统等。学生讨论开源软件的优势和局限性。开源硬件与开源协议（1课时）教师讲解开源硬件的定义和特征。介绍开源协议的意义和作用，如GPL、MIT等。学生分析不同开源硬件项目的开源程度。常见的开源硬件（1课时）介绍常见的开源硬件平台，如Arduino、树莓派、虚谷号等。比较不同开源硬件平台的优缺点和适用场景。学生分组讨论并分享自己感兴趣的开源硬件项目。第3阶段：实践操作（4课时）活动内容：组织学生动手实践开源硬件项目，如制作数字骰子、闪亮的广州塔等。教学目标：提高学生的实践能力和创新能力，加深对开源硬件的理解和应用。教学过程：数字骰子制作（2课时）教师讲解数字骰子的制作原理和方法。学生分组进行数字骰子的制作和调试。学生展示作品并分享制作经验。闪亮的广州塔制作（2课时）教师介绍闪亮的广州塔项目的背景和要求。学生分组设计并制作闪亮的广州塔模型。学生展示作品并进行效果测试。第4阶段：小组讨论（2课时）活动内容：围绕开源硬件的特征与应用、开源硬件与创新的关系等话题，组织学生进行小组讨论。教学目标：培养学生的合作能力和批判性思维，加深对开源硬件的理解和应用。教学过程：开源硬件的特征与应用（1课时）学生分组讨论开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用等特征。学生分享讨论结果并举例说明。开源硬件与创新的关系（1课时）学生探讨开源硬件如何激发创新兴趣、培养实践能力、助力创新型社会。学生分享个人或团队的开源硬件创新项目或想法。第5阶段：项目推介（2课时）活动内容：以小组为单位，准备开源硬件推介会的展示资料，进行项目推介。教学目标：提高学生的表达能力和自信心，展示学习成果和创新能力。教学过程：推介会准备（1课时）小组分工合作，准备演示文稿、视频、展板等展示资料。教师指导小组完善展示内容和形式。推介会实施（1课时）各小组依次进行项目推介，展示开源硬件项目和创新点。其他小组进行互动交流和提问。教师总结推介会情况，提出改进建议。第6阶段：总结评价（1课时）活动内容：展示学习成果，总结学习经验，进行反思和改进。教学目标：巩固学习成果，提升信息素养和综合能力。教学过程：学习成果展示各小组展示开源硬件推介报告和项目实践作品。学生分享个人学习体会和收获。学习经验总结教师总结本单元的学习内容和目标达成情况。学生讨论学习过程中的成功经验和不足之处。-教师提出改进建议和未来学习方向。十一、大情境、大任务创设教学目标设定（一）信息意识学生能够敏锐感知开源硬件在信息技术领域的重要性，理解开源硬件的概念及其对社会发展的推动作用。学生能够主动搜集并分析开源硬件的相关信息，判断信息的来源可靠性和内容准确性，形成正确的信息价值观。（二）计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目进行抽象、建模和设计，形成系统化的解决方案。学生能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。（三）数字化学习与创新学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量。学生能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。大情境、大任务创设一、大情境设定随着信息技术的飞速发展，开源硬件作为技术创新的重要推动力，正在全球范围内引发一场创新革命。开源硬件以其开放、共享、协作的理念，吸引了越来越多的爱好者、教育者和开发者参与其中。在这个大背景下，我们设定了一个以“开源硬件推介会”为主题的大情境，旨在让学生通过项目式学习，全面了解开源硬件的发展历程、特征、应用及其对创新的意义，进而培养学生的信息素养和综合能力。二、大任务设计1.大任务主题：开源硬件推介会任务描述：学生将分成若干小组，每组选择一种或多种开源硬件进行深入研究，并准备一场开源硬件推介会。推介会旨在向全校师生展示开源硬件的魅力，传播开源文化和思想，激发更多人对开源硬件的兴趣和关注。任务目标：全面了解开源硬件的基本概念、发展历程、用户群体与影响力。掌握常见开源硬件平台及相关模块的功能和使用方法。