1、体验开源硬件与编程工具应用 教学内容分析教学内容分析 本课是开源硬件的简单应用，是对 micro：bit 和 MakeCode 的进一步学习。 MakeCode 常用的基本功能模块有“基本” “输入” “循环” “逻辑” “变量”和“数学” 等，每个模块中又包含若干个功能指令，了解和熟悉这些常用模块中包含的功能指令 及其用法，可以帮助学生快速找到所需的指令，完成相应的程序编写。两个可编程按 钮是 micro：bit 上重要的独具特色的功能按键，通过编写程序可以检测哪个按钮被 按下，以及设置按钮被按下时该执行的指令，完成相应的功能。加速度传感器是学生 学习开源硬件接触到的第一种传感器，可以用来检
2、测 micro：bit 板的姿态，可对不 同姿态赋予不同的功能。学生可以充分发挥他们的想象力和创意，编写 MakeCode 程 序，设计出功能各异的电子作品，体验 micro：bit 的无限魅力。所以，这是趣味十 足，但又富有挑战性的一节课。 本课的动手实践部分包括“设计简单的 micro：bit 加法运算器”和“用 micro： bit 来模拟骰子”两个范例，完成这两个范例，需要学习“变量” “逻辑” “循环”等 多个概念，具有一定的难度。教师可以列举几个简单的案例，帮助学生对这几个概念 有初步的了解，在此基础上再讲解教材的范例。 通过本课的学习，学生可以掌握 MakeCode 的功能模块组
3、成和功能模块所包含的 指令，了解可编程按钮和加速度传感器的使用方法，为后续的课程学习打下基础。 教学对象分析教学对象分析 在上一节课中，学生已经了解了开源硬件的特点及简单的编程方法，了解 micro： bit 的硬件组成和 MakeCode 开发环境。这节课学生进一步学习 MakeCode 常用的基本 功能模块，这些模块界面与小学学过的 Scratch 编程语言非常相似，都是采用图形化 积木式编程，所以学生较容易上手。可编程按钮和加速度传感器，学生虽第一次接触， 但比较贴近学生生活，内容也比较有趣味性。学生可以从简单的案例做起，多动手实 践，在深刻理解原理的基础上，再完成教材上的实践创新任务。
4、教师应该及时巡视， 帮助学习有困难的学生，排除困难，解决问题。 通过本课的学习，能帮助学生从整体上认识 MakeCode 编程软件，学会按功能找 指令；通过学习变量、循环、逻辑表达式的使用，以及 micro：bit 按钮和加速度传 感器的可编程功能，感受程序的千变万化和传感器的无限魅力。 教学目标教学目标 1MakeCode 的变量及赋值。 2micro：bit 按钮的使用方法。 3MakeCode 随机数的产生与应用。 4加法运算器的设计与实现。 5micro：bit 加速度传感器的使用方法。 6数码骰子猜数游戏的设计与实现。 教学重点和难点教学重点和难点 1教学重点。 MakeCode 的
5、功能模块及所包含的指令。 2. 教学难点。 利用“变量”和“数学”模块的指令设计加法运算器和掷骰子游戏。 教学方法教学方法 1比较观察法：在教学时让学生同时打开 MakeCode 和 Scratch 两种软件，比 较两者界面间的差异，帮助学生们实现知识迁移，尽快熟悉 MakeCode 编程界面。 2 讲授法：讲述 MakeCode 指令区中“基本” “输入” “循环” “逻辑” “变量” 和“数学”等常用功能模块指令。 3任务驱动法：以掷骰子游戏项目为导向，学生根据项目的具体要求，设计程 序实现功能。 4交流、评价法：展示学生的活动成果，鼓励学生参与评价。 教学准备教学准备 1教学环境：计算机
6、网络教室、互联网环境、转播控制系统。 2资源准备：电子计步器、数码骰子和电子水平仪等作品演示。 3实验器材准备：micro：bit 板若干块，数据线若干条。 教学过程教学过程 第第 1 1 课时课时 教学环节教学环节教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图 知识回 顾 ， 加 深 记忆 1请小组长分发 micro：bit，每 人或两人一块，以及一根数据线。 2指导学生使用 USB 数据线连接 micro：bit，运行 MakeCode 集成开发软 件，测试硬件是否连接成功，及时排除 故障。 3演示上节课“跳动的心”案例， 让“心”动起来。 领取硬件，连 接电脑，运行集成 开发软件，学会
