第4课 点亮LED灯-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程说课稿

第4课点亮LED灯-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程说课稿科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第4课点亮LED灯-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程说课稿教学内容本节课为高中信息技术Arduino开源硬件系列课程第4课《点亮LED灯》。本节课的主要内容涵盖以下部分：

1.教材章节：Arduino基础编程与硬件应用。

2.内容列举：

-认识Arduino板、LED灯及其引脚；

-学习Arduino编程环境的使用；

-编写程序，实现点亮LED灯的基本操作；

-学习如何通过调整程序，实现LED灯的闪烁效果；

-掌握Arduino硬件与编程的基本概念，为后续课程奠定基础。核心素养目标本节课旨在培养学生以下核心素养：

1.信息意识：通过实践操作，提高学生对Arduino开源硬件的认知，增强其利用信息技术解决问题的意识。

2.计算思维：培养学生运用计算思维分析问题、设计解决方案的能力，以及通过编程实现创意的能力。

3.创新与创造：鼓励学生发挥想象，设计并实现具有创新性的LED灯控制程序，激发其创造潜能。

4.信息社会责任：引导学生理解开源硬件在科技发展中的应用，培养其负责任地使用信息技术的能力。学情分析本节课面对的是高中阶段的学生，他们在知识、能力、素质方面具备以下特点：

1.知识层面：学生已经具备了一定的物理知识基础，了解电路的基本概念，同时通过前几节课的学习，对Arduino的基本使用和编程环境有了初步的认识。

2.能力层面：学生在逻辑思维和动手操作能力上有所提升，但编程经验相对有限，需要引导和鼓励以培养其独立思考和解决问题的能力。

3.素质层面：学生对新技术充满好奇，愿意尝试新鲜事物，但可能在面对编程困难和硬件操作时表现出一定的焦虑和退缩。

在行为习惯上，学生可能存在以下影响课程学习的情况：

-学习习惯方面，部分学生可能习惯于被动接受知识，缺乏主动探究的精神；

-操作习惯方面，学生可能缺乏耐心和细心，容易忽视细节，影响实验效果；

-团队协作方面，学生可能习惯于独立作业，需要培养合作精神和沟通能力。

因此，在教学过程中，需要激发学生的学习兴趣，引导他们主动参与，并通过分步教学和团队协作，帮助他们克服困难，顺利完成课程学习。教学资源准备1.教材：确保每位学生都配备了Arduino开源硬件系列教材，以及相关的学习资料。

2.辅助材料：准备Arduino编程环境的操作指南和LED灯的工作原理介绍，以及相关的教学视频。

3.实验器材：提前检查Arduino板、LED灯、连接线等实验器材，确保其完整性和功能性。

4.教室布置：将教室分为实验操作区和讨论区，确保学生有足够的空间进行实验和小组讨论。教学过程导入新课

1.开场引入

同学们，大家好！今天我们将进入Arduino开源硬件系列课程第4课《点亮LED灯》。在前面的课程中，我们已经学习了Arduino的基本概念和编程环境的使用。那么，今天我们将通过实践操作，来点亮一个LED灯，让我们一起探索其中的奥秘吧。

