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-部级优课-(配套课件编号：9008a)（劳动技术）.docx

1、智能大脑智能大脑走进单片机的世界教学设计走进单片机的世界教学设计 一、教材分析一、教材分析 本节是初中劳动技术八年级的内容。在本节之前，学生初步接触了编程，但对编程之后 如何物化到产品，还有模糊。本节引导学生利用单片机型掌控板，启发对创意创造和计算思 维的进一步拓展，开启并体验基于单片机的智能科技产品的创意创造，学以致用。 二、学情分析二、学情分析 本节针对的是八年级的学生。相对单一化的学习，学生更喜欢动手操作。本节以智能循 迹车为项目课题，让学生在动手操作中，强化创客精神和科技探究能力，体验基于单片机的 互动产品的创作和制作过程。同时，创意实践场，多学科多思维的碰触，在 STEAM 的教学

2、理念引导下，促进学生发散性思维的养成。 三、教学目标三、教学目标 知识与技能目标： 1、 了解基于需求的互动产品设计思路 2、 了解循迹传感器、直流电机、掌控板的功能 3、 会进行以掌控板为控制系统的硬件设备连接的思路分析 4、 会使用 mpythonx 软件，进行模块化编程 5、 了解传感器的种类及功能，知道传感器对智能互动产品设计的重要意义 过程与方法目标： 1、 项目驱动，培养学生分析问题、探索解决问题的精神 2、 让学生从 STEAM 创客实践中感悟知识、创造、编程的乐趣 情感态度与价值观目标： 通过互动产品制作及设计体验，激发学生树立积极的学习、生活态度，明确目标，提升自己 四、教学

3、重难点四、教学重难点 教学重点：基于单片机的互动产品设计及制作的思路分析、mpythonx 软件编程与硬件的互 动 教学难点：互动产品制作算法分析及编程实现 五、教学过程五、教学过程 1、情境导入，呈现课题 播放一段创客视频，请学生观看视频，并思考回答：小车运行的主要特点是什么？ 教师总结学生回答， 并呈现小车运行的主要特点， 指出这是一台拥有智能循迹技术的小 车。 教师提问， 学生继续思考并回答： 你知道的或你认为智能循迹车或智能循迹技术在哪些 行业或领域有应用？ 教师针对学生回答点评，并展示系列智能循迹技术应用的场景。 教师提问：这么高智能化的循迹技术，是如何实现的呢？引出本节项目课题：智

4、能循迹 车制作。 本环节设计，通过观看视频，让学生自主分析智能循迹的特点，并通过场景分析，让学 生认识到智能循迹技术的广泛应用及未来的需求，激发学生兴趣。引出本节课题。 2、界定问题，特征分析 1）界定问题 总结前面分析的智能循迹小车运行的主要特点：无人操作（智能化）、循轨迹线运行。 2）特征分析，探寻策略 学生思考并回答：如果要达到上述两个要求，在技术上必须要解决哪些问题？ 教师针对学生回答总结问题，并呈示思维导图引导学生对问题逐一分析。 第一个问题：如何智能识别轨迹线？ 引出循迹传感器的作用及原理。 第二个问题：如何对识别出的信息进行处理？ 教师提问：识别出来小车是否在轨迹线上后，小车就会

5、自动执行直行还是左拐右拐弯 吗？是谁在指导小车对识别出的信息进行正确的处理？程序 任何智能化的过程，都是人类智慧的体现。我们需要将处理问题的思路编写成程序（这 里选用的编程软件是 mpythonx），然后再刷入到小车的智能“大脑”，这里我们使用的是 单片机型的掌控板。掌控板介绍。 第三个问题：智能运行如何体现？ 教师提问，引出直流电机。并对直流电机的作用及原理介绍。 本环节设计，让学生通过对智能循迹车的特征分析，探寻解决问题的策略，找出解决问 题需要的核心硬件，明确小车的智慧是程序的赋值，程序是人的智慧的体现。引出学生后续 探究的目标。 3、自主探究，项目实施 1）学生打开“探究报告册”，以小

