第一单元第二课《亮度可调的灯》教学设计　2023-2024学年龙教版（2018）初中信息技术七年级下册

第一单元第二课《亮度可调的灯》教学设计2023-2024学年龙教版（2018）初中信息技术七年级下册学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课以《亮度可调的灯》为主题，旨在通过实践操作，让学生了解和掌握LED灯亮度调节的原理和实现方法，培养学生动手实践能力和创新思维。同时，结合龙教版初中信息技术七年级下册教材内容，引导学生将所学知识应用于实际生活，提高信息技术素养。核心素养目标1.提升信息意识，认识到信息技术在日常生活和未来职业发展中的重要性。

2.培养计算思维，通过编程实现亮度调节，学会分解问题、逻辑推理和算法设计。

3.增强实践能力，通过动手操作，锻炼动手实践和解决问题的能力。

4.培养创新精神，鼓励学生在实践中探索新的解决方案，激发创新意识。教学难点与重点1.教学重点：

-理解LED灯亮度调节的原理，即通过改变电流或电压来调整LED灯的亮度。

-掌握使用PWM（脉冲宽度调制）技术实现亮度调节的方法。

-能够编写简单的程序来控制LED灯的亮度。

2.教学难点：

-PWM信号的产生与控制：学生需要理解PWM信号的周期、占空比以及如何通过编程改变这些参数来调节LED灯的亮度。

-程序逻辑的理解与实现：学生可能难以理解如何将PWM信号的控制逻辑转换为编程代码，需要通过实例和逐步引导来帮助理解。

-实践操作中的问题解决：在实际操作中，学生可能会遇到电路连接错误、编程错误等问题，需要培养学生的问题解决能力。

-电路连接的准确性：学生需要精确地连接电路，确保LED灯能够正常工作，这需要学生对电路图有清晰的理解和操作技能。教学资源-软硬件资源：Arduino开发板、LED灯模块、电阻、连接线、面包板、电源。

-课程平台：学校信息技术教学平台或在线学习平台。

-信息化资源：PWM信号原理图、LED灯亮度调节程序代码示例、电路连接图。

-教学手段：实物演示、多媒体教学、小组讨论、编程软件（如ArduinoIDE）。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：例如，提前一周发布《亮度可调的灯》的PPT和视频资料，要求学生了解PWM信号的基本概念。

-设计预习问题：提出如“PWM信号是如何影响LED灯亮度的？”等问题，引导学生思考PWM的原理。

-监控预习进度：通过在线平台的访问记录和学生的提问，了解预习进度。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生通过阅读PPT和视频，了解PWM信号和LED灯的基础知识。

-思考预习问题：学生尝试自己解答预习问题，如“如何通过编程来控制PWM信号？”。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：通过预习资料和问题，培养学生的自主学习能力。

-信息技术手段：利用在线平台和多媒体资源辅助预习。

作用与目的：

-学生在课前对PWM信号和LED灯的基础知识有初步了解。

-培养学生的自主学习能力和问题解决能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过实际演示一个亮度可调的灯的实例，引出课题。

-讲解知识点：详细讲解PWM信号的产生和调节LED灯亮度的方法。

-组织课堂活动：例如，让学生分组进行Arduino编程实验，实现LED灯亮度调节。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，并思考PWM信号在LED灯亮度调节中的作用。

-参与课堂活动：学生积极参与实验，实际操作Arduino板进行编程。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：讲解PWM信号和编程的基础知识。

-实践活动法：通过实际操作，让学生掌握编程技能。

-合作学习法：小组合作完成实验，培养团队协作能力。

作用与目的：

-学生通过课堂活动，理解并掌握了PWM信号在LED灯亮度调节中的应用。

-培养学生的实践能力和团队合作能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：要求学生设计一个亮度可调的灯的程序，并解释其工作原理。

-提供拓展资源：推荐相关书籍和在线教程，供学生深入学习。

学生活动：

-完成作业：学生独立完成作业，巩固所学知识。

-拓展学习：学生利用推荐资源，探索PWM信号在更多场景中的应用。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：通过作业和拓展学习，引导学生反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生的编程技能，并鼓励他们探索PWM信号的实际应用。

