第4章开源硬件项目制作4.2调控测试 -高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》说课稿（人教-中图版2019）

第4章开源硬件项目制作4.2调控测试-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(说课稿）（人教-中图版2019）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章开源硬件项目制作4.2调控测试-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(说课稿）（人教-中图版2019）设计思路本节课以“开源硬件项目制作4.2调控测试”为主题，结合高中信息技术人工-开源硬件项目设计（人教-中图版2019）教材内容，旨在让学生通过实际操作，掌握开源硬件的调控测试方法。设计思路如下：首先，通过引入实际案例，激发学生学习兴趣；其次，引导学生分析项目需求，设计测试方案；最后，通过小组合作，完成项目调试与测试，提升学生动手实践能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生信息意识、计算思维、数字化学习与创新等核心素养。通过开源硬件项目制作，学生将学会运用信息技术解决实际问题，提升设计思维和工程实践能力。同时，培养学生团队合作、问题解决和批判性思维，增强创新意识和社会责任感。学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：学生在之前的信息技术课程中，已初步学习了计算机基础、网络基础和简单的编程知识，对开源硬件的概念和基本操作有一定的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对科技产品和技术创新通常有较高的兴趣，喜欢动手实践。学生在学习上具备较强的逻辑思维和空间想象能力，适合通过项目实践来学习。学习风格上，多数学生偏好通过视觉和动手操作来学习，同时也需要一定的独立思考和团队合作能力。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在进行开源硬件项目制作时，可能会遇到以下困难和挑战：一是编程基础相对薄弱，导致编程调试困难；二是硬件连接和故障排查能力不足，影响项目进展；三是团队合作中沟通协调能力有待提高，可能导致项目进度延误。教师需要针对这些难点提供适当的指导和帮助。教学资源-硬件资源：开源硬件套件（如Arduino、RaspberryPi等）、电子元器件（电阻、电容、传感器等）、编程板、连接线、面包板、电源模块。

-软件资源：开源硬件编程软件（如ArduinoIDE、Scratch等）、电子设计软件（如Multisim、Fritzing等）、文档资料（项目指南、技术手册等）。

-课程平台：学校信息技术教学平台、在线教育平台（用于资源分享和作业提交）。

-信息化资源：开源硬件项目案例库、教学视频、在线教程、社区论坛。

-教学手段：实物演示、分组讨论、角色扮演、在线测试、项目报告。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标，要求学生熟悉开源硬件的基本组成和功能。

-设计预习问题：围绕“开源硬件的调控测试原理”，设计问题如“如何判断电路是否正常工作？”“如何调试传感器数据？”等，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照预习要求，阅读资料，理解开源硬件的基本概念和调控测试的基本原理。

-思考预习问题：学生针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：通过预习任务，培养学生自主学习的能力。

-信息技术手段：利用在线平台和社交媒体，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解开源硬件的调控测试，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示开源硬件项目成功的案例视频，引出“开源硬件项目制作4.2调控测试”课题，激发学生的学习兴趣。

-讲解知识点：详细讲解调控测试的方法和步骤，结合实际项目案例，如“如何测试LED灯是否正常工作？”

-组织课堂活动：设计小组实验，让学生分组进行电路搭建和调试，如“LED灯闪烁控制”。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生积极参与实验，动手操作，体验调控测试的过程。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过讲解，帮助学生理解调控测试的理论知识。

-实践活动法：通过小组实验，让学生在实践中掌握调控测试的技能。

-合作学习法：通过小组合作，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解调控测试的知识点，掌握实际操作技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置设计一个简单的开源硬件项目，要求学生进行调控测试，并提交报告。

-提供拓展资源：提供开源硬件相关的书籍、在线教程等资源，供学生进一步学习。

学生活动：

-完成作业：学生根据作业要求，设计并测试自己的开源硬件项目。

-拓展学习：学生利用拓展资源，学习更高级的调控测试技巧。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的知识点和技能。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源：