6、组为单位，根据“探究一”里面的问题，进行分析， 并尝试进行小车的线路连接。 小组全部完成，随机选取一个小组回答探究中的问题，并展示小组的连接线路。 学生根据正确连接，检查自己线路，有错误的修正。 2）循迹过程分析。小组探究，完成探究报告册中的小车循迹过程分析。 小组分析展示。 教师总结并呈示程序流程图。 3）编写并调制程序 探究三：编写并调制程序，测试小车是否正常运行。 小组展示作品。请一个小组展示作品，并就制作中出现的问题及解决方案给大家分享。 4）项目课题总结 恭喜大家完成了智能循迹小车的制作。 在制作中， 我们经过需求分析确定项目 界定问题特征分析，探寻策略建立模型，分析算法编程调试等一

7、系列步骤。智 能互动产品的制作，有一个很重要的智能化实现技术就是编程。除了编程外，我们还用到了 一个很重要的智能识别设备循迹传感器。 其实传感器就是一种检测装置， 相当于我们的各种感觉器官。 传感器已经渗透到我们生 活的方方面面，几乎每个现代化的项目，都离不开各种各样的传感。举例并引导学生认识和 分析在我们生活中各种传感器的功能及使用。 本环节设计，意在通过自主探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。通过硬件连接 探究，提升学生今后的知识迁移及动手能力。算法分析，将思维的过程外化。通过对学生计 算思维能力的引导和训练，培养学生良好的思考和解决问题的习惯。 4、创意实践场互动生活我来设计 科技时

8、代，创意无限，只要你善观察、敢想象。下面就请大家根据前面项目分析思路， 以六人一个小组，自主设计一个创意互动产品。可以自主畅想，也可根据老师提供的场景来 选择设计。完成探究任务单。 小组分享各自互动产品设计创意。 教师点评。 本环节设计， 让学生进一步熟悉创意互动作品制作和设计思路， 体验传感器在互动产品 设计中的重要作用， 激发学生的创意创造的热情和积极性， 鼓励学生人人争做未来的创造者。 5、感悟提升 刚才每一小组都积极踊跃的担当起了互动生活的创造者， 而非仅仅的享受者。 大家体现 出的创新力、合作力、思考力、质疑力，还有很重要的计算思维能力，这些已经成为未来社 会最重要的一些能力。未来已

9、来，无人工厂、无人售票、无现金支付、无人快递业、无人码 头等等预示着智慧化、互动性时代的到来，也意味着更多的传统工作将消失。将至已至，同 学们，你们是否准备好迎接挑战了呢？ 做好人生规划，先一步行动！ 课后作业：请每位同学，写一篇感想在自己的教育云空间中，即：规划职业生涯，迎接 未来社会。 本环节的设计， 意在让学生通过本节的互动产品制作与设计体验， 认识到即将到来的智 能化社会，机遇与挑战并存，计算思维是未来社会的我们必须具备的一项重要技能。引导学 生做好人生规划，从现在做起。 六、教学反思六、教学反思 本节通过对产品的项目式体验， 让学生明确基于单片机的互动产品制作的一般流程， 学 会互动

10、产品制作的思路分析。 通过创设不同场景的智能化产品自主设计， 让学生在学中有提 升，并能将知识技能运用到现实生活中。最后，通过图文的方式，让学生认识到即将到来的 智能化社会，机遇与挑战并存，计算思维是未来社会的我们必须具备的一项重要技能。引导 学生做好人生规划，从现在做起。本节课遵循创客教育理念，通过项目课题的探索，多场景 多学科的融合，让学生在实践中感悟知识，体验创造、编程的乐趣，从而激发学生树立积极 的学习、生活态度，明确目标，提升自己。 本节课在分组上三人一小组，优秀生和学困生搭配，这样每位同学都有机会，也有能力 参与到设计与制作过程中。整个课堂教学中，学生表现的都非常的积极踊跃，智能循迹车的 设计更是提高了学生学习的热情。但学生对 mpythonx 编程只是初接触，所以对这一块的探 究略显吃力。另外，在比如设备选择方面，时间允许的话，教师可引导学生自主探究和选择 设备，将学习的主动权更多的还给学生。