1、 1 走进走进 ArduinoArduino 的的世界世界教学设计教学设计 【教学内容分析】【教学内容分析】 本节课的内容是使用图形化编程软件编写程序，下载到 Arduino 主板上，实 现对各类电器的控制，另外还涉及到 LED 矩阵图形的绘制。对于创客教育来说， 本节课内容是至关重要的，很多创客在使用电子控制器时都会选择 Arduino，本 节课为学生日后进行创客活动提供基础。 【学情分析】【学情分析】 本课的授课对象为初一年级的学生，他们的好奇心强，思想活跃，但生活经 验不够丰富。另外他们之前大都没有深入了解过 Arduino 控制器，也没有编写程 序的经验。 考虑到学生的实际情况，本节课
2、采用微视频教学的方式让学生层层深入学 习，为加深理解特意安排了实践操作任务。内容包含 Arduino 程序的设计、下载 到硬件设备、LED 灯矩阵编码，抽水机、红绿灯控制等。 【教学目标】【教学目标】 （一）知识与技能目标 （1）初步了解 Arduino 主板的构造及其应用领域； （2）熟练掌握将程序下载到 Arduino 主板的方法； （3）能够使用 ArduBlock 软件编写程序控制电路的开与关； （二）过程与方法目标 （1）通过学习 Arduino 初步了解学习各类电路板的方法； （2）通过编写计算机程序初步建立学生的计算思维； （三）情感态度与价值观 让学生体验创客活动的乐趣，增强学
3、生应用创客知识服务生活的意识。 【重难点】【重难点】 （1）重点：学会使用 ArduBlock 编写程序控制 Arduino； （2）难点：将所学知识迁移到实际应用中。 【教学策略】【教学策略】 （1）任务驱动。为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境，让学生围绕任 务展开学习， 以任务的完成结果检验与总结学习过程， 使学生能够主动建构探究、 实践、思考、运用、解决高智慧的学习体系，让学生在做中学。 2 （2）合作探究。把知识问题化，学习情景化。为每个小组设置探究问题，学生 经过讨论后得出结果。促使学生进行主动的知识建构。 （3）微课教学。利用信息技术，为学生提供短小精悍的微课教学视频，丰富学
4、 生的学习资源，满足不同学生的需求。 【教学主线】【教学主线】 课前自主学习复习导入启发式教学任务分配合作探究小 组展示与质疑析疑拓展提升总结评价 【教学过程】【教学过程】 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 学生课前 自主学习 课前发放导学案。 学生根据导学案 上的要求进行自 主学习，完成预习 题。初步了解课程 内容，并把疑难困 惑记录下来，以备 课堂上进行讨论。 学生通过导学案 明确本节课的学 习目标、重难点、 学习指导、探究问 题等。 复习引入 （5 分钟） 向学生展示 Arduino 主板， 并作复习。主要内容有： 什么是 Arduino？ Ardu
5、ino 的接口有哪些？ Arduino 的应用有什么？ 总结研究 Arduino 主板的 一般方法。 学生思考与听讲。 引导学生入门。初 步了解 Arduino 主 板的构造及其应 用领域。 阐述大头儿子与小头爸爸 遇到的困惑。 激趣引入各小组任务： (1)最近大头儿子与小头 爸爸一家人准备外出旅 游，那么问题来了，一家 人都外出了，家里里的花 无人浇水，很快就会枯死 掉的；请 1、2、3 编写程 （1）学生先观看 微课视频，讨论自 动浇花的原理后， 再实践操作。并做 好展示准备。 培养学生合作探 究能力，突破教学 难点。 达成能够将所学 知识迁移到实际 应用中的教学目 3 合作探究 （19
6、分钟） 序，采用 Arduino 控制抽 水机浇灌花草,实现定时 浇花，并控制浇花持续的 时间。让大头儿子与小头 爸爸一家人可以放心外出 旅游。 设备：小型抽水机 1 个、 绿萝 1 盆。 （2）小头爸爸听说他们要 去的地方人很多，交通很 混乱，本想自驾游的他现 在又犹豫起来，请 4、5、6 小组编写程序，通过 Arduino 控制交通红绿灯。 让小头爸爸可以安心自驾 游。 设备：模拟红绿灯 提示：交通灯由红、黄、 绿三种 led 灯组成， 请各小 组先讨论交通等的原理， 再设计控制程序。 （3）围裙妈妈是个路痴， 根本就没有方向感，而景 点指示标志又很不明确， 这让大头儿子和小头爸爸 很不放