通过实践操作，体验开源硬件项目的开发和实现过程。培养团队合作、创新实践和表达能力。任务步骤：2.任务准备阶段子任务1：组建团队与确定主题活动内容：学生自由组建小组，每组3-5人，确定小组名称和标志徽章，并选择一种或多种开源硬件作为研究主题。教学目标：培养学生的团队合作意识和自主选择能力。子任务2：收集资料与初步学习活动内容：小组成员分工合作，收集开源硬件的相关资料，包括开源硬件的基本概念、发展历程、用户群体、影响力等，并进行初步学习。教学目标：培养学生的信息搜集和分析能力。3.任务实施阶段子任务3：实践操作与项目制作活动内容：小组选择一种或多种开源硬件平台（如Arduino、树莓派、虚谷号等），学习其硬件平台和相关模块的使用方法。结合所学知识，小组设计并制作一个简单的开源硬件项目，如数字骰子、闪亮的广州塔等。小组内部分工合作，完成项目的硬件搭建、软件编程和调试工作。教学目标：培养学生的实践操作能力和创新思维。子任务4：小组讨论与经验分享活动内容：小组围绕开源硬件的特征、应用及创新等话题进行讨论，分享学习心得和经验。小组内部分享各自在项目制作过程中的收获和遇到的困难，共同探讨解决方案。教学目标：培养学生的批判性思维和合作学习能力。4.任务展示阶段子任务5：项目推介会准备活动内容：小组分工合作，准备开源硬件推介会的展示资料，包括演示文稿、视频、展板等。小组内部进行模拟推介，完善展示内容和形式。教学目标：培养学生的表达能力和自信心。子任务6：开源硬件推介会实施活动内容：各小组依次进行项目推介，展示开源硬件项目和创新点，其他小组进行互动交流和提问。教师和评委对各小组的展示进行点评和打分，评选出优秀推介小组和项目。教学目标：培养学生的展示能力和评价能力。5.任务总结阶段子任务7：总结评价与反思活动内容：各小组展示开源硬件推介报告和项目实践作品，分享个人学习体会和收获。教师和学生共同总结本单元的学习内容和目标达成情况，提出改进建议和未来学习方向。教学目标：培养学生的总结反思能力和持续发展意识。三、教学活动示例活动名称：数字骰子制作活动目标：掌握A型板和B型板的基本程序控制方法。通过实践操作，体验开源硬件项目的开发和实现过程。培养学生的实践操作能力和创新思维。活动过程：引入阶段：教师展示数字骰子的实物或图片，激发学生的兴趣和好奇心。理论讲解：教师介绍A型板和B型板的基本程序控制方法，包括加速度传感器的使用、Python编程控制硬件等。实践操作：学生分组进行数字骰子的制作和调试。学生下载并运行教学资源平台上的“zkA_touzi.py”文件，观察数字骰子的实验效果。学生阅读源代码，并用流程图的形式描述代码的程序结构。学生尝试改进数字骰子，如增加不同的显示效果、提高响应速度等。成果展示：各小组展示数字骰子的制作成果，分享制作经验和心得。总结评价：教师和学生共同评价各小组的制作成果和表现，提出改进建议。通过以上大情境、大任务的创设和实施，学生将全面了解开源硬件的基本概念、发展历程、特征及应用，掌握常见开源硬件平台及相关模块的功能和使用方法，通过实践操作和项目制作，培养团队合作、创新实践和表达能力，进而提升学生的信息素养和综合能力。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：开源硬件及其特征课时设计：情境导入（1课时）理论讲解（3课时）开源与开源软件（1课时）开源硬件与开源协议（1课时）常见的开源硬件（1课时）实践操作（4课时）数字骰子制作（2课时）闪亮的广州塔制作（2课时）小组讨论（2课时）开源硬件的特征与应用（1课时）开源硬件与创新的关系（1课时）项目推介（2课时）推介会准备（1课时）推介会实施（1课时）总结评价（1课时）（二）学习目标（一）信息意识学生能够敏锐感知开源硬件在信息技术领域的重要性，了解开源硬件的广泛应用及其对社会发展的推动作用。学生能够根据信息来源的可靠性和内容的准确性，对开源硬件的相关信息作出合理判断，形成正确的信息价值观。（二）计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目进行抽象、建模和设计，形成系统化的解决方案。学生能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。