微課成就信息技術高效課堂——以“單片機機器人”起始課為例.doc

微課成就信息技術高效課堂以“單片機機器人”起始課為例 王玉英 北京市朝陽區(qū)從xx年開始在初高中信息技術課程中引入“單片機機器人”內容。該機器人由北京教育學院朝陽分院王立春老師主導開發(fā)，采用AT89S52芯片，主板上安排了4個8P插座（P0、P1、P2、P3），輸入輸出板上有8個LED燈、兩個數(shù)碼管、8個按鈕和1個撥碼開關。借助它開展算法和程序設計的教學，能使枯燥的算法原理講解變得形象，也會使二進制、十六進制轉化等計算機基礎知識變得可視化。再配上馬達、車輪以及各種傳感器，并利用C語言驅動，學生非常感興趣。 本節(jié)課是“單片機機器人”的起始課，學生在此之前有一定C語言的基礎，學習過虛擬機器人的搭建，體驗過利用C語言為虛擬機器人進行模塊化編程的過程。 教學目標與教學重、難點 知識與技能：知道什么是單片機，了解單片機的基本應用；知道單片機編寫程序的基本過程；知道LED燈的控制方法。 過程與方法：學會創(chuàng)建工程文件；學會編寫控制LED燈亮滅的程序語句；學會編譯程序和向單片機寫程序；體驗自己編寫程序控制LED燈的過程。 情感、態(tài)度與價值觀：體會程序設計的作用；體驗自己編寫程序控制設備的快樂。 重點：LED燈亮滅的控制方法。 難點：單片機工程文件的建立。 教學過程 1.創(chuàng)設情境引入教學 師：單片機應用非常廣泛，在日常生活中會有很多由單片機控制的設備。如冰箱、電飯鍋、洗衣機、電壓力鍋、電飯煲、空調、各類遙控器、遙控汽車等，這些電氣產品都含有1個甚至多個單片機。 教師播放掃地機器人視頻，說明掃地機器人就是利用了單片機控制。 設計意圖：了解單片機的日常應用，激發(fā)學生學習興趣，引入新課教學。 2.新知講解 （1）單片機及其特點 師：單片機是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成起來。 單片機具有性能高、速度快、體積小、價格低、穩(wěn)定可靠、應用廣泛、通用性強等優(yōu)點。從20世紀80年代開始，由當時的4位、8位單片機，發(fā)展到現(xiàn)在的32位300M的高速單片機。 （2）了解所使用單片機的CPU型號及參數(shù) 師：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。具有：8k字節(jié)FlashROM、256字節(jié)RAM、32位雙向I/O口（P0、P1、P2、P3）。 引導學生觀察CPU周圍的I/O口的命名，觀察數(shù)據線的接法。 （3）了解輸入、輸出板的構成 引導學生觀察輸入輸出板上的構件。 輸出設備：LED燈、數(shù)碼管。 輸入設備：按鈕開關、撥碼開關。 設計意圖：知道什么是單片機，了解它的特點及其發(fā)展歷程。了解所使用的單片機CPU的型號及有關參數(shù)。知道輸入、輸出板的構件，為接下來控制LED燈打下基礎。 3.利用微課自主學習，正確創(chuàng)建工程文件并點亮一個LED燈 一段4分鐘的微課，為學生演示了如何正確選擇CPU型號進行相應的設置，創(chuàng)建工程文件、創(chuàng)建群組以及新建一個C語言源程序的過程，還演示了如何編譯以及將編譯后的文件寫入單片機。 學生戴著耳機邊看邊做，教師觀察學生學習和操作情況，對于共性問題，我利用廣播軟件統(tǒng)一講解：一是C語言語句區(qū)分大小寫，在寫CPU的端口名稱時要求大寫，很多學生將P0-P3端口小寫了。二是有部分學生忽略了語句后面的分號，或寫成了中文的標點。 在巡視過程中，我及時解決學生出現(xiàn)的個性問題。