7、新 建项目，拖入一个 “ 心 ”， 下 载 到 micro：bit，测试 是 否 出 现 “ 心 ” 形，然后重做上节 课的案例。 通 过 动 手 操 作，回忆上一节课 的教学内容，熟悉 上节课几个功能模 块所在的位置，为 本节课的教学内容 做准备。 认 识 Make-ode 的 功 能 模 块 1引导学生阅读教材 P1316“认 识 MakeCode 的 功 能 模 块 ”， 了 解 MakeCode 有哪些模块，分类的标准是什 么。 2运行 MakeCode 集成开发软件， 介绍“基本”模块，简单介绍该模块所 包含的指令。引导学生完成课本“Hi， Hello”的案例，提问： “当开机时”指
8、 令与“无限循环”指令的区别。 3介绍“输入”模块，引导学生观 察“当按钮 A 被按下时”指令，观察这 个模块形状与其他模块的异同点，拖入 一个“当按钮 A 被按下时”指令，放在 程序编辑区任一位置，再从该模块中拖 入“显示图标”指令，下载测试。 4介绍“变量”模块，单击设置变 量，命名一个变量名“x” ，观察与变量 关联的三个模块，推测三个模块的作 用。把“x 设为 0”拖到“当开机时”代 码块中，把“显示数字 0”拖到“当按钮 A 被按下时”代码块中，用“x”代码块 替换数字 0，再把“以 1 为幅度更改 x” 接在“显示数字 0”代码块下面，下载程 序，按按钮测试。 5介绍“数学”模块，
9、鼓励学生自 己设计一个程序，显示两个数的和，并 把结 阅读教材，在 MakeCode软 件 界 面 上 浏 览 功 能 模 块 ， 完 成 “ Hi ， Hello”案例的编 程，经自己实践， 回答老师的问题。 完成“按钮” 案例的测试，修改 案例和指令的相关 参数，下载程序观 察 LED 灯显示结果 变化。 模 仿 教 师 操 作，完成“变量” 案例的测试，理解 变量三个模块的不 同作用。 学生模仿教师 操 作 ， 完 成 “ 数 学”案例的测试。 通过边讲解边 实践这种方式，让 学生在实践体验中 学会软件的操作方 法和技巧，通过观 察不同指令形状的 异同点，领会总结 图形化编程指令与 指令
10、之间的连接技 巧。 讲解每个模块 时，通过简单的案 例实践，让学生体 会按钮、变量以及 数学模块的使用方 法。 动手实践： 设计简单的 micro:bit 加法运算器 1引导学生阅读教材 P1719 内 容，讲解教材范例的算法实现，介绍什 么是随机数。 2展示程序最终的运行结果，按 按钮 A，产生一个 05 的随机数，按 按钮 B，产生一个 05 的随机数，并 显示在 LED 屏上，同时按下按钮 A 和按 钮 B，计算结果显示在 LED 屏上。 3指导学生按照教材的要求自行 完成这个程序的编写，请学生演示整个 程序的编写过程，并及时解决常见的问 题。 阅读教材，按 照教材的操作步骤 理解程序。
11、 观察程序运行 结果变化。 以小组为单位 动手实践，编写加 法运算器的程序。 此范例用到前 面的知识，操作步 骤教材介绍得比较 详细，所以教师应 鼓励学生通过自己 动手实践，发现问 题，解决问题，完 成范例，培养和提 高 解 决 问 题 的 能 力。 实践创新 1鼓励学生尝试改变随机数的范 围，改变运算符为减号、乘号或除号， 看看会不会出现错误，怎么提示？ 2探索创新：引导部分学生把刚 才这个程序修改为计数器：按按钮 A， 屏幕数字增加 1，按按钮 B，屏幕数字 减少 1，同时按下按钮 A 和按钮 B，数 字变成 0。 3请小组长回收 micro：bit 主 板，整理清单。 以 小 组 为 单
12、 位，实践探索，学 会发现问题。 学有余力的学 生继续编写“计数 器”程序。 整理硬件，组 长清点数量。 让学生在实践 探索中发现问题， 思考出现问题的原 因 ， 学 会 解 决 问 题。 因材施教，给 好的学生布置更难 的任务，激发他们 的探究欲望。 第第 2 2 课时课时 教学环节教学环节教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图 创设情境， 引入新课 1播放加速度传感器 儿童重 力感应互动地砖灯 计步手环等视 频片断，告诉学生这就是利用加速度传 感器制作的产品。生活中，有哪些设备 也有类似的功能。 2介绍加速度传感器。加速度传 感器能够检测 micro：bit 运动的加速 度情况，