（三）数字化学习与创新学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量。学生能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。（三）评价任务情境导入评价：通过观察学生在展示开源硬件应用实例时的反应和讨论，评价学生对开源硬件的兴趣和初步认识。理论讲解评价：通过课堂提问和小组讨论，评价学生对开源硬件相关概念、发展历程、用户群体及影响力的理解程度。实践操作评价：通过检查学生制作的数字骰子和闪亮的广州塔模型，评价学生的实践能力和创新能力。小组讨论评价：通过听取小组汇报和观察小组讨论过程，评价学生的合作能力、批判性思维和表达能力。项目推介评价：通过推介会上的展示和互动交流，评价学生的表达能力、自信心和团队协作能力。总结评价：通过学习成果展示、学习经验总结和反思，评价学生对开源硬件及其特征的整体掌握情况和学习效果。（四）学习过程第1阶段：情境导入（1课时）活动内容：展示开源硬件在现实生活中的应用实例，如智能家居、可穿戴设备等，引导学生思考开源硬件的作用和意义。教学目标：激发学生的学习兴趣和探究欲望，为后续学习奠定基础。教学过程：教师展示开源硬件应用实例，引导学生观察并思考。学生分享自己对开源硬件的认识和看法。教师总结开源硬件的重要性和应用价值。第2阶段：理论讲解（3课时）开源与开源软件（1课时）活动内容：讲解开源的概念、起源以及开源软件的发展与应用。教学目标：帮助学生理解开源软件的基本概念和重要性。教学过程：教师讲解开源的概念和起源。介绍开源软件的发展与应用，如Linux操作系统、安卓系统等。学生讨论开源软件的优势和局限性。开源硬件与开源协议（1课时）活动内容：讲解开源硬件的定义、特征及开源协议的意义和作用。教学目标：帮助学生理解开源硬件的基本概念和开源协议的重要性。教学过程：教师讲解开源硬件的定义和特征。介绍开源协议的意义和作用，如GPL、MIT等。学生分析不同开源硬件项目的开源程度。常见的开源硬件（1课时）活动内容：介绍常见的开源硬件平台及其相关模块功能。教学目标：帮助学生了解常见的开源硬件平台及其应用场景。教学过程：介绍常见的开源硬件平台，如Arduino、树莓派、虚谷号等。比较不同开源硬件平台的优缺点和适用场景。学生分组讨论并分享自己感兴趣的开源硬件项目。第3阶段：实践操作（4课时）数字骰子制作（2课时）活动内容：组织学生动手制作数字骰子，体验开源硬件的魅力。教学目标：提高学生的实践能力和创新能力。教学过程：教师讲解数字骰子的制作原理和方法。学生分组进行数字骰子的制作和调试。学生展示作品并分享制作经验。闪亮的广州塔制作（2课时）活动内容：组织学生设计并制作闪亮的广州塔模型，进一步体验开源硬件的应用。教学目标：加深学生对开源硬件的理解和应用能力。教学过程：教师介绍闪亮的广州塔项目的背景和要求。学生分组设计并制作闪亮的广州塔模型。学生展示作品并进行效果测试。第4阶段：小组讨论（2课时）开源硬件的特征与应用（1课时）活动内容：围绕开源硬件的特征与应用进行小组讨论。教学目标：培养学生的合作能力和批判性思维。教学过程：学生分组讨论开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用等特征。学生分享讨论结果并举例说明。开源硬件与创新的关系（1课时）活动内容：围绕开源硬件与创新的关系进行小组讨论。教学目标：加深学生对开源硬件与创新关系的理解。教学过程：学生探讨开源硬件如何激发创新兴趣、培养实践能力、助力创新型社会。学生分享个人或团队的开源硬件创新项目或想法。第5阶段：项目推介（2课时）推介会准备（1课时）活动内容：小组分工合作，准备开源硬件推介会的展示资料。教学目标：提高学生的表达能力和自信心。教学过程：小组分工合作，准备演示文稿、视频、展板等展示资料。教师指导小组完善展示内容和形式。推介会实施（1课时）活动内容：召开开源硬件推介会，展示学习成果。教学目标：展示学生的学习成果和创新能力。教学过程：各小组依次进行项目推介，展示开源硬件项目和创新点。其他小组进行互动交流和提问。教师总结推介会情况，提出改进建议。