第16课 计步器-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程说课稿

第16课计步器-高中信息技术Arduino开源硬件系列课程说课稿课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教材分析本节课是高中信息技术Arduino开源硬件系列课程中的第16课《计步器》，旨在让学生通过Arduino开源硬件的学习，掌握利用加速度传感器设计并制作计步器的基本原理和方法。本节课内容与高中信息技术课程紧密相连，强调理论与实践相结合，通过实践操作，培养学生的创新能力和动手能力。本章节内容涵盖了Arduino编程、传感器应用及电子电路设计等知识点，符合高中学生的知识深度和教学实际需求。二、核心素养目标本节课的核心素养目标在于培养学生的信息素养、创新思维和问题解决能力。通过设计并制作计步器，学生将学会运用信息技术知识解决实际问题，提高信息获取、处理、应用的能力；同时，激发创新意识，培养动手实践和团队协作的能力；在遇到问题时，能够运用所学知识进行分析、设计和优化，形成有效的问题解决策略。三、学习者分析1.学生已经掌握了Arduino基础编程知识，了解Arduino硬件的基本使用方法，熟悉一些常见的传感器和执行器的基本原理。

2.学生对Arduino开源硬件充满兴趣，具备一定的编程能力和动手实践能力。他们的学习风格多样，有的偏好理论学习，有的更倾向于实践操作，大多数学生喜欢通过小组合作的方式解决问题。

3.学生在制作计步器过程中可能遇到的困难和挑战包括：

-对加速度传感器的原理和编程接口不够熟悉，可能导致数据读取和处理出现困难；

-在电路连接和调试过程中，可能会遇到硬件故障或软件bug，需要学生具备一定的故障排除能力；

-设计计步器的过程中，可能需要运用数学和物理知识，对学生的综合应用能力提出挑战；

-在团队协作中，学生需要学会沟通、协调和分工合作，这对于部分学生可能是一个挑战。四、教学资源-Arduino开发板及配套传感器模块

-计算机设备（安装有ArduinoIDE软件）

-电源、导线、面包板等电子元件

-课程教案及教学PPT

-在线课程平台（用于教学视频播放和作业提交）

-信息化教学资源（相关教学案例、编程示例代码）

-实物计步器样品（作为参考示例）

-小组合作学习工作表

-教学反馈问卷五、教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台发布预习资料，包括本节课的PPT和计步器设计的相关视频，明确预习目标是了解加速度传感器的基本原理和Arduino编程基础。

-设计预习问题：围绕计步器的工作原理，设计问题如“加速度传感器是如何检测运动数据的？”和“如何通过Arduino编程处理这些数据？”

-监控预习进度：通过在线平台的预习任务提交功能，监控学生的预习进度和成果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照要求，阅读预习资料，尝试理解加速度传感器和Arduino编程的基础知识。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，并记录下自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题提交至在线平台，供教师评估。

教学方法/手段/资源：

-自主学习方法：鼓励学生自主探索，提升独立思考能力。

-信息技术手段：利用在线平台实现资源的共享和预习进度的监控。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示计步器的实物样品，引出本节课的主题。

-讲解知识点：详细讲解加速度传感器的工作原理和Arduino编程相关的知识点。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生探讨如何使用加速度传感器数据设计计步器。

-解答疑问：对学生在学习和实践中的疑问进行解答。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，共同探讨计步器的设计方案。

-提问与讨论：学生提出自己的疑问，并参与到讨论中。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解加速度传感器的工作原理。

-实践活动法：通过小组讨论，让学生在实践中学习和应用知识。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队协作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本节课的内容，布置设计并实现一个简单的计步器的作业。

-提供拓展资源：提供相关的Arduino编程书籍和在线资源，供学生进一步学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

-完成作业：学生根据所学内容，设计并实现计步器。

-拓展学习：学生利用提供的资源，进行额外的学习和探索。

-反思总结：学生对自己的设计过程和结果进行反思，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业，培养独立解决问题的能力。

-反思总结法：引导学生反思自己的学习过程，提升自我监控和调整的能力。

本节课的重难点在于加速度传感器的原理理解和Arduino编程的实践应用，通过以上教学实施过程，旨在帮助学生掌握这些知识点，并能够运用到实际的计步器设计中去。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-拓展阅读材料：提供《Arduino编程从入门到精通》等书籍，帮助学生更深入地了解Arduino编程的基础知识和高级应用。