13、也可以检测 micro：bit 的移 动、摇动、倾斜以及自由落体等其他动 作，从而设计 micro；bit 在不同运动 状态下的反应，实现不同的创意。引导 学生在“输入”模块中找到“当振动” 指令，拖入到编辑区，单击下拉三角 形，观察有哪些动作，思考如何应用。 观看视频，思 考、回答问题。 倾 听 教 师 讲 解。找到 micro： bit 板上的加速度 传 感 器 ， 了 解 MakeCode 指令中能 够识别 micro：bit 运动状态的指令。 通 过 播 放 视 频，激发学生学习 兴趣，提高学习积 极性，鼓励学生结 合生活实际联想， 发展创新思维。 教 师 适 当 讲 解，并引导学生自
14、 己观察，了解加速 度传感器的基本功 能。 认 识 “ 逻 辑”模块 1介绍“逻辑”模块的特殊性： 逻辑值只有两种，要么为 true，要么 为 false，通过“与” “或” “非”等逻 辑运算符可以组成复杂的逻辑判断条 件；比如：如何判断 A 是一个大于 0 的 偶数？ 2请小组长分发 micro：bit，每 人或两人一块，以及一根数据线。编写 一个程序，验证逻辑表达式的正确性。 3指导学生修改程序，完成课本 上的案例：当 micro：bit 的按钮 A 被 按下，温度大于或等于 100 时，LED 灯 显示“high” ，否则显示“normal” 。提 问：如何事先知道主板的温度是多少。
15、听 取 教 师 讲 解。 编写一个测试 程序，验证逻辑表 达式的正确性。 编写程序，测 得 当 前 主 板 的 温 度，再以此温度为 参考临界点，完成 教材范例。 引导学生自行 编写程序，验证程 序的正确性，提高 知识应用能力。 引导学生养成 在使用每种传感器 之前都要先测试传 感器的基本功能的 良好编程习惯。 认 识 “ 循 环”模块 1介绍“循环”模块。循环模块 是用于重复执行指定的程序模块。认识 实现循环的两种不同的指令： “重复 4 次”和“当条件为 true 时” ，对比这两 个指令之间的异同点。 2 参考教材 P21 上的案例进行演 示，修改“重复 4 次”指令次数参数让 “心”跳
16、动三下。提问：能不能用“当 条件为 true 时”来实现同样的功能。 3阅读教材 P22 的材料，自行完 成教材图 2-17 所示的范例。 倾听，思考两 种循环方式的异同 点。 动 手 实 践 探 究，模仿教师用两 种方式完成案例： 让心脏跳动三下。 阅读教材，自 行编写范例程序。 通 过 课 件 展 示，引发学生思考 两种循环的不同用 法。 通过对比实验 操作，体验两种循 环的不同用法。 教学反思方向教学反思方向 1学生能否真正了解变量的使用方法。 2 学生能否真正了解循环的使用方法。 3学生能否真正了解加速度传感器的使用。 4学生能否完成教材范例程序的编写。 动手实践： 用 micro：
17、bit 来模拟 骰子 1 展示“骰子”相关材料，介绍骰 子的故事。中国传统民间娱乐用来投掷的 博具，早在战国时期就有。通常作为桌上 游戏的小道具，最常见的骰子是六面骰， 它是一颗正立方体，上面分别有一到六个 孔（或数字） ，其相对两面之数字和必为 七。 2让学生带着问题阅读教材 P22 23，演示程序的编写过程，并使用模拟器 调试程序，程序调试成功后，下载到 micro：bit 中运行测试。 3巡视，及时解决学生编写程序过 程中的问题。 倾听故事。 阅读指定教材 内容，模仿教师操 作，编写程序，验 证程序的正确性。 教师引用课外 案例，激发学生兴 趣。 学生在观看教 师演示和分析后， 再对照教材进行编 程，可以让学生更 容易理解和掌握程 序的算法。 实践创新 1布置创新任务：修改开机画面和 投掷骰子过程的画面，使游戏界面更加生 动有趣。 2、micro：bit 能够实现这么多有意 思的想法，请学生思考用所学知识还能够 实现其他的什么创意。 3由小组长回收 micro：bit 主板， 整理清单。 实践探究，交 流讨论，利用这种 传感器还可以设计 什么电子作品，谈 自己的创意。 整理硬件，组 长清点数量。 通 过 交 流 讨 论，拓展思维，发 挥想象力，构思自 己的创意作品。 37
