2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程 第10课 感应风扇-教学设计

2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第10课感应风扇-教学设计主备人备课成员教学内容本课教材内容选自《天津市中小学生mixly创意编程》第10课，主要内容包括：学习使用Mixly软件中的感应模块控制风扇，实现风扇根据光线强弱自动调节转速的功能。通过本节课的学习，学生能够掌握感应模块的使用方法，并能够将所学知识应用于实际项目中。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的计算思维、问题解决和创新实践能力。学生将通过编程控制风扇，学习如何将实际问题转化为程序逻辑，锻炼逻辑推理和问题解决能力。同时，通过动手实践，学生能够提升创新意识和实践技能，培养对编程技术的兴趣和终身学习的态度。学情分析本节课面向的是天津市中小学生，学生年龄一般在12-15岁之间，正处于青春期，好奇心强，对新鲜事物接受能力强。在知识层面，学生已经具备一定的信息技术基础，对计算机操作有一定的了解，但编程经验相对较少。在能力方面，学生的逻辑思维能力和动手实践能力有待提高，尤其是在编程方面，需要通过实际操作来培养编程思维和解决问题的能力。

学生的素质方面，部分学生可能对编程有浓厚的兴趣，愿意主动探索和尝试，但也有一些学生对编程持观望态度，缺乏自信。在行为习惯上，学生普遍能够遵守课堂纪律，但在长时间的操作和思考过程中，可能会出现注意力不集中、操作失误等问题。

这些学情特点对课程学习产生以下影响：首先，需要根据学生的不同基础和兴趣，调整教学难度和进度，确保所有学生都能跟上教学节奏。其次，在教学过程中，应注重培养学生的编程兴趣和自信心，通过实际操作和成功案例激发学生的学习热情。此外，要关注学生的个体差异，针对不同层次的学生提供个性化的指导和支持，帮助他们克服学习中的困难，提高编程技能。总之，教师需充分了解学生的学情，以便更好地设计教学活动，促进学生的全面发展。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源1.软硬件资源：

-Mixly创意编程软件

-编程控制板（如Arduino）

-传感器模块（如光敏传感器）

-电动机驱动器

-风扇

-连接线

2.课程平台：

-学校网络教学平台

3.信息化资源：

-Mixly编程教程

-传感器模块使用说明

-电动机驱动器操作指南

4.教学手段：

-多媒体教学设备（投影仪、计算机）

-教学模型或实物展示

-互动式编程软件演示

-学生实验报告模板教学过程设计一、导入新课（5分钟）

目标：引起学生对感应风扇的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

1.开场提问：“你们知道风扇吗？它在我们生活中有什么作用？”

2.展示一些关于风扇的图片或视频片段，让学生初步感受风扇的魅力或特点。

3.简短介绍感应风扇的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

二、感应风扇基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解感应风扇的基本概念、组成部分和原理。

过程：

1.讲解感应风扇的定义，包括其主要组成元素或结构。

2.详细介绍感应风扇的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.通过实例或案例，让学生更好地理解感应风扇的实际应用或作用。

