7-9年级-初中综合实践活动6.智能大脑-走进单片机的世界-教案、教学设计(配套课件编号：b0164)（劳动技术）.docx

1、1 指导思想与理论依据 新一代人工智能发展规划新一代人工智能发展规划指出： “实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推 广编程教育。 ” 2017 版普通高中信息技术课程标准版普通高中信息技术课程标准指出，要“选择体现时代性和基础性的课程内容，培育以 学习为中心的教育学关系，在问题解决过程中提升信息素养。 ” 北京市的初中信息技术北京市的初中信息技术学科以学科核心素养的培养 为导向，进行课程改革课程改革。本课就是一节创新课，借助开源硬件开源硬件 Micro:bit，探索适合初中学生的程序设计课程，从而 培养学生的计算思维培养学生的计算思维，落实核心素养。 教学背景分析 教

2、学内容：教学内容：本课设计参考多本与“小比特”相关的教材和书籍，以用“小比特”设计“石头剪刀布”游戏为教 学内容，由简到难，循序渐进，学生通过自学和合作探究的方式，认识“小比特”内置的加速度传感器，明白石头 剪子布游戏程序的实现思路，初步理解和掌握分支结构，正确编制程序，实现游戏功能。 学生情况：学生情况：初一年级近半数学生学过 Scratch 编程，对模块化编程兴趣浓厚，对于有一定难度的问题具有好奇 心，乐于探究和挑战，具备一定的小组合作学习能力。在前阶段的学习过程中，已经熟练掌握“小比特”的基本操 作，学习过“掷色子”游戏的程序设计，基本理解变量的意义和使用方法，是本课学习的基础。 教学方

3、法与手段：教学方法与手段：本课学生为主体，进行合作探究学习，使用任务驱动法，在教师的启发和学案的辅助下，最 终实现“石头剪刀布”游戏的程序设计。 技术准备：技术准备：Micro:bit，是英国 BBC 研发的一款 64 位 ARM 掌上计算机，集成了 LED 显示、按钮输入、温度计、 加速度传感器、光亮、磁场等等多种传感器，以及无线、蓝牙通讯，USB 数据传输等功能，支持模块化和代码式编 程。在本节课的教学过程中，我们根据它的英文 Micro:bit 翻译，叫它“小比特” 。Makecode 是与之配套的模块化编 程软件，本课选择了离线汉化版的，上课不依赖因特网，快速一键下载程序，低门槛，易操

4、作，这样的软硬件学习 平台，适合初中大班教学。学习编程是培养计算思维，以及开发智力、培养创新精神和实践能力的需要。 2 教学目标(内容框架) 教学目标教学目标 1. 认识加速度传感器，学会“小比特”内置加速度传感器振动事件的使用方法。 2. 了解抽象的概念及方法。 3. 明白石头剪子布游戏程序的实现思路，初步理解和掌握分支结构，提升计算思维。 4. 熟练掌握“逻辑”模块的编程方法，正确编制程序，实现游戏功能。 5. 在小组合作学习的过程中，学会用学案自主学习、沟通分享，敢于批判和创新。 教学教学重点重点：分支结构程序设计思路、 “逻辑”模块的使用方法 教学教学难点难点：将随机图形抽象为随机数字

5、的思维过程、分支结构程序设计思路 教 学 阶 段 教师活动 学生活动 设置意图 兴 趣 导 入 播放相声有新人视频片段。 教师：很多时候面临选择，我们会选择这种 “公平”方式做决 定。为什么加了引号呢，因为有些人总能成为“常胜将军” ，这是为 什么呢？经验、习惯、概率等等因素 教师：我们知道，机器和人最大的区别就是情感，所以，我们今 天做一个相对更加公平的游戏机，试试看还有常胜将军吗？ 师生互动：请一名学生上台，师生各拿一个“小比特” ，玩“石 头剪刀布”的游戏，赢了有小礼物。 观看视频， 结合生活经验， 思 考 并 回 答 问 题，与教师互动。 用“石头剪刀 布”决定出场顺序 的幽默对白，引

