《2020—2021学年闽教信息技术八年级下册 第1-2课时《初识开源硬件及其开发环境》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020—2021学年闽教信息技术八年级下册 第1-2课时《初识开源硬件及其开发环境》（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 12 课时 初识开源硬件及其开发环境教学内容分析本册教材以 micro：bit 作为开源硬件的载体，编程软件采用 MakeCode 和 Mind 这两种图形化积木编程工具，主要介绍开源硬件的功能及其在生活中的应用。教材的 硬件部分对于大部分学生来说是首次接触，比较陌生。软件部分（图形化积木式的编 程方式）则是在小学六年级图形编程工具基础上的延伸，学生已具有一定的编程语言 基础。本册教材分为三个单元，本节课是第一单元的第一课，是承上启下的一节课。 本课的主要内容大致有两个部分：了解开源硬件及其内涵并掌握 micro：bit 的组成 和功能；初识开源硬件开发环境，借助集成编程工具 MakeCo
2、de 编写程序，控制 micro：bit 面板上的 LED 灯。本课通过展示流水灯、机器人小车、可穿戴设备等电子硬件产品，让学生初步认 识常用的开源硬件；以 micro：bit 面板为例，学生通过对 micro：bit 面板的实物观 察、感受及简单操作，掌握 micro：bit 的硬件组成，体会使用开源硬件开发电子产 品带来的乐趣，培养学生的学科素养； micro ：bit 支持 MakeCode、Mind 、mixly 等多种集成开发环境，通过图片及软件展示这些开发环境，让学生对这些软件界面有 直观的了解，通过动手实践“让 LED 灯闪烁起来”让学生了解 micro：bit 中 LED 灯
3、的构成及使用方法，熟悉 MakeCode 集成开发环境，了解 MakeCode 基本程序模块“显 示图标”中包含的指令，学会使用“显示图标”中的“心”形图案指令、 “暂停”指 令和“无限循环”指令编写程序，显示一个跳动的“心”形图案，体会在 MakeCode 中编写程序的方法。本课动手实践项目较多，但都比较简单。本课内容是有关开源硬件知识的基础，有助于培养学生深入了解开源硬件的兴趣， 进一步构建学生的开源硬件知识体系。教学对象分析开源硬件是一种全新的课程内容，大部分学生从未接触过。八年级学生虽已经具备一定的信息获取和处理能力，但面对一个陌生的事物，可能也会有一定的畏惧情绪。教学时，建议教师以视
4、频为导入，充分调动学生的好奇心，激发学生的探究欲，使抽象的知识能直观呈现，让学生在视频媒体营造的知识情境中感受开源硬件应用情况与应用价值。八年级的学生虽具有一定的图形化积木式的编程基础，但也是第一次使用MakeCode 和 micro：bit，对 MakeCode 的使用方法和 micro：bit 硬件结构都很不熟悉，建议教学时逐个突破难点，让学生先在 MakeCode 中编程，并在模拟器中调试好程序，再下载到 micro：bit 中运行，教师在动手实践操作时要适当放慢节奏，边讲解边演示，边让学生模仿操作，同时还要巡视，及时排除学生遇到的困难，尽量让每 个学生都能体验从程序编写到硬件调试的全过
5、程，完成教材的学习任务。通过本课的学习，能帮助学生认识研发开源硬件的重要性和原则性，感受信息技 术与开源硬件技术发展的相互促进和引领作用，认识遵守合理使用开源硬件技术伦理 的必要性。教学目标1.了解开源硬件及其内涵，认识 micro：bit 的硬件组成。2.初步掌握集成编程工具 MakeCode 的使用。3micro：bit 面板上 LED 的控制与显示。4掌握 micro：bit 程序的下载与执行。教学重点和难点1教学重点。认识 micro：bit 的硬件组成与 MakeCode 开发环境。2. 教学难点。掌握 micro：bit 面板上 LED 的控制与显示的方法。教学方法1 观察法：展示
6、 arduino 、micro ：bit 、掌控板、树莓派等各种开源硬件的图片，让学生感性认识开源硬件的外观结构，初步了解各种类型开源硬件的应用环境。 播放能用 micro：bit 做什么流水灯计步器避障小车和巡逻机器人等视频，让学生进一步了解各种开源硬件的应用情况，感受开源硬件的应用 价值，倡导设计开源硬件要符合人类的价值取向。2讲授法：讲述开源硬件的类型、应用情况、应用价值。3 任务驱动法：以教材内容为主题，学生根据任务的具体要求，开展小组合作 的探究性学习，并进行交流和活动成果的展示。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1教学环境：计算机网络教室、互联网环境、转播
7、控制系统。2资源准备：资源包（视频：能用 micro：bit 做什么流水灯计步器避障小车巡逻机器人自动浇花装置，有关开源硬件应用的文字资料、各种开源硬件图片， 课件、学生作品模板）。3实验器材准备：micro：bit 板若干块，数据线若干条，电池盒几个。教学过程第 1 课时教学环节 教师活动学生活动 设计意图1 播放视频：流水灯计步器 观看开源硬件 以开源硬件作 避障小车巡逻机器人自动浇花装 系列作品，了解开 品视频片断为切入置等。源硬件电子作品的 点，展现开源硬件2 讲解：这是利用开源硬件制作的 形态。 的 独 特 功 能 与 应创设情境， 一些电子硬件作品，它展现了开源硬件可 导入新课 为
