2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程 第4课 聪明的按键-教学设计

2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第4课聪明的按键-教学设计学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：2023-2024学年天津市中小学生Mixly创意编程第4课聪明的按键

2.教学年级和班级：八年级二班

3.授课时间：2024年2月24日上午第二节课

4.教学时数：1课时

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亲爱的小朋友们，今天咱们一起探索Mixly创意编程的第四课：“聪明的按键”。咱们要学习如何让Arduino板通过按键控制LED灯的亮与灭。别小看这小小的按键，它可是编程中的大功臣哦！准备好了吗？咱们一起开启编程之旅吧！🚀🎉核心素养目标1.创新意识：通过编程实践，激发学生对科技创新的兴趣，培养创新思维。

2.信息意识：培养学生对信息技术的敏感度，提高信息处理能力。

3.实践能力：通过动手操作，锻炼学生编程实践能力，提升问题解决能力。

4.合作精神：在小组合作中，培养学生的团队协作能力，提高沟通与交流技巧。教学难点与重点1.教学重点，

①理解按键的工作原理，掌握如何读取按键状态。

②掌握使用Mixly编程语言编写程序，实现LED灯根据按键输入的亮灭控制。

③能够将编程与实际问题相结合，设计出具有实际功能的按键控制程序。

2.教学难点，

①理解数字输入和模拟输入的区别，正确配置Arduino板的输入端口。

②熟练运用Mixly编程语言中的条件判断语句，实现逻辑控制。

③在编程过程中，能够调试并解决程序运行中出现的错误，提高编程的严谨性和准确性。教学资源准备1.教材：确保每位学生都拥有《Mixly创意编程》教材，以便查阅相关编程知识。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的操作指南、示例程序以及Arduino板按键控制LED灯的原理图。

3.实验器材：提前检查Arduino板、LED灯、电阻、按键等实验器材，保证其功能正常，并确保安全使用。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生交流与合作；在实验操作台放置必要的器材，便于学生进行实践操作。教学过程设计**导入环节：**

