第4章 创意制作-机器人入门 第3节 抽奖盒子-控制舵机　教学实录　2023-2024学年河大版（2023）初中信息技术第二册

第4章创意制作——机器人入门第3节抽奖盒子——控制舵机教学实录2023—2024学年河大版（2023）初中信息技术第二册一、课程基本信息

1.课程名称：初中信息技术第二册

2.教学年级和班级：2023—2024学年河大版初中二年级

3.授课时间：2023年10月15日

4.教学时数：1课时

本节课内容为第4章创意制作——机器人入门第3节抽奖盒子——控制舵机。本节课主要讲解如何使用Arduino控制器控制舵机，让学生动手实践，制作一个可以控制舵机旋转的抽奖盒子。课程内容涵盖舵机的原理、控制舵机的方法以及抽奖盒子的制作步骤。二、核心素养目标

1.理解舵机的工作原理和Arduino控制舵机的基本方法。

2.培养动手实践能力，通过制作抽奖盒子，提升解决问题的能力。

3.发展逻辑思维和创新能力，在编程过程中学会调试和优化程序。三、教学难点与重点

1.教学重点

本节课的教学重点是舵机的控制原理和Arduino编程。具体细节如下：

-掌握舵机的定义、结构及其工作原理，例如舵机内部的反馈系统如何确保其精确转动到指定角度。

-学习ArduinoIDE的使用，以及如何编写程序来控制舵机。例如，通过编写代码使舵机旋转到特定角度，并在不同的角度间进行切换。

2.教学难点

本节课的教学难点主要在于舵机控制的编程实现和抽奖盒子的实际制作。具体细节如下：

-理解舵机控制代码中的数学逻辑，例如在编写舵机旋转到特定角度的代码时，如何正确使用PWM（脉冲宽度调制）信号来控制舵机。

-难点示例：学生可能难以理解PWM信号与舵机角度之间的对应关系，以及如何通过调整PWM信号的占空比来改变舵机的角度。

-抽奖盒子的实际制作过程中，如何确保舵机的安装稳固、响应准确，以及如何处理舵机与Arduino之间的接线问题。

-难点示例：学生在安装舵机时可能会遇到舵机固定不牢固的问题，或者在编写控制舵机的程序时，可能会遇到舵机响应不准确，需要通过调试代码和硬件连接来解决。四、教学资源

-硬件资源：Arduino控制器、舵机、抽奖盒子模型、连接线、螺丝刀、扳手等工具。

-软件资源：ArduinoIDE编程软件、教学PPT。

-课程平台：学校信息技术实验室。

-信息化资源：教学视频、在线编程练习平台。

-教学手段：小组合作、问题驱动、现场演示、编程实操。五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

-展示创意制作的实例图片或视频，如智能机器人的应用场景，引发学生对机器人制作的兴趣。

-提问：你们对机器人有哪些了解？它们在生活中有哪些应用？引出本节课的主题——抽奖盒子的制作。

2.新知学习（20分钟）

-理论讲解：介绍舵机的概念、工作原理以及舵机在机器人制作中的应用。

-实操演示：现场演示如何使用Arduino控制舵机旋转，展示舵机控制代码的编写和上传过程。

-编程练习：指导学生使用ArduinoIDE，编写控制舵机旋转到特定角度的代码，并上传到Arduino控制器。

-故障排查：引导学生思考并解决编程过程中可能出现的问题，如代码错误、舵机响应不准确等。

3.互动讨论（10分钟）

-小组合作：分组讨论如何将舵机应用于抽奖盒子的制作，包括舵机的安装位置、控制方式等。

-设计规划：每组设计一个抽奖盒子的初步方案，包括舵机控制抽奖盒子的开启和关闭。

4.实践应用（15分钟）

-制作抽奖盒子：每组根据设计方案，动手制作抽奖盒子，安装舵机并连接到Arduino控制器。

