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粤教版第三册上信息技术第11课听话的arduino机器人第1课时教案
主备人
备课成员
教材分析
本节课选自粤教版第三册上信息技术教材,第11课“听话的Arduino机器人”,旨在让学生通过实践操作,理解并掌握Arduino控制硬件的基础知识。课程内容紧贴课本,以Arduino板为载体,让学生学会使用简单的代码控制机器人,激发他们对编程和机器人控制的兴趣。通过本课时学习,学生将能够关联所学的编程知识与实际应用,培养创新思维和动手能力,符合七年级学生知识深度,强调从理论到实践的过渡,增强学生对信息技术的认识和应用能力。
核心素养目标
本节课围绕信息技术学科核心素养,培养学生以下能力:一是计算思维,通过设计控制程序,让学生掌握问题分解、模式识别等计算思维方法;二是数字化创造与创新,鼓励学生运用Arduino进行创新设计,提高实践与创新能力;三是信息社会责任,理解技术对社会的影响,培养学生安全、道德、合法使用信息技术的意识。四是增强学生的团队协作能力,通过分组合作完成任务,提升沟通与协作技巧。五是培养跨学科整合能力,将所学的信息技术知识与数学、科学等学科相结合,解决实际问题。这些核心素养目标与新教材要求相符,有助于学生全面发展。
教学难点与重点
1.教学重点
-理解Arduino控制硬件的基本原理:学生需掌握Arduino板的基本结构,了解如何通过编程实现对硬件的控制。
-掌握基础编程语句:如循环结构、条件语句等,以及它们在控制机器人动作中的应用。
-传感器应用:学生需要学会使用传感器获取环境信息,并利用这些信息控制机器人的行为。
-设计与实现简单的控制程序:学生应能设计出控制机器人执行特定任务的程序,如避障、追踪等。
举例:通过编写程序,使用超声波传感器控制Arduino机器人避开障碍物。
2.教学难点
-程序逻辑的构建:学生往往难以理解程序中的逻辑流程,如何将现实问题转化为编程逻辑是教学难点。
-硬件与软件的结合:在理解了编程逻辑后,如何将代码成功烧录到Arduino板上,并与硬件正确连接,对初学者来说是一大挑战。
-传感器数据的处理:如何解读传感器数据,并将其有效应用于控制程序中,对学生来说是一个难点。
-调试与优化:学生在遇到程序运行不理想时,需要学会调试程序,找到并修正错误。
举例:在避障程序中,如何设置合适的距离阈值,并在机器人接近障碍物时发出停止信号,需要学生理解传感器数据读取和逻辑判断的细节。
学具准备
多媒体
课型
新授课
教法学法
讲授法
课时
第一课时
步骤
师生互动设计
二次备课
教学方法与手段
1.教学方法
-讲授法:通过精讲Arduino控制机器人的基本原理和编程方法,为学生提供清晰的知识框架。
-讨论法:鼓励学生分组讨论,在编程和调试过程中遇到的问题,促进生生互动,共同解决问题。
-实验法:安排学生进行Arduino机器人搭建和编程的实践活动,将理论知识应用于实际操作中,提高学生的动手能力。
-案例分析法:通过分析具体案例,如经典的避障或追踪机器人,让学生理解程序设计的逻辑和步骤。
-任务驱动法:设计具有挑战性的任务,如制作一个能够完成特定任务的机器人,激发学生的探究欲望和解决问题的能力。
2.教学手段
-多媒体设备:利用投影和电脑展示Arduino编程界面和示例代码,使学生更直观地理解编程步骤和逻辑。
-教学软件:使用ArduinoIDE等编程软件,让学生在虚拟环境中进行编程实践,实时观察程序运行效果。
-网络资源:引导学生利用网络资源,如在线教程和视频,来辅助学习和解决遇到的问题。
-实物展示:展示Arduino板、传感器和机器人的实物,让学生有直观的感受,增强学习兴趣。
-云平台:利用学校或教育机构的云平台,实现代码的共享和讨论,提高学生的合作学习能力。
-虚拟仿真:使用仿真软件模拟Arduino机器人的运行环境,让学生在安全的环境中进行实验和调试。
教学过程设计
1.导入新课(5分钟)
目标:引起学生对Arduino机器人的兴趣,激发其探索欲望。
过程:
开场提问:“你们知道Arduino机器人是什么吗?它们在我们的生活中扮演什么角色?”
展示一些关于Arduino机器人的图片或视频片段,让学生初步感受其魅力。
简短介绍Arduino机器人的基本概念和重要性,为接下来的学习打下基础。
2.Arduino基础知识讲解(10分钟)
目标:让学生了解Arduino的基本概念、组成部分和原理。
过程:
讲解Arduino的定义,包括其主要组成元素或结构。
详细介绍Arduino的组成部分或功能,使用图表或示意图帮助学生理解。
通过实例或案例,让学生更好地理解Arduino的实际应用或作用。
3.Ardui
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