2.提出问题

同学们，你们在生活中是否见过LED灯？它有什么特点？它是如何工作的呢？请大家结合自己的生活经验，分享一下对LED灯的认识。

自主探究

1.认识Arduino板和LED灯

（1）展示Arduino板和LED灯，引导学生观察并描述它们的外观、结构和功能。

（2）讲解Arduino板和LED灯的引脚，让学生了解它们之间的连接关系。

2.学习Arduino编程环境

（1）打开Arduino编程环境，介绍界面布局和基本功能。

（2）指导学生如何创建、编辑和上传程序。

实践操作

1.编写点亮LED灯的程序

（1）讲解点亮LED灯的原理，引导学生理解程序的运行过程。

（2）分步指导学生编写程序，包括设置引脚模式、写入高低电平等。

（3）学生自主编写程序，教师巡回指导，解答疑问。

2.连接Arduino板和LED灯

（1）讲解连接Arduino板和LED灯的步骤，确保学生理解并掌握。

（2）引导学生按照步骤连接Arduino板和LED灯。

3.上传程序并观察LED灯状态

（1）指导学生上传编写好的程序到Arduino板。

（2）观察LED灯的亮灭状态，验证程序的正确性。

交流讨论

1.分组讨论

（1）将学生分成若干小组，每组讨论以下问题：在操作过程中遇到了哪些问题？是如何解决的？

（2）教师巡回指导，参与讨论，引导学生思考并总结。

2.小组分享

（1）每组选派一名代表，分享本组在实践操作中的收获和感悟。

（2）其他学生认真倾听，对分享内容进行评价和讨论。

1.回顾本节课所学内容

同学们，通过本节课的学习，我们掌握了如何点亮LED灯。请大家回顾一下，我们学习了哪些知识点？

2.强调重点

（1）Arduino板和LED灯的连接关系。

（2）编写点亮LED灯的程序。

（3）上传程序并观察LED灯状态。

3.提出拓展任务

（1）请大家尝试编写一个程序，使LED灯实现闪烁效果。

（2）下节课我们将学习如何读取传感器数据，请大家预习相关内容。

作业布置

1.复习本节课所学内容，理解并掌握Arduino板和LED灯的连接关系、编写程序和上传程序的方法。

2.完成拓展任务，编写一个使LED灯闪烁的程序。

课堂结束语

同学们，本节课我们通过实践操作，学会了如何点亮LED灯。希望大家在课后能够继续探索Arduino编程的乐趣，不断提高自己的实践能力。下节课我们将学习如何读取传感器数据，让我们一起期待下一节课的内容吧！下课！知识点梳理1.Arduino板的基本组成

Arduino板是本节课的核心硬件，它由微控制器、电源管理、数字和模拟I/O引脚等部分组成。学生需要了解每个部分的作用，以及如何正确地连接外部设备。

2.LED灯的工作原理

LED灯是一种能够将电能转化为光能的半导体器件。学生需要了解LED灯的基本结构、工作电压和电流特性，以及如何通过Arduino板控制LED灯的亮灭。

3.Arduino编程环境

Arduino编程环境是编写和上传程序的重要工具。学生需要掌握如何创建新项目、编辑代码、编译和上传程序到Arduino板。

4.数字I/O引脚的使用

本节课将使用Arduino板的数字I/O引脚来控制LED灯。学生需要学习如何设置引脚模式（输入/输出），以及如何通过digitalWrite()函数来写入高低电平。

5.点亮LED灯的程序设计

编写程序点亮LED灯是本节课的核心实践内容。学生需要掌握以下知识点：

-初始化引脚：使用pinMode()函数将指定的引脚设置为输出模式。

-控制LED灯亮灭：使用digitalWrite()函数，通过写入高电平（HIGH）或低电平（LOW）来控制LED灯的亮灭。

-循环操作：使用loop()函数，使程序反复执行，实现持续的控制效果。

6.程序调试与验证

上传程序后，学生需要观察LED灯的状态，验证程序是否按照预期工作。如果LED灯没有点亮，学生需要学会使用Arduino编程环境中的串口监视器进行调试。

7.拓展知识点

-闪烁效果：通过在loop()函数中添加延时（delay()函数）和改变digitalWrite()函数的参数，实现LED灯的闪烁效果。

-读取传感器数据：为下一节课做准备，学生可以预习如何使用Arduino板读取传感器数据，并将数据用于控制LED灯。反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践导向教学：本节课我特别强调了实践操作，让学生在动手实践中学习Arduino编程和硬件控制，提高了学习的趣味性和实用性。

2.情景模拟引导：通过模拟生活中的实际应用场景，如智能家居中的LED灯控制，激发学生的学习兴趣，使抽象的编程知识具象化。

（二）存在主要问题

1.学生编程基础参差不齐：在教学中发现，部分学生对编程基础掌握不足，导致在编写和上传程序时遇到困难，影响教学进度。

2.实验时间安排不够合理：由于实验器材准备和操作过程中出现的小意外，导致实验时间紧张，部分学生未能充分实践。

3.教学评价方式单一：目前主要依赖课堂表现和最终作品评价学生，缺乏过程性评价，不利于全面了解学生的学习情况。

（三）改进措施

1.强化编程基础教学：在课程开始前，增加编程基础知识的复习和巩固环节，确保每位学生都能够跟上教学进度。可以通过在线资源和课后辅导，为学生提供额外的学习支持。

2.优化实验时间安排：提前准备实验器材，确保实验顺利进行。同时，调整教学计划，为实验环节留出充足的时间，确保每位学生都有足够的时间进行实践操作。

3.多元化教学评价：引入过程性评价，如课堂参与度、实验操作熟练