-编程调试：编写程序控制舵机的转动，实现抽奖盒子的开启和关闭功能。

-功能测试：对制作完成的抽奖盒子进行功能测试，确保舵机控制准确无误。

5.总结与反思（5分钟）

-总结本节课的学习内容，强调舵机控制技术在创意制作中的重要性。

-鼓励学生分享制作过程中的心得体会，提出改进意见和建议。

-布置作业：要求学生根据本节课的学习，设计一个更加复杂的机器人控制项目，下节课进行分享。六、教学反思与改进

1.教学反思：学生在舵机控制编程方面遇到较多困难，对PWM信号的理解不够深入，导致舵机控制效果不理想。

2.教学改进：增加舵机控制原理的讲解时间，通过更直观的图示和示例代码帮助学生理解PWM信号与舵机角度的关系；在实践环节，提供更详细的步骤指导和常见问题解决方案，以便学生更好地掌握舵机控制技术。七、教学资源与支持

-多媒体资源：

-图片素材：展示不同类型的机器人，包括使用舵机的实例，用于导入新课，激发学生兴趣。

-视频素材：播放Arduino控制舵机的操作演示视频，帮助学生直观理解舵机的控制原理和编程过程。

-音频素材：用于辅助教学，如播放舵机控制的相关音频讲解，增强学生对知识点的记忆。

-阅读材料：

-教学文章：提供有关舵机工作原理和应用的教学文章，让学生在课前预习，为课堂学习打下基础。

-技术文档：提供Arduino和舵机相关的技术文档，供学生在实践环节参考。

-实践工具：

-编程软件：安装ArduinoIDE编程软件，供学生编写和上传程序。

-硬件工具：准备Arduino控制器、舵机、连接线、抽奖盒子模型等，供学生动手实践使用。

-制作指南：提供详细的抽奖盒子制作指南，包括舵机的安装、接线以及编程步骤。

-测试记录表：提供测试记录表，让学生记录舵机控制抽奖盒子的测试结果，以便于分析和优化。

-在线资源：

-编程练习平台：提供在线编程练习平台，让学生在课后进行自我练习和巩固。

-技术论坛：推荐学生参与技术论坛，以便于学生之间交流问题和分享经验。

-辅导资料：

-课后练习册：提供课后练习册，包含舵机控制的相关练习题，帮助学生复习和加深理解。

-常见问题解答：整理一份常见问题解答资料，包括编程错误、硬件故障等问题，方便学生自助解决遇到的问题。

-教学支持：

-实验室支持：确保学校信息技术实验室的正常运行，提供必要的技术支持。

-教师指导：教师在课堂上提供及时的技术指导，帮助学生解决实践过程中遇到的问题。

-学习小组：鼓励学生组建学习小组，通过团队合作，共同解决问题，提高学习效率。八、作业布置与反馈

作业布置：

1.编程作业：要求学生根据课堂上学习的舵机控制知识，编写一个Arduino程序，实现对舵机的连续旋转控制，包括正转和反转，并记录下编程过程中遇到的问题及解决方法。

2.实践作业：每组学生根据本节课制作的抽奖盒子，进一步完善其功能，例如增加灯光效果或者使用多个舵机来控制盒子的不同部分，并撰写一份制作报告，详细描述改进过程和最终效果。

3.研究作业：学生需要查阅相关资料，了解舵机在其他领域的应用，并写一篇短文，介绍舵机的至少三种不同应用场景及其原理。

作业反馈：

1.编程作业反馈：

-检查学生编写的程序代码，确保代码的正确性和功能的完整性。

-针对代码中存在的问题，提供具体的修改建议，如逻辑错误、语法错误等。

-对学生记录的问题及解决方法进行评价，鼓励学生的自主解决问题能力。

2.实践作业反馈：

-评估每组学生的抽奖盒子功能完善情况，对新增功能的创意和技术实现进行评价。

-检查制作报告的完整性，确保报告包含制