1.创设情境：展示生活中常见的智能家居设备，如智能门锁、智能灯光等，引导学生思考这些设备是如何实现自动化控制的。

2.提出问题：如果让你设计一个智能设备，你会如何利用编程来实现它的功能？

3.引导思考：我们今天要学习的“聪明的按键”就是这样一个功能，它可以让LED灯根据按键的按下与否来改变状态。

4.用时：5分钟

**讲授新课：**

1.按键原理讲解：介绍按键的工作原理，包括开关状态和数字输入的概念。

2.Mixly编程环境介绍：展示Mixly编程环境，讲解如何设置变量和函数。

3.编程步骤讲解：

-①初始化LED灯；

-②读取按键状态；

-③根据按键状态控制LED灯。

4.示例程序演示：展示一个简单的按键控制LED灯的程序，并逐步解释代码的含义。

5.代码分析：引导学生分析程序中的条件判断语句，理解其工作原理。

6.代码修改与优化：鼓励学生尝试修改程序，优化控制逻辑。

7.实验演示：现场演示如何将Arduino板与LED灯、按键连接，并运行程序。

8.用时：15分钟

**巩固练习：**

1.学生分组：将学生分成小组，每组一个Arduino板、一个LED灯和两个按键。

2.练习任务：要求每个小组根据所学知识，设计一个简单的按键控制LED灯的程序。

3.小组讨论：学生在小组内讨论，分享设计思路和代码实现。

4.指导与帮助：教师巡回指导，解答学生在编程过程中遇到的问题。

5.展示与评价：每组展示自己的程序，其他小组和教师进行评价和反馈。

6.用时：15分钟

**课堂提问：**

1.提问环节：教师针对课程内容提出问题，检查学生对知识的掌握情况。

2.学生回答：鼓励学生积极回答问题，展示自己的学习成果。

3.教师点评：对学生的回答进行点评，指出优点和不足。

4.用时：5分钟

**师生互动环节：**

1.创新实践：鼓励学生尝试将按键控制扩展到其他设备，如电机、继电器等。

2.合作学习：学生分组，共同完成一个更复杂的按键控制项目。

3.问题解决：针对项目中的难点，引导学生讨论和思考，共同解决问题。

4.核心素养拓展：引导学生思考编程在实际生活中的应用，提高解决问题的能力。

5.用时：10分钟

**总结与反思：**

1.教师总结：回顾本节课的重点内容，强调按键控制的重要性。

2.学生反思：学生总结自己的学习心得，分享在编程过程中的收获和体会。

3.教学评价：教师对学生的课堂表现进行评价，鼓励学生继续努力。

4.用时：5分钟

**总用时：45分钟**拓展与延伸1.**深入理解按键工作原理：**

-提供拓展阅读材料：《电子元件手册》中关于按键开关的详细说明，包括不同类型按键的工作原理和特点。

-鼓励学生阅读相关资料，了解按键开关的内部结构和工作机制，如机械式按键、电容式按键等。

2.**探索多种输入设备：**

-阅读材料：《Arduino编程入门》中关于其他输入设备的介绍，如触摸屏、旋钮、滑块等。

-学生可以尝试使用这些设备与Arduino板进行连接，编写程序实现不同的控制功能。

3.**学习使用更高级的编程概念：**

-阅读材料：《Mixly高级编程技巧》中关于中断、定时器等高级编程概念的应用。

-学生可以通过学习这些概念，编写更复杂的程序，如实现按键去抖动、定时切换LED灯等。

4.**项目实践：**

-设计一个智能家居控制中心项目，使用多个按键来控制家中的灯光、空调等设备。

-学生需要设计电路图，编写程序，并进行实际测试，确保每个按键都能正确控制对应的设备。

5.**创意编程挑战：**

-提供一个创意编程挑战，如设计一个游戏，玩家可以通过按键来控制游戏角色的移动。

-学生需要考虑游戏逻辑、用户界面设计以及如何通过按键输入来控制游戏。

6.**数据采集与处理：**

-阅读材料：《Arduino数据采集与处理》中关于如何使用Arduino板采集环境数据，如温度、湿度等。

-学生可以尝试使用按键来启动和停止数据采集，并将采集到的数据通过串口显示在计算机上。

7.**团队协作与项目展示：**

-组织学生进行团队协作，共同完成一个复杂的编程项目。

-学生需要分工合作，完成项目的不同部分，并在最后进行项目展示和讨论。

8.**开源社区资源：**

-引导学生访问Arduino开源社区，学习其他开发者的项目和代码，了解行业最佳实践。课后拓展1.**拓展内容：**

-**阅读材料：《Arduino编程实例集》**

这本书包含了大量的Arduino编程实例，涵盖了从基础到高级的多种应用场景。学生可以通过阅读这些实例，了解如何将按键控制应用于不同的项目中，如智能门锁、自动浇水系统等。

-**视频资源：《Arduino编程入门教程》系列视频**

这是一系列教学视频，由专业人士讲解Arduino编程的基础知识和实际操作。视频内容循序渐进，适合学生自学。

2.**拓展要求：**

-**自主学习和探究：**

鼓励学生在课后利用阅读材料和视频资源，自主学习和探究Arduino编程的相关知识。学生可以通过实验和项目来加深对按键控制的理解和应用。

-**实践操作：**

学生可以尝试以下实践操作：

-使用Arduino板和按键制作一个简单的音乐播放器，通过按键来控制音乐的播放和暂停。

-设计一个简单的温度监测系统，使用按键来切换显示不同的温度读数。

-**项目设计：**

学生可以设计一个自己的项目，如：

-**智能家居控制台**：使用多个按键来控制家中的灯光、窗帘等设备。

-**健身追踪器**：使用按键来记录运动时间、距离和卡路里消耗。

-**团队合作：**

学生可以与同学组成小组，共同完成一个项目。在团队合作中，学生可以学习如何分工合作、解决问题和进行有效的沟通。

-**教师指导：**

教师可以提供以下指导：

-推荐阅读材料和视频资源，帮助学生更好地理解知识点。

-安排课后辅导时间，解答学生在学习和实践中遇到的问题。

-组织学生进行项目展示，分享他们的学习成果和经验。

-**评价与反馈：**

教师可以设置一些评价标准，如项目完成度、代码质量、创新性等，对学生的课后拓展成果进行评价和反馈。这有助于学生了解自己的学习进度，并激励他们继续努力。板书设计1.本文重点知识点：

