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年级
5年级
教科书版本及章节
苏教版第1章
单元(或主题)教学设计
单元(或主题)名称
Arduino硬件
单元(或主题)教学设计说明
本单元课程主要是让学生学会利用各种传感器(超声波传感器、声音传感器、光敏传感器、滑动电位传感器、摇杆传感器)与程序进行交互,实现软硬件结合。培养学生发现问题、解决问题的能力,探索新知、勇于创新的能力。
单元(或主题)学习目标与重点难点
重点:
了解Arduino硬件的结构
学会连接硬件与电脑
掌握获取各传感器值的方法
难点:
各传感器与程序当中值得获取和传递
单元(或主题)整体教学思路(教学结构图)
第1课时教学设计(其他课时同)
课题
声音控制小猫动作
课型
新授课R 章/单元复习课□ 专题复习课□
习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
本课的主要内容是利用声音传感器获取外界中的音量值,利用音量值来控制小猫的运动。涉及的知识点有:认识Arduino主控板,利用变量来读取声音传感器的值,用数值和逻辑运算来处理音量值,并能应用到程序中。
学习者分析
经过前期的学习,学生对Scratch软件有一定的了解,比如动作控件、逻辑控件以及变量等等。考虑到这是学生第一次在课堂上接触传感器,所以在任务设计上降低了难度。通过本课的学习,学生认识开源硬件Arduino,感受声音传感器在程序中的作用,学会获取声音传感器的数值后,利用该数值编写程序以及模拟生活中的现象,以培养学生的创造能力。
学习目标确定
1. 了解Arduino硬件的结构。
2. 学会连接硬件与电脑。
3. 掌握获取声音传感器值的方法。
4. 能够对传感器数据进行转化满足程序需要。
5. 引导学生认识声音传感器,体验Arduino开源硬件的强大魅力。
6. 通过在做中学,学生形成生活中的物体可以成为计算机输入设备的意识。
学习重点难点
重点:
1. 能够将声音传感器和主控板连接起来。
2. 掌握获取声音传感器值的方法。
难点:
1. 掌握获取声音传感器值的方法。
2. 将获取到的传感器数值应用到程序中。
学习评价设计
在作品展示环节,学生分别进行自评、互评等环节。
6.学习活动设计
教师活动
学生活动
环节一:直观体验,揭秘原理
教师活动1
师:今天动物园的小动物们开运动会,当绿旗被点击的时候,酷狗和小猫同时从起跑线出发。大家看,酷狗已经快要跑到舞台中间了,而小猫还在起点。让我们一起来给小猫鼓鼓劲,加加油。
师带领学生大喊:“加油”。
师:快看,小猫好像听到了我们的加油声,它已经跑到终点啦!
师:咦,这是怎么回事?它是怎么做到的呢?
生答。
师:让我们一起来揭开它背后的神秘面纱。
首先需要声音传感器、Arduino主控板设备来感知我们的加油声,然后利用感知到的声音数值编写程序。
我们首先来看看当前的声音值是多少?
保持安静,观察声音最小值:0;
加油声响起来,观察声音最大值:100。
在脚本中,小猫移动的步数是声音值。声音值越大,它的移动步数也越大,速度也就越快。
这节课,我们就来学习使用神秘的声音传感器。板书(声音传感器)
学生活动1
学生感受声音传感器的魅力,用已有的知识揭示声音传感器的工作原理,激发学生学习的兴趣。
活动意图说明:通过让学生实践参与,体验传感器的神奇,激发学生学习兴趣
环节二:新授
1.认识声音传感器
找一找:声音传感器。
读一读:声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动,导致电容的变化,声音传感器根据声音强度的不同,其输出值也不同。
2.认识主控板
看一看:Arduino主控板。
找一找:Arduino主控板上的数字接口2~13和模拟接口A0~A5。模拟口连接模拟量的信号和设备,返回的数值是0~1024。数字口连接离散数字量信号和设备,返回的数值是0或1。
想一想:声音传感器应该接什么口?(板书:模拟口)
说一说:你在Arduino主控板上还发现了什么?
开关、复位、超声波接口、USB接口。
3.连接主控板和声音传感器
拿出桌面上的一根红、白、黑三色线,有白色突起的一头连接声音传感器,另外一头连接A0~A5之间的A2端口。
Tips:红、白、黑线要与主控板上的红、白、黑一一对应。
相邻两人之间检查一下有没有连接正确?连接无误后,请用黑色的数据线连接主控板和电脑。
硬件连接好了,接下来我们需要编写程序来获取环境中的声音值。
打开桌面上的酷狗小猫运动会程序。
(1)单击“连接”,选择串口COM4。
(2)单击“控制板”,选择Arduino UNO。
Tips:第一次使用时,必须单击“连接”“安装固件”。串口号因电脑而异,此处,选用COM4。
(3)新建变量sy。
(4)将变量sy的数值
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