1、 开源机器人初体验开源机器人初体验 智能可穿戴设备智能可穿戴设备 设计教案设计教案 课题课题 开源机器人初体验开源机器人初体验智能可穿戴设备智能可穿戴设备 课型课型 新授课 课时课时 1 课时 教教 学学 目目 标标 STEAMSTEAM 知识知识 与技与技 能目能目 标标 S（Science）科学：了解当今时代，大数据等科学技术在智能产品中 的应用及未来发展方向； T（Technology）技术：掌握应用开发板、振动传感器、语音模块、 编程、3D 打印、激光雕刻等技术来实现智能健康提醒计步器实验模 型； E（Engineering）工程：设计工程方案，实现每天运动量的计算，并 根据时间提醒完
2、成设定的目标； A（Art）艺术：研究智能可穿戴设备工艺设计，提升产品外观及使用 的舒适度； M（Maths）数学：掌握数学及物理学中关于路程计算方面的知识， 对每天的运动数据进行记录及分析。 通过以上 STEAM 教育技能的培养，激发学生的主观创造能力、提升 在现实生活中发现问题与应用多学科知识综合解决问题能力。 教学重点教学重点 教学难点教学难点 教学重点：掌握应用数学、物理、编程、开发板等学科知 识综合解决实际问题的能力； 教学难点：智能开发板设备调试、编程设计。 突破重难突破重难 点的手段点的手段 采用任务驱动法、以问题为导向教学法、讨论法、自主探 究法。 教学手段教学手段 与媒体与媒
3、体 微视频、多媒体课件、专业资料查询。 教学活动设计教学活动设计 学生活动设计学生活动设计 二次备课二次备课 教教 学学 过过 程程 一、新课导入一、新课导入 了解 STEAM 教育思想：STEAM 是五个单词 的缩写：Science（科学）、Technology（技 术）、Engineering（工程）、Arts（艺术）、 Maths（数学）。集科学，技术，工程，艺 术，数学于一体的综合教育。 锻炼学生在 项目活动中综合应用多个学科的知识解决 实际问题的能力。 播放新闻报道 可穿戴设备在马拉松比赛训 练中的应用 探究学习： 看了这段视频你对可穿戴设备的 概念有何认识？说出你在日常生活中见到
4、的可穿戴设备有哪些？ 二、问题提出二、问题提出 任务一： 什么是可穿戴设备？可穿戴设备在 智能健康方面有哪些实际应用？ 任务二：小明要参加青岛国际马拉松比赛， 给自己设定了一个小目标：每天跑步 5 公 里，如何设计一个智能可穿戴设备，帮助小 明实现这个目标。 学生观看视频， 学生讨论日常生 活中可穿戴设备 的应用。 控 制时 间 在 5 分钟 以内 三、分组合作三、分组合作 全班同学分为四个小组。并设置好组长、外 形设计员、资料查询员、程序员、产品组装 员、产品介绍员六个角色，时间 2 分钟。 四四、方案、方案设计设计 根据上述问题， 大家设计自己的可穿戴设备 方案，时间 3 分钟。 设计完成
5、后， 请每个小组的组长介绍本组的 设计方案。 学生快速分四个 小组，并指定角 色。 学生设计可穿戴 设备方案草图 鼓 励学 生 大胆设想 五五、资料查询、资料查询 根据自己的方案查询相关材料。 教师讲授本节课所需硬件元器件： 1. 硬件开发板： 通过核心板可以连接控制各种工业级传 感器，实现各类实际应用环境场景的构 建。 2. 振动传感器 将工程振动的参量转换成电信号，经电 子线路放大后显示和记录。 3. 语音模块 学生根据教师提 供的资料查询相 关知识。 教 师要 关 注 学生 操 作 过程 中 遇 到的 重 难点问题， 并 及时 解 决。 语音模块，就是具备语音播放功能的半成 品，供用户拿
6、来进行二次开发的模块类产 品，具有测试方便，使用简单等特点 。 4.同学们根据振动计步器原理，拼接硬件设 备，将振动器、语音模块、3.5 寸屏幕连接 到开发板。 屏幕 usb： 5.0V - VCC TXD - DIN RXD - DOUT GND - GND 波特率 115200 屏幕 VCC - 5V DOUT - B11 DIN - B10 GND - GND 音频 BUSY - D9 GND - GND DC - 5V SPK- - 喇叭- SPK+ - 喇叭+ IO7 - D8 震动 VCC - 5V GND - GND DO - D10 学生动手拼装电 子元件。 六六、程序设计、程序设计 由程序设计员，设计程序，设定每天的 运动目标值为 5 公里(8000 步)；并设定提醒 时间及提示语言。 计算: 路程= 每一步距离*步数 七七、产品组装、产品组装 各小组组装产品， 由小组产品介绍员做总结 发言。 八八、总结反思、总结反思 （1）在制作过程中你们遇到了那些困难？ 我们是怎样解决的？ （2）我们的产品在那方面还可以优化改 进？ （3）总结本节课所学到的知识。 学生设计程序， 并 灌 装 入 开 发 板，调试程序。 小组组员介绍产 品 学生总结本节课 所学知识。 板板 书书 设设 计计 1. 问题提出 2. 资料查询 3. 分组讨论 4. 总结反思