①按键的工作原理

②Mixly编程环境中的按键输入处理

③LED灯的控制逻辑

2.重点词、句：

①“按键”是指能够产生数字信号的开关装置。

②“Mixly”是一个图形化编程软件，可以直观地编写Arduino程序。

③“数字输入”是指将按键的开关状态转换为数字信号。

④“LED灯”是一种发光二极管，常用于显示和控制。

⑤“条件判断语句”用于根据按键状态控制LED灯的亮灭。课堂1.**课堂评价：**

-**提问评价：**

通过在课堂上提问，可以即时了解学生对知识的掌握程度。问题应涵盖本节课的核心概念和技能，如“请解释一下什么是数字输入？”和“如何通过Mixly编写程序来控制LED灯？”通过观察学生的回答，教师可以评估他们的理解深度和表达能力。

-**观察评价：**

教师在课堂上应观察学生的参与度、合作能力和解决问题的能力。例如，观察学生在小组讨论中的表现，是否能够积极参与、提出有见地的观点，以及是否能够倾听他人的意见。

-**测试评价：**

设计简短的小测试，如编程练习或理论问题，可以评估学生对按键控制和LED灯控制的掌握情况。测试应在课堂结束前进行，以便教师能够及时了解学生的学习成果。

-**反馈与调整：**

根据评价结果，教师应及时调整教学策略，对于理解有困难的学生提供额外的辅导，对于掌握良好的学生给予鼓励和挑战。

-**课堂互动：**

通过课堂互动，教师可以鼓励学生提问和讨论，这有助于激发学生的思考和学习兴趣。例如，可以提问“如果按键按下次数不同，我们该如何调整程序来控制LED灯？”鼓励学生提出不同的解决方案。

2.**作业评价：**

-**作业设计：**

作业应与课堂内容紧密相关，如让学生设计一个按键控制LED灯的简单程序，并解释其工作原理。

-**作业批改：**

教师应认真批改作业，注意代码的正确性、程序的逻辑性和注释的清晰度。对于错误，教师应提供具体的反馈，说明错误的原因和纠正方法。

-**及时反馈：**

作业的反馈应在学生提交后尽快给出，以便学生能够及时了解自己的学习情况，并针对错误进行修正。

-**鼓励与激励：**

对于表现优秀的学生，教师应给予肯定和鼓励，对于遇到困难的学生，教师应提供帮助和支持，鼓励他们继续努力。

-**反思与改进：**

教师应定期反思作业评价的效果，根据学生的反馈和作业完成情况，调整作业难度和评价标准，以促进学生的学习进步。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.**情境式教学：**在讲解按键控制LED灯的原理时，我尝试将实际生活中的智能家居场景引入课堂，让学生在实际情境中理解编程的应用，这样可以提高学生的兴趣和参与度。

2.**项目式学习：**我鼓励学生分组完成一个简单的项目，如制作一个自动门铃，这样不仅能够巩固所学知识，还能培养学生的团队合作能力和问题解决能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.**教学组织：**在小组讨论环节，我发现部分学生参与度不高，可能是因为他们对编程的兴趣不足或者对项目内容不够熟悉。这需要我在未来的教学中更加注重激发学生的学习兴趣，并提供更详细的指导。

2.**教学方法：**在讲解编程逻辑时，我发现有些学生对于条件判断语句的理解不够深入，这可能是因为教学方法单一，缺乏足够的互动和实践。我需要改进教学方法，增加学生的动手实践机会。

3.**教学评价：**在评价学生的作业时，我发现评价标准不够明确，导致学生的反馈不够具体。我需要制定更详细的评价标准，并提供更有针对性的反馈。

反思改进措施（三）改进措施

1.**丰富教学资源：**我将收集更多的教学案例和视频资源，以便在课堂上展示更多实际应用，激发学生的兴趣。

2.**多样化教学方法：**我将尝试使用更多的教学方法，如角色扮演、游戏化学习等，以提高学生的