8、人们处理家务，省却许多烦心事，过上轻松惬意生活的情景。用，激发学生的学 习兴趣，从而将学交流、讨论， 生的思路引向现实开源硬件能实现你的许多创意，解决 个别学生回答，其 生活，鼓励学生说 生活中的一些问题，说一说你生活中见过 他同学补充。 一说自己的所见所的一些智能家用电器。闻，并过渡到本课 课题。1 什么是开源硬件。引导学生阅读 阅读指定的教 学生带着问题 学习教材 P3 “初识开源硬件”内容，从 材内容。 阅读学习教材，了中初步了解开源硬件的发展过程及开源的 内涵。解 开 源 硬 件 的 内 涵。2 讲解开源硬件：它是指一些硬件 倾 听 教 师 讲 学生通过认真 的开发者将硬件的全部资料对
9、外公开，包 解。 观察，对比各硬件括电路图、固件、软件、元件列表、器件 列表以及印刷版图等。这些资料允许他人 使用，甚至可用于商业开发，这既降低了常见的开源 电子硬件产品的开发成本和制造门槛，也 硬件 丰富了电子硬件产品的研发途径。外 观 形 态 的 异 同 点，培养和提高自 身的观察能力。通过上网查阅 资料，了解各开源3 图 片 展 示 常 用 的 开 源 硬 件 认真观察硬件 硬 件 功 能 上 的 差 Arduino 、 树 莓 派 （ Raspberry Pi ）、 在外观、形态上有 异，提高信息搜集 micro：bit 和掌控板。 什么异同点。 和归纳能力。4 引导学生上网查阅相关资
10、料，提 查阅资料，回 通 过 交 流 讨 问题：常见的开源硬件还有哪些？交流讨 答问题。 论，体会开源的意论：开源有什么意义？参与讨论。 义。1 播放视频能用 micro ：bit 观看视频，了 通 过 阅 读 学 习 做什么，请小组长分发 micro：bit， 解 micro ： bit 的 教材、观看视频，每人或两人一块。功能。 让 学 生 粗 略 了 解2引导学生阅读教材 P3“动手实 阅读指定的教 micro ：bit 的强大 践：观察 micro：bit 基本硬件组成， 材内容。 功能，激发学习兴熟悉其功能”，了解 micro：bit 组成结趣。构。通 过 逐 一 介 绍3介绍 LE
11、D 灯、可编程按钮。展 学会观察，找 认识各种传感器的 示 LED 灯、可编程按钮的图片，介绍 到 LED 阵列、可编 外观、功能，教会 LED 灯是发光二极管的缩写，按一按 程 按 钮 所 在 的 位 学生能根据传感器 micro ：bit 板上的按钮，找到按钮旁 置。 的名称、外观、标观察micro：边的字母 A 和 B。识等信息，迅速找bit基 本 硬 4 介绍微处理器。图片展示微处 学会观察，找 到相应的传感器，件组成，熟 理器，介绍功能：检测温度，可以检测 到微处理器所在的 培养学生的观察能 悉其功能 其周围环境温度，可充当温度传感器使 位置。 力，也为后续的课用。5 介绍加速度传感
12、器、指南针传 学会观察，找 感器。图片展示加速度传感器、指南针 到加速度、指南针 传感器，介绍功能：可以检测 micro： 传 感 器 所 在 的 位 bit 位置的变化情况。思考提问：我们 置 ， 记 住 外 观 特 平时的手机是不是也有类似的功能，手 征，回答问题。 机的记步器能不能利用这个传感器制作出来？6 介绍无线电、蓝牙功能，图片 学会观察，找 展示。介绍功能：可以使两块或两块以 到无线电、蓝牙装 上的 micro：bit 板之间进行通信。 置所在的位置。7介绍 USB 接口、复位开关、电 学会观察，找 池接口，图片展示。 USB 接口用于与电 到 USB 接口、复位 脑连接，复位开
13、关可重启程序，电池接 开关、电池接口所程学习做准备。口可外接电池。在的位置。8 介绍 引脚， 图片 展示“金手 学会观察，找 指”，可以用于连接电机、 LED 灯等电 到引脚所在的位 子元器件，或者外部传感器。引导思考 置，思考并回答问 应该如何连接这些引脚。 题。1 引导学生讨论，根据 micro ： 请小组自由交 bit 目前的功能，希望做出自己想做的 流讨论，讲一讲自交流与总结 作品。鼓励学生自由发言。 己的创意。2 请小组长回收 micro ：bit 主 整理硬件，组在 学 生 交 流 、 讨论中，描述未来 自己想开发的作品 样式，激发创造的板，整理清单。长清点数量。欲望。34第 2
14、课时教学环节教师活动学生活动 设计意图1 介绍集成开发环境。开源硬件的 倾听讲解，观 展 示 几 种 开 发 集成开发环境有 MakeCode 、 Mind 、 察代码和图形化两 环境的软件，让学 mixly 等，有代码的，也有图形化的。 种编程界面。 生对开发环境有直2 介绍图形化编程界面。介绍图形 倾 听 教 师 讲观的了解。化积木式的编程方式的优点，介绍支持 解。 micro：bit 的图形化编程软件。再 识 图 形 化 界 面，了解图形化界3MakeCode 集成开发软件，有网页 模 仿 教 师 操 面编程的优势。通开源硬件集 版 和 离 线 版 两 种 ， 运 行 离 线 版 的 作 ， 打 开 进 入 过对比几种软件的 成开发环境 MakeCode 软件，引导学生单击选择“我 MakeCode 界面，观 界面，感受开发环的项目”中的“新建项目”，简单介绍界 看 范 例 ， 新 建 项 境的多样性，激发面的组成。目，简单探索一下 学生的学习兴趣。4 介绍 Mind 集成开发环境。双 界面。击桌面 Mind图标，运行 Mind。Mind 学生模仿教师 是基于 Scratch3.0 开发的集成开发软 操 作 ， 打 开 Mind 件，支持多种硬件，界面和操作方法与 软件，简单浏览Scratch 有点相似。一下软件界面。1 请小组长分发 micro ：bit ，每 小组长分