第6阶段：总结评价（1课时）活动内容：展示学习成果，总结学习经验，进行反思和改进。教学目标：巩固学习成果，提升信息素养和综合能力。教学过程：各小组展示开源硬件推介报告和项目实践作品。学生分享个人学习体会和收获。教师总结本单元的学习内容和目标达成情况。学生讨论学习过程中的成功经验和不足之处。教师提出改进建议和未来学习方向。（五）作业与检测作业：完成开源硬件推介报告，包括项目背景、设计思路、实现过程、创新点等内容。制作一个基于开源硬件的小作品，并撰写制作说明和使用方法。检测：通过课堂提问和小组讨论，检测学生对开源硬件相关概念的理解程度。通过检查学生制作的数字骰子和闪亮的广州塔模型，评价学生的实践能力和创新能力。通过推介会上的展示和互动交流，评价学生的表达能力、自信心和团队协作能力。（六）学后反思学生反思：反思自己在学习过程中的收获和不足，思考如何改进学习方法，提高学习效率。总结自己在实践操作中的经验和教训，思考如何更好地将理论知识应用于实际项目中。教师反思：反思教学过程中的成功经验和不足之处，思考如何优化教学设计，提高教学效果。-关注学生的学习需求和学习反馈，及时调整教学策略和方法，以适应学生的学习特点和需求。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标本章节旨在通过“开源硬件推介会”主题项目的学习，引导学生全面了解开源硬件的发展历程、特征、应用及其对创新的意义。通过项目式学习，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任，增强学生的综合素养和跨学科应用能力。二、学习目标信息意识学生能够敏锐感知开源硬件在信息技术领域的重要性，了解开源硬件的广泛应用及其对社会发展的推动作用。学生能够根据信息来源的可靠性和内容的准确性，对开源硬件的相关信息作出合理判断，形成正确的信息价值观。计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目进行抽象、建模和设计，形成系统化的解决方案。学生能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。数字化学习与创新学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量。学生能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。三、作业目标设定信息意识学生能够通过搜集和分析开源硬件的相关信息，识别信息的来源和可靠性，形成对开源硬件及其应用的正确认识。学生能够撰写一篇关于开源硬件应用实例的分析报告，展示对开源硬件重要性的理解。计算思维学生能够设计一个简单的开源硬件项目方案，包括项目目标、硬件选择、软件编程等内容，展现计算思维能力。学生能够利用编程工具实现开源硬件项目的功能，通过编程解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。数字化学习与创新学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，完成开源硬件项目的制作和调试。学生能够创新性地改进开源硬件项目，设计新的应用场景，展示数字化学习与创新能力。信息社会责任学生能够遵守开源协议和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，通过撰写项目报告、制作展示视频等方式，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。四、学科实践与跨学科学习设计（一）项目导入与背景介绍活动设计通过展示开源硬件在现实生活中的应用实例，如智能家居、可穿戴设备等，激发学生的学习兴趣和探究欲望。引导学生思考开源硬件的作用和意义，为后续学习奠定基础。学习目标信息意识：学生能够认识到开源硬件在信息技术领域的重要性。计算思维：学生能够初步了解开源硬件项目的设计思路和方法。数字化学习与创新：学生能够利用数字化资源了解开源硬件的相关知识。信息社会责任：学生能够了解并尊重开源硬件项目中的知识产权和隐私权。