7、心，请 7，8，9 组 负责编写程序并上传到 Arduino 主板，控制 LED 矩 阵以达到绘制景区指示标 志的目的。 设备：LED 矩阵 （2）学生先观看 微课视频后，经过 讨论如何设计程 序后，再实践操 作。并做好展示准 备。 （3）每组 1 到 3 号同学负责图案 设计，设计的时候 可以借助 LED 灯矩 阵卡纸，并把设计 好的编号记录下 来。4 到 6 号负责 编写程序。在编写 程序前，先观看微 课教程。并做好展 示准备。 的。 达成编写计算机 程序控制 Arduino 的教学目的。 4 每个小组上都有一台电 脑，各小组按分工观看不 同的微课教程。 提醒学生完成任务后各小 组要派代表
8、上台展示，请 各个小组的发言代表做好 准备。 （4）在学生合作探究过程 中，教师参与其中，并给 与指导。 小组展示 质疑 释疑 （12 分钟） （1）提出展示的要求后， 随机抽取分到不同任务的 3 个小组上台展示。 （2）认真听取学生的发 言，如有错漏及时纠正或 补充，启发学生思考。 （3）协调各小组展示时 间，对学生的表现给与鼓 励。 小组代表展根据 要求进行展示，其 他同学观看，并提 出质疑。 排难解疑，促进知 识的生成。 培养学生合作探 究的能力。 培养学生表达交 流的能力以及创 造性思维。 知识拓展 （4 分钟） 我们已经学会了如何使用 Arduino 进行控制， 事实上 我们所学的知
9、识是可以进 一步应用到生活中来的， 例如，我们可以编写程序， 然后再使用红外遥控来控 制家里的电器，例如：控 制家里的灯泡，风扇等。 科技改变生活，希望同学 们都能用自己所学的知识 服务生活，让我们的世界 变得更美好。 学生听讲并思考。 知识升华，增强学 生应用科学知识 服务社会的意识。 【教学评价教学评价】 以下是我对本节课的教学效果的评价： 5 （1）目标达成情况。在教师的引导下，学生通过自主学习、合作探究，大部分同学都 能够掌握本节课的学习目标，能够熟练地将编写好的计算机程序下载到 Arduino 主板上，并 能用电脑程序对开关进行控制。 （2）学习过程。学生对课程内容很感兴趣，学习热情
10、很高。各小组都能够积极投入到 合作探究中来，积极发言，大胆质疑。学生初步建立起程序设计的思维，了解学习各类电路 板的方法。 （3）在本节课的教学设计方面。本节课的教学主线为：课前自主学习复习导入 启发式教学任务分配合作探究小组展示与质疑析疑拓展提升总结 评价。以上教学设计体现学生为主体、教师为主导，能够充分发挥教师主导作用。符合学生 的学习要求。 【教学反思教学反思】 （1）在教师方面。语言表达不够生动，肢体语言使用不当，未能将教学内 容生动形象地表达出来。学生在制作作品过程中，未能给每个小组进行指导，对 学生的学习过程缺乏充分的引导。 （2）在学生方面。学生在对别的小组进行质疑时，显得不够积
11、极，虽然心 里有疑惑但是却不敢提出来。原因一方面是学生缺乏自信害怕出错，另一方面是 教师未能给予学生充分的鼓励。 （3）前期准备不够充分。学生在观看微课视频过程中，有部分电脑未能打 开微课视频，原因是电脑是临时借用的，还没有安装可以播放微课视频的插件。 另外学生在设计程序时，有些电脑还没有装驱动，不能下载程序到 Arduino 主板 上。 基于以上的优缺点，我会发扬优点，进一步改正缺点。一方面我会提高自身 的作为教师的综合素质，还要在课前做好充分的准备。另一方面继续采用适合学 生学习的教学方法，让学生在合作探究中学习，在质疑中擦出智慧的火花。以任 务驱动的方式让学生在“做中学” ，以微课视频的方式让学生实现“先学后教” ， 不断培养学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，让课堂变得快乐起来。