-视频教程：推荐《Arduino传感器应用》系列视频，涵盖多种传感器的原理和应用，包括加速度传感器、温度传感器等。

-在线论坛和社区：引导学生参与Arduino官方论坛、StackOverflow等在线社区，学习他人的经验和解决实际问题。

-实验手册：提供《Arduino实验手册》，包含大量实验案例和详细步骤，有助于学生实践操作和技能提升。

-学术论文和研究报告：推荐阅读关于传感器技术和Arduino应用的研究论文，如《基于Arduino的智能家居系统设计》等，以了解最新的研究动态和应用趋势。

2.拓展建议：

-深入学习加速度传感器：建议学生研究加速度传感器的内部结构、工作原理以及在不同环境下的应用，例如在运动监测、震动分析等方面的应用。

-掌握Arduino编程技巧：鼓励学生通过编写不同的程序，探索Arduino的编程技巧，如中断处理、多任务处理等，以提高程序的效率和响应速度。

-设计复杂的项目：引导学生尝试设计更复杂的Arduino项目，如智能家居系统、自动跟随机器人等，将所学知识应用于实际项目中。

-参与开源项目：建议学生参与Arduino开源项目，如贡献代码、修复bug、添加新功能等，以提高编程能力和团队合作经验。

-实践中学习：鼓励学生在实践中不断尝试和改进，例如设计不同类型的计步器，从简单的步数统计到复杂的数据分析，逐步提升项目的复杂性。

-参加竞赛和活动：鼓励学生参加Arduino相关的竞赛和活动，如Arduino编程挑战赛、创客马拉松等，通过竞赛检验学习成果，激发创新思维。

-学习物理和数学知识：为了更好地理解和设计传感器应用项目，建议学生复习和深入学习相关的物理和数学知识，如运动学、微积分等。

-跨学科学习：鼓励学生将Arduino技术与其他学科知识结合，如电子工程、机械设计、数据分析等，开展跨学科的学习和研究。

-与专业人士交流：建议学生主动与Arduino专业人士交流，参加相关的研讨会、讲座等活动，获取行业动态和技术经验。

-持续学习和实践：鼓励学生保持对Arduino技术的持续兴趣和学习热情，通过不断的实践和探索，不断提升自己的技术水平和创新能力。七、板书设计①计步器设计原理

-加速度传感器工作原理

-数据处理与步数计算方法

②Arduino编程要点

-传感器数据读取

-条件判断与逻辑处理

-步数显示与输出

③电路设计与调试

-传感器硬件连接

-电路图绘制

-程序调试与优化八、教学反思这节课我们从理论到实践，一步步引导学生了解了计步器的设计原理，学习了Arduino编程的基础，也尝试了电路的搭建和调试。在这个过程中，我看到了同学们的积极参与和不懈努力，但也发现了一些需要改进的地方。

首先，在课前预习环节，我发现部分同学对预习资料的理解不够深入，对于加速度传感器的原理和Arduino编程的基础知识掌握得不够扎实。这提醒我，在今后的教学中，我需要更加细致地设计预习任务，可能需要加入一些互动环节，比如在线问答或者小测验，来确保同学们能够真正吸收预习内容。

其次，在课堂讲解部分，我试图通过案例和实物展示来提高同学们的兴趣和参与度，但从同学们的反应来看，可能我选择的教学案例还不够贴近他们的生活，或者我没有很好地将抽象的理论知识与实际应用结合起来。未来，我计划使用更多同学们感兴趣的案例，比如游戏中的计步器应用，或者将计步器与智能穿戴设备联系起来，这样或许能够更好地激发他们的学习热情。

在小组讨论和实践活动环节，我观察到同学们的参与度很高，但在团队合作方面还存在一些问题。有的小组分工不够明确，导致工作效率低下；有的小组在讨论中缺乏有效的沟通，影响了讨论的深度和广度。针对这个问题，我打算在下次课程中专门设置一些团队合作训练的环节，帮助同学们提高团队协作能力。

此外，在课后拓展应用方面，我提供的拓展资源似乎并没有得到充分利用。可能是因为同学们课后的时间安排比较紧张，或者他们对于这些资源的价值认识不够。我计划在下一次课后，通过在线