（二）开源与开源软件的学习活动设计详细讲解开源与开源软件的概念，介绍开源软件的发展与应用。组织学生体验V型板板载的Linux操作系统，比较其与Windows系统的异同。学习目标信息意识：学生能够了解开源软件的定义和发展历程。计算思维：学生能够理解开源软件在信息技术领域的作用。数字化学习与创新：学生能够体验并比较不同操作系统的特点。信息社会责任：学生能够认识到开源软件对信息技术发展的贡献。（三）开源硬件与开源协议的学习活动设计讲解开源硬件的定义和特征，介绍开源协议的意义和作用。分析不同开源硬件项目的开源程度，讨论开源协议对开发者权益的保护。学习目标信息意识：学生能够了解开源硬件的定义和特征。计算思维：学生能够理解开源协议在开源硬件项目中的作用。数字化学习与创新：学生能够分析不同开源硬件项目的开源程度。信息社会责任：学生能够认识到开源协议对保护开发者权益的重要性。（四）常见的开源硬件学习活动设计介绍常见的开源硬件平台，如Arduino、树莓派、虚谷号等。比较不同开源硬件平台的优缺点和适用场景，讨论选择开源硬件平台的考虑因素。学习目标信息意识：学生能够了解常见的开源硬件平台及其特点。计算思维：学生能够分析不同开源硬件平台的适用场景。数字化学习与创新：学生能够比较不同开源硬件平台的优缺点。信息社会责任：学生能够认识到选择合适的开源硬件平台对项目成功的重要性。（五）开源硬件的发展学习活动设计讲解开源硬件的发展背景和简单历程，分析开源硬件发展的动因。讨论开源硬件的用户群体及社会影响力，列举生活、学习中的开源硬件项目和创作背景。学习目标信息意识：学生能够了解开源硬件的发展历程和动因。计算思维：学生能够分析开源硬件的用户群体及社会影响力。数字化学习与创新：学生能够列举生活、学习中的开源硬件项目和创作背景。信息社会责任：学生能够认识到开源硬件对社会发展的推动作用。（六）开源硬件的特征学习活动设计分析开源硬件的特征，如开源与开放、分享与协作、模块与复用等。通过实践活动，如制作小组项目徽章、闪亮的广州塔等，体验开源硬件的特征。学习目标信息意识：学生能够理解开源硬件的特征及其意义。计算思维：学生能够分析开源硬件特征与其快速发展之间的关系。数字化学习与创新：学生能够通过实践活动体验开源硬件的特征。信息社会责任：学生能够认识到开源硬件特征对创新发展的推动作用。（七）开源硬件与创新的学习活动设计讨论开源硬件对激发创新兴趣、培养实践能力、助力创新型社会的作用。通过实践活动，如制作数字骰子、开源硬件推介会等，体验开源硬件在创新中的应用。学习目标信息意识：学生能够认识到开源硬件对创新的重要性。计算思维：学生能够分析开源硬件在创新中的应用案例。数字化学习与创新：学生能够通过实践活动体验开源硬件在创新中的应用。信息社会责任：学生能够积极参与开源硬件的创新实践，为创新型社会贡献力量。（八）跨学科学习设计活动设计结合物理、数学、艺术等学科的知识，设计跨学科的开源硬件项目。组织学生进行跨学科的项目实践，如制作智能乐器、开源气象站等。学习目标信息意识：学生能够认识到跨学科学习在开源硬件项目中的重要性。计算思维：学生能够运用跨学科知识解决开源硬件项目中的问题。数字化学习与创新：学生能够通过跨学科学习提升数字化学习与创新能力。信息社会责任：学生能够尊重不同学科的知识产权和隐私权，在跨学科项目中体现良好的信息社会责任意识。五、总结评价过程性评价关注学生在学习过程中的表现，如参与度、合作能力、创新能力等，及时给予反馈和指导。通过观察、记录学生在项目实践中的表现，评价学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。总结性评价通过项目推介会、开源硬件推介报告等形式，对学生的学习成果进行全面评价。总结学生在学习过程中的成功经验和不足之处，提出改进建议和未来学习方向。通过以上学科实践与跨学科学习设计，旨在全面提升学生的信息素养和综合能力，培养学生的创新精神和实践能力，为未来的学习和生活奠定坚实的基础。十四、大单元作业设计一、教学目标本单元的教学目标是围绕《普通高中信息技术课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，通过“开源硬件推介会”这一主题学习项目，引导学生全面了解开源硬件的发展历程、特征、应用及其对创新的意义。