（1）开源硬件平台介绍

-Arduino：详细介绍Arduino的开源硬件平台，包括其特点、应用场景和开发环境。

-RaspberryPi：介绍RaspberryPi的特点、应用领域和开发资源。

-BeagleBoneBlack：介绍BeagleBoneBlack的硬件配置、开发环境和常用应用。

（2）开源硬件编程语言

-C/C++：介绍C/C++在开源硬件编程中的应用，包括基本语法、编程风格和常见库函数。

-Python：介绍Python在开源硬件编程中的应用，包括其简洁的语法、丰富的库和易用性。

-Scratch：介绍Scratch在开源硬件编程中的应用，适用于初学者和青少年。

（3）开源硬件传感器应用

-温度传感器：介绍DS18B20、DHT11等温度传感器的原理、应用和编程方法。

-光传感器：介绍BH1750、TSL2561等光传感器的原理、应用和编程方法。

-声音传感器：介绍HC-SR04、BMP180等声音传感器的原理、应用和编程方法。

（4）开源硬件通信技术

-I2C：介绍I2C通信协议的原理、应用和编程方法。

-SPI：介绍SPI通信协议的原理、应用和编程方法。

-UART：介绍UART通信协议的原理、应用和编程方法。

（5）开源硬件项目案例

-温湿度监测系统：介绍如何利用开源硬件搭建温湿度监测系统，包括传感器选择、电路设计、编程实现等。

-智能家居系统：介绍如何利用开源硬件搭建智能家居系统，包括门禁控制、灯光控制、环境监测等。

-可穿戴设备：介绍如何利用开源硬件搭建可穿戴设备，如智能手表、健康监测手环等。

2.拓展建议：

（1）学生拓展学习建议

-针对初学者，建议学生从Arduino入门，掌握C/C++编程基础，学习常用的开源硬件传感器和通信技术。

-针对有一定基础的学生，建议学生深入学习Python在开源硬件编程中的应用，拓展项目案例。

-针对有较高兴趣的学生，建议学生学习更多开源硬件平台，如RaspberryPi、BeagleBoneBlack等，并尝试独立设计和实现更复杂的项目。

（2）教师拓展教学建议

-教师可以根据学生的实际情况，选择合适的开源硬件平台和编程语言进行教学。

-教师可以结合实际项目案例，引导学生进行实践操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。

-教师可以组织学生参加开源硬件相关的竞赛和活动，激发学生的学习兴趣和创新能力。

（3）课程资源拓展建议

-教师可以收集和整理开源硬件相关的书籍、视频教程、在线课程等资源，供学生课后学习和参考。

-教师可以利用在线平台，分享自己的教学经验和项目案例，与其他教师进行交流和学习。

-教师可以组织学生参观科技展览、企业实验室等，拓宽学生的视野，激发学生的学习兴趣。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践导向的教学模式：在课程设计中，我们强调实践操作的重要性，通过实际项目制作，让学生在动手实践中学习知识，提高解决问题的能力。

2.跨学科融合的教学内容：将信息技术与物理、数学、工程等学科相结合，让学生在项目制作中体会到多学科知识的综合运用。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生基础参差不齐：由于学生来自不同的背景，他们的信息技术基础和编程能力存在较大差异，这给教学带来了挑战。

2.教学资源分配不均：部分学生能够充分利用课余时间进行拓展学习，而有些学生则因为资源限制而无法跟上教学进度。

3.评价方式单一：目前主要依靠期末考试来评价学生的学习成果，这种方式可能无法全面反映学生的实际能力。

反思改进措施（三）改进措施

1.针对学生基础参差不齐的问题，我们可以实施分层教学，根据学生的基础和能力，设计不同难度的教学任务，确保每个学生都能有所收获。

2.为了解决教学资源分配不均的问题，我们可以利用学校资源，如图书馆、实验室等，为学生提供更多的学习机会。同时，鼓励学生利用网络资源进行自主学习。

3.在评价方式上，我们可以采用多元化的评价方法，如课堂表现、项目报告、小组合作等，全面评估学生的学习成果。此外，可