三、感应风扇案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解感应风扇的特性和重要性。

过程：

1.选择几个典型的感应风扇案例进行分析。

2.详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解感应风扇的多样性或复杂性。

3.引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用感应风扇解决实际问题。

4.小组讨论：让学生分组讨论感应风扇的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

四、学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

1.将学生分成若干小组，每组选择一个与感应风扇相关的主题进行深入讨论。

2.小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

3.每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

五、课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对感应风扇的认识和理解。

过程：

1.各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

2.其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

3.教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

六、课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调感应风扇的重要性和意义。

过程：

1.简要回顾本节课的学习内容，包括感应风扇的基本概念、组成部分、案例分析等。

2.强调感应风扇在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用感应风扇。

3.布置课后作业：让学生撰写一篇关于感应风扇的短文或报告，以巩固学习效果。

七、课后拓展（5分钟）

目标：激发学生的创新思维，培养其自主学习能力。

过程：

1.提出一些与感应风扇相关的拓展性问题，如如何优化感应风扇的设计、如何提高其能效等。

2.鼓励学生在课后自主查阅资料，进行思考和探索。

3.预告下一节课的学习内容，让学生对后续课程有所期待。教学资源拓展1.拓展资源：

-编程控制板的其他应用案例，如智能灯光控制系统、温度监控系统等。

-不同类型的传感器及其在生活中的应用，如温度传感器、湿度传感器、声音传感器等。

-电动机驱动器的原理和应用，包括直流电机和交流电机的区别。

-Mixly软件的更新日志和社区论坛，了解最新的编程工具和技巧。

-相关的编程书籍和电子教材，如《Arduino编程从入门到精通》、《Mixly编程基础教程》等。

2.拓展建议：

-鼓励学生课后查阅编程控制板的原理和应用资料，了解其在不同领域的应用。

-学生可以尝试使用不同的传感器模块，如温度传感器或声音传感器，来设计自己的小项目。

-组织学生进行小组项目，利用电动机驱动器制作一个简易的机械臂或自动化设备。

-引导学生访问Mixly软件的社区论坛，了解其他编程爱好者的项目分享和解决方案。

-鼓励学生阅读编程书籍和电子教材，加深对编程基础知识的理解，并学习更多高级编程技巧。

-设计一个编程竞赛或展示活动，让学生有机会将所学知识应用到实际的编程项目中。

-安排学生进行在线编程课程的学习，如MOOC平台上的编程课程，以拓宽编程视野。

-邀请专业人士或校友来校进行讲座，分享他们在编程领域的经验和见解。

-通过实际项目，如智能家居系统、环保监测设备等，让学生将编程与实际问题相结合，提高解决问题的能力。

-鼓励学生参加编程相关的竞赛和活动，如全国青少年科技创新大赛、青少年编程挑战赛等，提升自己的编程技能和团队协作能力。教学反思与总结今天这节课，我觉得整体上还是蛮成功的。学生们对感应风扇这个主题表现出了浓厚的兴趣，课堂气氛活跃，参与度也很高。不过，在回顾整个教学过程之后，我还是发现了一些可以改进的地方。

首先，我觉得在导入新课的时候，我用了比较多的时间来展示图片和视频，虽然这样的方式挺吸引学生的，但也可能让一些基础比较薄弱的学生感到有些吃力。下次，我可能会尝试用更简洁的方式引入主题，比如直接提出一个与感应风扇相关的问题，让学生们讨论，这样可以更快地进入学习状态。

在讲解基础知识的时候，我发现有些学生对于传感器模块的工作原理还是有些困惑。我意识到，可能是我讲解得太快了，没有给学生足够的时间去消化和理解。所以，我决定在今后的教学中，要更加注重学生的理解过程，多举一些例子，用更直观的方式去解释复杂的原理。

案例分析环节，学生们讨论得非常热烈，提出了很多有创意的想法。这让我感到非常欣慰，说明他们对这个主题有了自己的思考和见解。但同时，我也发现有些学生对于案例的分析不够深入，可能是因为他们对案例的背景了解不够。因此，我计划在之后的课程中，提前给学生提供一些背景资料，帮助他们更好地理解案例。

在小组讨论环节，我发现学生们在表达自己的观点时，有时候会显得有些紧张。这可能是因为他们不太习惯在众人面前发言。为了解决这个问题，我打算在未来的教学中，多组织一些小组讨论活动，让学生们逐渐适应在小组中合作和表达自己的观点。

课堂展示和点评环节，学生们表现得非常积极，但也有一些学生没有充分准备。这让我意识到，课后作业的布置和检查非常重要，它不仅能够帮助学生巩固所学知识，还能让他们学会如何更好地准备和展示。