具体目标包括：信息意识：学生能够敏锐感知开源硬件在信息技术领域的重要性，了解开源硬件的广泛应用及其对社会发展的推动作用；能够根据信息来源的可靠性和内容的准确性，对开源硬件的相关信息作出合理判断，形成正确的信息价值观。计算思维：学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目进行抽象、建模和设计，形成系统化的解决方案；能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。数字化学习与创新：学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量；能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。信息社会责任：学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识；能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。二、作业目标设定（一）信息意识目标描述：学生能够主动搜集并筛选关于开源硬件的信息，辨别信息的真伪和可靠性。学生能够关注开源硬件的最新发展动态，理解其对信息技术领域和社会发展的推动作用。作业示例：任务：搜集并整理近一年内关于开源硬件发展的重要新闻或事件，撰写一篇简报，分析其对信息技术领域和社会发展的影响。要求：简报应包含事件描述、影响分析和个人见解，字数不少于500字。（二）计算思维目标描述：学生能够运用抽象、建模和设计的方法，对开源硬件项目进行系统化思考和规划。学生能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题。作业示例：任务：设计一个基于开源硬件的智能家居控制系统，包括系统架构设计、功能模块划分和算法实现。要求：提交系统架构设计图、功能模块划分表和关键算法的代码实现，并撰写一份设计报告，说明设计思路和实现过程。（三）数字化学习与创新目标描述：学生能够利用数字化资源和工具进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量。学生能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。作业示例：任务：选择一个开源硬件项目，进行改进或创新设计，并制作实物模型。要求：提交改进或创新设计方案、实物模型照片或视频，并撰写一份创新实践报告，说明改进或创新点、实现过程和遇到的问题及解决方案。（四）信息社会责任目标描述：学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。作业示例：任务：参与开源社区的一个开源硬件项目，贡献自己的力量，如提交代码、撰写文档、参与讨论等。要求：提交参与开源社区活动的截图或记录，并撰写一份参与体会，说明自己在活动中学到了什么、贡献了什么以及对开源硬件发展的看法。三、具体作业设计（一）信息意识作业作业一：开源硬件新闻简报撰写内容：搜集并整理近一年内关于开源硬件发展的重要新闻或事件，撰写一篇简报。目的：培养学生主动搜集和筛选信息的能力，理解开源硬件对信息技术领域和社会发展的推动作用。要求：简报应包含事件描述、影响分析和个人见解。字数不少于500字。提交形式：电子版文档。作业二：开源硬件应用案例分析内容：选择一个开源硬件应用案例，进行深入分析。目的：通过案例分析，加深学生对开源硬件实际应用的理解。要求：分析案例的应用背景、技术实现和效果。撰写一份案例分析报告，字数不少于300字。提交形式：电子版文档。（二）计算思维作业作业一：开源硬件项目系统设计内容：设计一个基于开源硬件的智能家居控制系统。目的：培养学生的系统化思维和设计能力。要求：提交系统架构设计图，包括主要功能模块和数据流。提交功能模块划分表，说明每个模块的功能和接口。提交关键算法的代码实现，如设备控制算法、数据传输算法等。撰写一份设计报告，说明设计思路和实现过程。