如由于輸入、輸出板上個別LED燈線路接觸不好，導致不能實現(xiàn)程序的功能，我為學生及時更換了設備；還有個別學生電腦上插著的U盤對單片機的數(shù)據組產生了干擾；還有學生啟動的程序不對等。這些問題都及時得到了解決，使學生順利完成了點亮一個LED燈的任務。當他們看著由自己寫的語句而控制LED燈點亮時，都非常興奮，那種驚喜的表情是無法用語言描述的。 設計意圖：學生利用微課自學，學會正確創(chuàng)建工程文件、撰寫程序、編譯程序、往單片機中寫入程序，體驗點亮一個LED燈的過程，體會程序是如何控制設備的。 4.自由創(chuàng)作 師：同學們現(xiàn)在會點亮一個LED燈，現(xiàn)在你的單片機你做主，通過自己的設計將其他LED燈也點亮吧。請根據自己的設計，適當增加或減少延時的時間。 設計意圖：充分調動學生的主動性和積極性，設計出個性化的流水燈效果。 5.評價展示 教師巡視，展示、評價有特色的學生作品，并利用廣播軟件向全體學生介紹同學編寫的代碼，再次使學生體會代碼的意義。 設計意圖：這個環(huán)節(jié)是學生個性化學習的成果展示，一些學有余力的學生通過編寫語句制作出了很炫的流水燈的效果。老師不失時機地展示了23位學生作品，這將鼓勵其他學生們各顯神通。 6.課堂小結 利用上圖引導學生回顧為單片機編寫程序的整個過程，強調生成目標文件的重要性。 教學反思 本節(jié)課是單片機機器人的第一節(jié)課，教學的目的是學生體驗編寫程序控制LED燈亮滅的過程，并激發(fā)學生學習單片機機器人的興趣。我認為這節(jié)課的教學有以下亮點。 1.情境創(chuàng)設合理，教學環(huán)節(jié)清晰 課程一開始，我為學生播放了現(xiàn)在家庭中應用越來越廣泛的掃地機器人的工作視頻，引發(fā)學生的學習興趣，很自然地引入單片機的教學。在教學過程中，我不但給出單片機的定義，還引導學生觀察單片機上的接線、電源等部件，為學生介紹了輸入、輸出板的作用及部件。 接下來，學生根據下發(fā)的微課視頻進行自主學習。學生通過這個視頻學會了創(chuàng)建工程文件、編譯程序以及將編譯后的文件寫入單片機的過程。學生在下面的自由創(chuàng)作環(huán)節(jié)充分發(fā)揮了自己的主觀能動性，按照自己的想法撰寫語句點亮不同的LED燈，制作出了很好的流水燈效果。在課堂小結環(huán)節(jié)，教師將為單片機編寫程序的過程進行了梳理，強調了創(chuàng)建工程、編寫文件、生成目標文件、寫入程序的基本過程和每個過程的作用，加深了學生的印象。每個教學環(huán)節(jié)都是環(huán)環(huán)相扣的，教學節(jié)奏既緊湊又放松。 2.微課的使用有效地突破了難點，為信息技術高效課堂提供了幫助 信息技術課程的高效課堂應該有效突破難點，達成教學目的。在本節(jié)課中，微課的使用恰恰起到了這樣的作用。利用KeiluVision4軟件創(chuàng)建工程文件是一個復雜的操作過程，其中涉及對單片機芯片的設置、CPU頻率的設置、勾選生成目標文件、建立群組、新建C語言源程序文件并加入群組等一系列操作。如果教師按傳統(tǒng)的方法利用計算機教室的廣播軟件進行統(tǒng)一演示，因操作步驟較多，學生會記不下來。采取教師演示學生跟著做的方法，則勢必會有一部分學生跟不上教師的操作。 本節(jié)課所使用的微課是利用錄屏軟件CamtasiaStudio錄制的，錄制了創(chuàng)建工程、編寫代碼、編譯程序和利用Progisp1.72軟件往單片機中寫目標文件的全過程。學生可以根據自己的學習節(jié)奏一邊觀看微課一邊操作，對于沒看清楚的部分還可以暫停或倒回去看。微課的使用很好地突破了教學難點，支持了學生的個性化學習。 微課的使用還使教師能夠抽出更多的時間關注全體學生，即為學有余力的學生的自主創(chuàng)作爭取了時間，也為在操作過程中遇到問題的學