-通过反思总结，提高学生的自我学习能力和解决问题的能力。教学资源拓展1.拓展资源：

-**PWM信号原理与应用**：介绍PWM信号的基本原理，包括占空比、频率等概念，以及PWM信号在实际应用中的重要性，如电机控制、亮度调节等。

-**Arduino编程基础**：提供Arduino编程的基础知识，包括变量、数据类型、控制结构、函数等，帮助学生更好地理解和应用Arduino编程。

-**LED灯技术**：探讨LED灯的工作原理、种类、特点及应用，使学生了解LED灯在照明、显示等领域的应用。

-**电路基础知识**：介绍电路的基本元件，如电阻、电容、二极管等，以及电路的连接方式，如串联、并联等。

-**开源硬件平台**：介绍Arduino、RaspberryPi等开源硬件平台的特点和优势，以及它们在教育和创新领域的应用。

2.拓展建议：

-**Arduino编程实践**：鼓励学生利用Arduino开发板进行实际编程实践，如制作一个智能亮度调节灯，实现根据环境光线自动调节LED灯亮度的功能。

-**电路设计挑战**：提供一些电路设计挑战，如设计一个简单的音乐播放器或温度传感器，让学生在设计和制作过程中巩固电路基础知识。

-**项目研究**：引导学生进行项目研究，如研究PWM信号在智能家居中的应用，设计一个智能照明系统，提高学生的创新能力和实践能力。

-**跨学科学习**：结合物理、化学等学科知识，让学生了解LED灯的工作原理，探讨光与能量转换的关系。

-**分享与交流**：鼓励学生参加学校或社区的技术交流活动，分享自己的学习和项目成果，提升学生的沟通能力和团队协作能力。

具体拓展学习建议如下：

-**Arduino编程进阶**：学习使用Arduino库函数，如PWM库、Servo库等，实现更复杂的控制功能。

-**电路分析**：学习电路分析的基本方法，如欧姆定律、基尔霍夫定律等，提高学生对电路的理解和分析能力。

-**传感器应用**：学习使用各种传感器，如温度传感器、光敏传感器等，实现更智能化的控制功能。

-**开源硬件社区参与**：加入开源硬件社区，了解最新的技术动态和项目案例，拓宽视野。

-**创新项目实践**：参与学校或社区的创新项目，如智能环保设备、智能家居系统等，将所学知识应用于实际项目。

通过以上拓展资源和建议，学生可以在学习《亮度可调的灯》这一章节的基础上，进一步深入理解PWM信号、Arduino编程、电路设计等相关知识，提高自己的实践能力和创新意识。教学反思与总结今天我们学习了《亮度可调的灯》，这节课对我来说，是一次非常有意义的实践。我想和大家分享一下我的教学反思和总结。

首先，我觉得在教学方法上，我采用了实践活动法，让学生通过动手操作来理解PWM信号和LED灯亮度调节的原理。我看到了学生们在动手实践中，对于理论知识有了更深的理解和记忆。比如，当学生们亲自动手连接电路、编写程序，并看到LED灯的亮度根据他们的代码改变时，他们的兴奋和成就感是显而易见的。这让我意识到，实践活动确实能够激发学生的学习兴趣和主动性。

但是，我也发现了一些问题。例如，在电路连接的部分，有些学生由于缺乏实践经验，出现了一些错误，比如正负极接反、电路短路等。这提醒我，在今后的教学中，需要加强对学生实践操作的指导，尤其是在安全操作和基本电路连接技巧方面。

在策略上，我设计了小组讨论和角色扮演的环节，旨在培养学生的团队合作和沟通能力。我看到学生们在讨论和交流中，能够积极提出自己的观点，并尊重他人的意见。这让我很高兴，因为这不仅让他们学会了如何表达自己，也学会了倾听和尊重他人。

不过，也有个别学生似乎不太适应这种互动式学习。他们可能在表达自己的观点时显得有些拘谨，或者不善于在小组中发挥作用。这让我思考，是否应该为这些学生提供更多的个性化指导，比如单独辅导或设置一些适合他们的小组活动。

在教学管理方面，我注意到课堂纪律整体保持得不错，但偶尔也有学生分心。为了提高课堂管理效率，我打算在接下来的课程中，更多地利用小组合作的时间来组织课堂活动，让学生在专注的状态下学习。