提交形式：电子版文档和代码文件。作业二：开源硬件算法实现内容：实现一个基于开源硬件的简单算法，如温度监控算法、光照调节算法等。目的：通过算法实现，培养学生的编程能力和问题解决能力。要求：提交算法设计文档，说明算法的原理和实现步骤。提交算法的代码实现，并附上注释说明。提交算法测试报告，说明测试方法和测试结果。提交形式：电子版文档和代码文件。（三）数字化学习与创新作业作业一：开源硬件项目改进或创新设计内容：选择一个开源硬件项目，进行改进或创新设计。目的：通过改进或创新设计，培养学生的创新意识和实践能力。要求：提交改进或创新设计方案，说明改进或创新点和技术实现。提交实物模型照片或视频，展示改进或创新成果。撰写一份创新实践报告，说明改进或创新过程、遇到的问题及解决方案。提交形式：电子版文档、照片或视频文件。作业二：开源硬件项目制作与展示内容：根据改进或创新设计方案，制作开源硬件项目实物，并进行展示。目的：通过实物制作和展示，培养学生的动手能力和表达能力。要求：制作开源硬件项目实物，确保功能正常。准备展示资料，如演示文稿、视频等。在班级或学校范围内进行展示，并回答观众提问。提交展示资料和实物照片或视频。提交形式：电子版文档、照片或视频文件。（四）信息社会责任作业作业一：开源社区参与记录内容：参与开源社区的一个开源硬件项目，贡献自己的力量。目的：培养学生的信息社会责任意识和团队协作能力。要求：提交参与开源社区活动的截图或记录，如代码提交记录、文档编辑记录、讨论区发言记录等。撰写一份参与体会，说明自己在活动中学到了什么、贡献了什么以及对开源硬件发展的看法。提交形式：电子版文档和截图或记录文件。作业二：开源硬件项目分享与推广内容：将自己制作的开源硬件项目进行分享与推广，如在校园内举办展览、在社交媒体上发布信息等。目的：培养学生的分享意识和推广能力。要求：制定分享与推广计划，包括目标受众、分享内容、推广渠道等。实施分享与推广计划，并收集反馈意见。撰写一份分享与推广报告，说明分享与推广过程、效果及反馈意见。提交形式：电子版文档和反馈意见记录。通过以上作业设计，旨在全面促进学生信息素养的发展，提升学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任意识。通过实践操作和成果展示等环节，激发学生的学习兴趣和创造力，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。十五、“教-学-评”一致性课时设计教学目标（一）信息意识学生能够理解开源硬件在信息技术领域的重要性，认识开源硬件的广泛应用及其对社会发展的推动作用。学生能够根据信息来源的可靠性和内容的准确性，对开源硬件的相关信息作出合理判断，形成正确的信息价值观。（二）计算思维学生能够运用计算机科学领域的思想方法，对开源硬件项目进行抽象、建模和设计，形成系统化的解决方案。学生能够通过合理的算法和编程实现开源硬件项目的功能，解决实际问题，培养逻辑思维和问题解决能力。（三）数字化学习与创新学生能够利用数字化资源和工具，如开源硬件平台、编程软件等，进行自主学习和协作学习，提高学习效率和质量。学生能够通过创新实践，如改进开源硬件项目、设计新的应用场景等，培养创新意识和创新能力。（四）信息社会责任学生能够遵守信息法律法规和伦理道德准则，尊重他人的知识产权和隐私权，在开源硬件项目中体现良好的信息社会责任意识。学生能够积极参与开源社区的建设和分享，为开源硬件的发展和创新贡献自己的力量。作业目标学生能够独立完成对开源硬件相关概念的理解，包括开源、开源软件、开源硬件和开源协议等。学生能够通过实践操作，掌握常见开源硬件平台的基本使用方法，并能完成简单的开源硬件项目。学生能够通过小组讨论和项目推介，培养合作能力和表达能力，提升对开源硬件及其创新价值的认识。课程目标学生能够全面了解开源硬件的发展历程、特征、应用及其对创新的意义，提升信息素养和综合能力。学生能够通过项目式学习，掌握开源硬件的基本知识和操作技能，培养实践能力和创新能力。学生能够认识到开源硬件在促进信息技术创新和社会进步中的重要作用，形成积极的信息意识和信息社会责任。