6、入 本课学习主题，师 生互动，激发学习 兴趣。 项 目 介 绍 介绍本课要完成的项目： 两人一组，设计一个“石头剪刀布”游戏机，要求：当摇动“小 比特”时随机显示 DIY 的图形。 明确本课要 完成的项目内容 和要求。 介 绍 项 目 内 容，提出具体的而 要求。 自 主 学 习 + 合 作 探 究 任务任务 1：设计图形：设计图形 （提出任务要求（提出任务要求填写学案）填写学案） 提出任务要求：在学案中“图形设计”一行涂色，分别画出石头、 剪刀、布在“小比特”5*5 的 LED 点阵上显示的示意图。 例如： 在学案中画 出 DIY 的石头剪 刀布的 LED 点阵 显示示意图。 以学案辅助学

7、生自主设计石头、 剪刀、布的个性化 图案；用填数字的 方式帮助学生建立 数字与图形的对应 关系，即抽象；通 过程序填空，让学 生初步理解和掌握 分支结构解决问题 的思维方式，同时 从操作层面给出指 导。通过 3 个任务 3 任务任务 2：随机显示图形：随机显示图形 （分析随机图形和随机数的关系（分析随机图形和随机数的关系提出任务要求提出任务要求填写学案填写学案编制编制 程序程序小结）小结） 教师引导：如何随机显示三种图形？能否沿用随机数的方法？ 教师解析：因为“小比特”不能够直接选择图形，我们可以把 0 至 2 之间的数字与图形做一个对应，例如 0 对应石头，1 对应剪子，2 对应布，这叫做抽

8、象。 提出任务要求：在学案“对应数字”一 行填写三种图形对应的数字，在“程序填空” 一行完成程序条件语句的填空，参照“逻辑” 模块的使用方法，正确编制程序。 例如： 小结： “逻辑”模块的使用方法。 思考1: 为什么要产生0至2之间的随机 整数？与石头、剪子、布有何关系？ 思考 2：程序执行后，摇动时可能显示什么结果？下次摇动前显 示内容是否会改变？ 思考随机数 与随机图形的关 系，填写学案中 “对应数字”和 “程序填空”两 行，参照学案中 “逻辑”模块的 使用方法，正确 编制程序。 的驱动，学生经历 了自主学习+合作 探究的项目学习过 程中，最终制作出 符合要求的项目作 品。 在此基础上，

9、拓展思考环节，让 学有余力的学生进 行 项 目 作 品 的 优 化，实现分层教学。 任务任务 3：振动事件触发程序振动事件触发程序 （介绍加速度传感器（介绍加速度传感器提出任务要求提出任务要求完善并调试程序）完善并调试程序） “小比特”内置的加速度传感器，在侦测到摇动时会产生振动 事件。 提出任务要求： 使用“当振动时”模块，完善程序功能。 了解加速度 传感器，完整编 制程序并调试。 拓展思考：拓展思考： 1.如果摇动后图形没有发生变化，如何区分是摇动幅度过小，还是前 后两次产生了同样的图形？请你想办法，改进程序。 2.展示一个 “常胜将军” 游戏机， 引发学生猜想如何实现。 （红外通信） 学

10、有余力的 学生自主改进程 序。 4 分 享 评 价 小组展示学习成果，填写课堂自评表，梳理知识点。 课堂自评表： 项目 掌握情况 我学会了“小比特”内置加速度传感器的使用方法 初步了解了抽象的概念及方法 明白石头、剪子、布游戏程序的实现思路 能正确编制石头、剪子、布游戏程序 我和同伴分工合作，默契配合，能够分享自己的想 法，并聆听对方的意见。 展示汇报， 填 写 课 堂 自 评 表。 在分享和评价 的过程中，梳理本 课知识点。 总 结 提 升 加速度传感器的应用： 1.手机查看图像或视频时， 横屏自动翻转。 2.智能手环的计步功能。 3.春晚摇一摇抢红包。 4.行车记录仪监测碰撞，永 久保留视频。 5.创新发明：安全气囊手机壳。 （视频） 听讲互动， 观看视频，思考 加速度传感器在 生活中是如何应 用的， 通过介绍加速 度传感器在生活中 的应用，开拓学生 视野，激发学生创 新思维。