针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

-在讲解复杂概念时，采用多种教学方法，如实物展示、模拟实验等，帮助学生更好地理解。

-加强课后作业的反馈，及时纠正学生的错误，帮助他们巩固知识点。

-在小组讨论前，提供更详细的讨论指南，帮助学生更好地准备和参与讨论。

-鼓励学生在课堂上积极提问，及时解答他们的疑惑，提高课堂互动效果。

-定期组织学生进行编程技能的评估，了解他们的学习进度，针对性地调整教学策略。

我相信，通过不断的反思和改进，我的教学水平会不断提高，学生们也能在编程学习的道路上越走越远。重点题型整理1.题型一：编写程序控制风扇转速

细节说明：根据光敏传感器的读数调整风扇的转速，光敏传感器读数越低，风扇转速越快；光敏传感器读数越高，风扇转速越慢。

例题：编写Mixly程序，使风扇在光敏传感器读数低于50时全速旋转，读数在50-100之间时半速旋转，读数高于100时停止旋转。

答案：

```python

ifsensor.get_light()<50:

motor.run_speed(255)#全速旋转

elifsensor.get_light()>=50andsensor.get_light()<=100:

motor.run_speed(127)#半速旋转

else:

motor.stop()#停止旋转

```

2.题型二：传感器数据读取与处理

细节说明：理解如何读取传感器数据，并根据读取到的数据做出相应的逻辑判断。

例题：编写Mixly程序，读取光敏传感器的数据，当光线强度低于设定值时，通过蜂鸣器发出警报声。

答案：

```python

ifsensor.get_light()<30:

buzzer.on()#光线强度低，蜂鸣器发出警报

else:

buzzer.off()#光线强度正常，蜂鸣器停止警报

```

3.题型三：传感器数据与电动机转速的关系

细节说明：探索传感器数据如何影响电动机的转速，以及如何调整程序以实现特定的转速控制效果。

例题：编写Mixly程序，使风扇的转速随着光线的强度变化而变化，当光线强度增加时，风扇转速逐渐减慢。

答案：

```python

light_value=sensor.get_light()

motor.run_speed(255-light_value)#光线强度越高，转速越慢

```

4.题型四：程序逻辑的复杂应用

细节说明：结合多个传感器和执行器，实现复杂的程序逻辑控制。

例题：编写Mixly程序，当光线强度低于设定值且温度高于设定值时，同时打开风扇和灯光。

答案：

```python

light_value=sensor.get_light()

temp_value=temperature_sensor.get_temperature()

iflight_value<30andtemp_value>25:

motor.run_speed(255)

light.on()

```

5.题型五：程序调试与优化

细节说明：学习如何调试程序，优化程序性能，确保程序稳定运行。

例题：编写Mixly程序，控制风扇根据光线强度变化转速，但发现程序有时会突然停止工作。分析问题并优化程序。

答案：

```python

light_value=sensor.get_light()

previous_light_value=0#记录上一次的光线强度

debounce_time=100#防抖时间，防止因光线波动导致的误判

ifabs(light_value-previous_light_value)>debounce_time:

previous_light_value=light_value

iflight_value<50:

motor.run_speed(255)

else:

motor.stop()

```教学评价与反馈1.课堂表现：

学生们在课堂上表现出较高的参与度，能够积极回答问题，对于感应风扇的工作原理和编程控制有了一定的理解。大部分学生能够按照要求完成程序编写和调试，但部分学生在理解传感器数据读取和逻辑处理方面存在一定的困难。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论环节中，学生们能够围绕主题进行深入的探讨，提出了一些富有创意的设计方案。例如，有小组提出将感应风扇与手机应用结合，通过手机控制风扇的开关和转速。这些讨论成果展示了学生们对知识的灵活运用和创新能力。

3.随堂测试：

在随堂测试中，学生们对基础知识的掌握情况良好，能够正确回答关于感应风扇基本概念、组成部分和原理的问题。但在实际编程环节，部分学生因为对Mixly软件操作不够熟悉，导致程序编写和调试过程中出现了一些错误。

4.学生作品展示：

学生们的作品展示环节，可以看到他们在课堂上学到的知识和技能得到了实际应用。例如，有学生设计的感应风扇可以根据光线强度自动调节转速，实现了节能环保的目的；还有学生制作的智能风扇，可以通过手机APP远程控制风扇的开关和风速。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现