具体教学实施步骤第1阶段：情境导入（1课时）活动内容：展示开源硬件在现实生活中的应用实例，如智能家居、可穿戴设备等，引导学生思考开源硬件的作用和意义。教学过程：教师展示开源硬件应用实例，引导学生观察并思考。学生分享自己对开源硬件的认识和看法。教师总结开源硬件的重要性和应用价值。教学目标：激发学生的学习兴趣和探究欲望，为后续学习奠定基础。作业目标：学生收集并整理关于开源硬件的初步认识，准备在下节课进行分享。评价方式：过程性评价：观察学生的参与度和兴趣表现。总结性评价：通过学生的分享情况评价其对开源硬件的初步认识。第2阶段：理论讲解（3课时）活动内容：详细讲解开源与开源软件、开源硬件与开源协议、常见的开源硬件等知识点。教学过程：第1课时：开源与开源软件教师讲解开源的概念和起源。介绍开源软件的发展与应用，如Linux操作系统、安卓系统等。学生讨论开源软件的优势和局限性。第2课时：开源硬件与开源协议教师讲解开源硬件的定义和特征。介绍开源协议的意义和作用，如GPL、MIT等。学生分析不同开源硬件项目的开源程度。第3课时：常见的开源硬件介绍常见的开源硬件平台，如Arduino、树莓派、虚谷号等。比较不同开源硬件平台的优缺点和适用场景。学生分组讨论并分享自己感兴趣的开源硬件项目。教学目标：帮助学生构建完整的知识体系，理解开源硬件的基本概念和发展历程。作业目标：学生完成关于开源硬件理论知识的整理笔记，并准备在下节课进行小组讨论。评价方式：过程性评价：观察学生的课堂参与度和讨论情况。总结性评价：通过学生的笔记和小组讨论表现评价其对理论知识的掌握情况。第3阶段：实践操作（4课时）活动内容：组织学生动手实践开源硬件项目，如制作数字骰子、闪亮的广州塔等。教学过程：第1-2课时：数字骰子制作教师讲解数字骰子的制作原理和方法。学生分组进行数字骰子的制作和调试。学生展示作品并分享制作经验。第3-4课时：闪亮的广州塔制作教师介绍闪亮的广州塔项目的背景和要求。学生分组设计并制作闪亮的广州塔模型。学生展示作品并进行效果测试。教学目标：提高学生的实践能力和创新能力，加深对开源硬件的理解和应用。作业目标：学生完成开源硬件项目的实践报告，包括设计思路、制作过程、遇到的问题及解决方案等。评价方式：过程性评价：观察学生的实践操作过程和团队合作情况。总结性评价：通过学生的实践报告和作品展示评价其实践能力和创新能力。第4阶段：小组讨论（2课时）活动内容：围绕开源硬件的特征与应用、开源硬件与创新的关系等话题，组织学生进行小组讨论。教学过程：第1课时：开源硬件的特征与应用学生分组讨论开源硬件的开源与开放、分享与协作、模块与复用等特征。学生分享讨论结果并举例说明。第2课时：开源硬件与创新的关系学生探讨开源硬件如何激发创新兴趣、培养实践能力、助力创新型社会。学生分享个人或团队的开源硬件创新项目或想法。教学目标：培养学生的合作能力和批判性思维，加深对开源硬件的理解和应用。作业目标：学生整理小组讨论内容，形成小组报告，准备在下节课进行项目推介。评价方式：过程性评价：观察学生的讨论参与度和合作情况。总结性评价：通过小组报告和项目推介表现评价其合作能力和批判性思维。第5阶段：项目推介（2课时）活动内容：以小组为单位，准备开源硬件推介会的展示资料，进行项目推介。教学过程：第1课时：推介会准备小组分工合作，准备演示文稿、视频、展板等展示资料。教师指导小组完善展示内容和形式。第2课时：推介会实施各小组依次进行项目推介，展示开源硬件项目和创新点。其他小组进行互动交流和提问。教师总结推介会情况，提出改进建议。教学目标：提高学生的表达能力和自信心，展示学习成果和创新能力。作业目标：学生完成开源硬件推介会的总结反思报告，包括推介过程中的收获、不足及改进措施等。评价方式：过程性评价：观察学生的推介表现和互动交流情况。总结性评价：通过推介会总结反思报告评价其表达能力和自信心。第6阶段：总结评价（1课时）活动内容：展示学习成果，总结学习经验，进行反思和改进。教学过程：各小组展示开源硬件推介报告和项目实践作品。学生分享个人学习体会和收获。教师总结本单元的学习内容和目标达成情况。学生讨论学习过程中的成功经验和不足之处。教师提出改进建议和未来学习方向。教学目标：巩固学习成果，提升信息素养和综合能力。作业目标：学生完成本单元的