至于教学效果，我认为总体上是积极的。学生们在知识上，对PWM信号和LED灯亮度调节有了更深入的理解；在技能上，掌握了基本的Arduino编程和电路连接技能；在情感态度上，体验到了通过自己努力解决问题的成就感。

当然，也存在一些不足。比如，部分学生对PWM信号的概念理解还不够深入，有些学生在编写程序时遇到了困难。针对这些问题，我计划在课后提供更多的辅导，比如开设辅导班或者通过在线资源进行补充教学。作业布置与反馈作业布置：

为了巩固本节课《亮度可调的灯》的教学内容，提高学生的编程和电路连接能力，以下作业布置如下：

1.编程练习：

-学生需要根据课堂所学，编写一个简单的Arduino程序，实现LED灯的亮度调节功能。

-程序应包括初始化设置、亮度调节函数以及结束标志。

-要求学生尝试使用不同的PWM占空比来观察LED灯亮度的变化。

2.电路设计挑战：

-设计一个简单的电路，使用Arduino控制LED灯的亮度调节，并确保电路安全可靠。

-学生需要记录电路设计过程，包括电路图的设计、元件的选择和连接方法。

3.报告撰写：

-学生需要撰写一份简短的报告，概述PWM信号的工作原理，以及其在LED灯亮度调节中的应用。

-报告应包括对PWM信号参数（如占空比、频率）的讨论，以及对亮度调节效果的分析。

作业反馈：

对于学生的作业，我将采取以下反馈策略：

1.作业批改：

-我将及时批改学生的作业，确保每个学生都能得到及时的反馈。

-对于编程练习，我将检查代码的语法错误、逻辑错误以及程序的完整性。

-对于电路设计挑战，我将评估电路图的设计是否合理，电路连接是否正确，以及电路的安全性。

2.反馈内容：

-对于编程练习，我将指出代码中的错误，并给出正确的代码示例。

-对于电路设计挑战，我将评价电路图的清晰度、连接的正确性，并提出改进建议。

-对于报告撰写，我将评估学生对PWM信号原理的理解程度，以及报告的逻辑性和表达清晰度。

3.改进建议：

-我会针对学生作业中存在的问题，给出具体的改进建议，帮助他们提高编程和电路设计能力。

-对于编程练习，我会建议学生阅读Arduino官方文档，学习更多关于PWM调用的知识。

-对于电路设计挑战，我会鼓励学生参考电路设计书籍或在线教程，学习更多电路设计技巧。

-对于报告撰写，我会建议学生多阅读相关资料，提高自己的专业术语运用能力。课后拓展1.拓展内容：

-**《电子技术基础》书籍**：推荐学生阅读电子技术基础的相关书籍，如《数字电路与逻辑设计》、《模拟电子技术基础》等，以加深对电路原理的理解。

-**Arduino官方文档**：指导学生访问Arduino官方文档，学习更多关于PWM信号、Arduino编程和电路连接的详细资料。

-**在线教育平台视频资源**：推荐学生观看在线教育平台上的相关视频教程，如“如何使用Arduino控制LED灯亮度”、“PWM信号原理与应用”等。

-**电子元件原理视频**：提供一些关于电子元件工作原理的视频，如“LED灯的工作原理”、“电阻、电容的作用”等，帮助学生理解电路组件的功能。

-**开源硬件项目案例**：介绍一些开源硬件项目案例，如智能家居系统、机器人等，激发学生对电子工程领域的兴趣。

2.拓展要求：

-学生可以选择上述资源之一或几项进行自主学习，以拓展对电子技术的理解。

-鼓励学生在学习过程中记录自己的发现和疑问，并尝试自己解决问题。

-教师可以定期组织学生分享他们的学习成果和心得，促进知识的交流和讨论。

-对于有疑问的学生，教师应提供必要的指导和帮助，如解答疑问、推荐进一步学习的资源等。

-学生可以通过实验或项目实践来加深对所学知识的理解，例如：

-尝试制作一个基于Arduino的智能亮度调节系统，通过光敏传感器来控制LED灯的亮度。

-设计一个简单的音乐播放器，使用PWM信号控制蜂鸣器的音调。

-探索Arduino与其他电子元件的连接，如使用继电器控制家用电器的开关。

-学生