智能控?zé)艚虒W(xué)設(shè)計

智能“智能“控”燈——點亮美好生活一、項目簡介項目主題智能“控”燈—點亮美好生活項目目標編程控制智能燈二、目標分析教材分析根據(jù)需求設(shè)計用計算機實現(xiàn)過程與控制的方案。在實驗系統(tǒng)中通過編程等手段驗證過程與控制系統(tǒng)的設(shè)計，學(xué)情分析素養(yǎng)目標基于以上對內(nèi)容與學(xué)情的分析，結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)，我制定了如下素養(yǎng)目標：1.能根據(jù)需求設(shè)計用計算機實現(xiàn)過程與控制的方案，并用自然語言、流程圖簡要地描述算法、分析問題。（信息意識、計算思維）2.在實驗系統(tǒng)中通過編程等手段驗證過程與控制系統(tǒng)的設(shè)計，理解用計算機實現(xiàn)過程與控制的優(yōu)勢。（計算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新）3.感受智能產(chǎn)品給生活帶來的便捷，了解過程與控制系統(tǒng)中可能會存在安全問題，知道自主可控的系統(tǒng)對于解決安全問題的重要性。（信息社會責(zé)任）教學(xué)方法與策略本項目基于在項目教學(xué)中，主要采用多感官參與學(xué)習(xí)法和啟發(fā)性探究學(xué)習(xí)法，引導(dǎo)學(xué)生在開口說、動手畫、體驗看、思考編程的過程中建構(gòu)新知，同時為學(xué)生提供導(dǎo)學(xué)案和學(xué)習(xí)支架，幫助學(xué)生攻克壁壘，降低學(xué)習(xí)難度。讓學(xué)生在親身體驗和合作探究的過程中，理解用計算機實現(xiàn)過程與控制的優(yōu)勢。從而形成項目學(xué)習(xí)成果，提升信息學(xué)科核心素養(yǎng)。教學(xué)活動設(shè)計智能控?zé)簟c亮美好生活環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖情境導(dǎo)入為響應(yīng)“綠色低碳、節(jié)能先行”的號召，學(xué)校少先隊大隊部特向各年級組征集創(chuàng)意作品，經(jīng)過商討，六年級組的孩子們打算通過編程搭建簡易的智能燈控制系統(tǒng)，呼吁“節(jié)能降耗，低碳生活”。播放利用Mind+軟件編程實現(xiàn)控制的創(chuàng)意智能作品。結(jié)合項目情境進行思考，如何通過編程搭建簡易的智能燈控制系統(tǒng)。觀看創(chuàng)意智能作品，回想Mind+軟件的編程環(huán)境。以學(xué)校生活中的真實問題出發(fā)作為項目情境，立足學(xué)生實際，啟發(fā)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。項目分析規(guī)劃引出問題：根據(jù)上一課時的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，要想結(jié)合開源硬件，通過Mind+軟件編程實現(xiàn)智能燈的控制過程，需要考慮哪些問題？分析問題：要解決這一問題，需要分為哪幾步驟來完成？提出方案：用自然語言描述算法。用流程圖描述算法。編寫程序驗證算法。梳理思路，對問題進行分解，小組討論，展開頭腦風(fēng)暴。思考并提出問題如何根據(jù)需求設(shè)計用計算機實現(xiàn)過程與控制的方案？在分析問題的基礎(chǔ)上提出解決方案。關(guān)聯(lián)舊知，探究新知，通過頭腦風(fēng)暴啟發(fā)學(xué)生思考問題、提出問題，并在分析問題的基礎(chǔ)上逐步提煉出問題的解決方案。師生共同完成項目分析與規(guī)劃的過程。項目實施一、用自然語言描述算法。在上一課時的學(xué)習(xí)中，我們已經(jīng)了解了開源硬件Arduino，也認識了硬件中的輸入、計算、輸出部件。誰能說一說智能燈的過程與控制是如何實現(xiàn)的？1、提出要求：以小組為單位，每組選擇不同的傳感器作為輸入設(shè)備，說一說智能燈的工作流程，各組間可以互相交流。光線傳感器聲音傳感器紅外傳感器超聲波傳感器注意事項：描述清楚智能燈工作流程中的輸入、計算、輸出三個環(huán)節(jié)。2、匯報交流：各組匯報，說一說如何利用不同傳感器實現(xiàn)智能燈的工作流程。引導(dǎo)學(xué)生組內(nèi)自評和組間互評。二、用流程圖描述算法。如何用流程圖的方式描述算法，將思維可視化？提供《智能控?zé)簟c亮美好生活》導(dǎo)學(xué)案。提出要求：根據(jù)情境要求，選擇編號，將流程圖內(nèi)輸入、計算、輸出的部分補充完整。繪制流程圖。以小組為單位，分組繪制不同傳感器實現(xiàn)智能燈控制的流程圖。注意事項：注意區(qū)分流程圖內(nèi)各符號的使用。3、展示交流：各組匯報所在小組繪制完成的流程圖，配合自然語言描述出流程內(nèi)輸入、計算、輸出三部分的作用。師評、自評、學(xué)生互評。三、編寫程序，驗證算法。1、師生在Mind+軟件的積木盒子中共同選擇可能會用到的積木塊，探尋將自然語言、流程圖翻譯為程序語言的過程。采用半成品加工策略，請各小組結(jié)合本組繪制的流程圖補全程序的搭建。針對出現(xiàn)的難點問題，給予針對性的指導(dǎo)：如何設(shè)置合適的閾值進行判斷控制燈的亮與滅呢?提供學(xué)習(xí)支架—《讀取串口數(shù)據(jù)的奧秘》。測試控制效果引導(dǎo)各組學(xué)生將編寫的程序下載到硬件設(shè)備的控制器中進行測試，并在測試中繼續(xù)修改優(yōu)化程序。測試無誤后，保存程序。回顧舊知，回想過程與控制系統(tǒng)中的三個典型環(huán)節(jié)：輸入、計算、輸出及所用到的硬件設(shè)備。根據(jù)要求，各組分工合作，選擇不同的傳感器，組內(nèi)討論、交流使用不同傳感器實現(xiàn)智能燈的過程與控制。分組匯報使用不同傳感器實現(xiàn)智能燈控制的工作過程。組內(nèi)自評，組間互評。填寫導(dǎo)學(xué)案，根據(jù)要求思考選擇編號，將流程圖內(nèi)空余的部分補充完整。四個小組分別繪制使用不同傳感器實現(xiàn)智能燈控制的流程圖，組內(nèi)交流。分組展示、匯報各組繪制完成的流程圖。思考并與教師合作選擇程序搭建過程中可能會用到的積木塊。各小組結(jié)合本組繪制的流程圖補全程序的搭建。思考問題，觀看微課《讀取串口數(shù)據(jù)的奧秘》。提煉關(guān)鍵點：通過串口的連接，讀取串口數(shù)據(jù)進行判斷，就可以設(shè)定合適的閾值。各小組分別測試并修改程序，優(yōu)化程序。回顧舊知，感受系統(tǒng)控制的三個典型環(huán)節(jié)，通過自然語言描述解決問題的算法，幫助學(xué)生清晰地梳理問題求解的操作步驟。由于學(xué)生是獨立的個體，解決問題時，可能會選擇不同的傳感器作為輸入設(shè)備，因此采取小組合作學(xué)習(xí)的方式進行。尊重學(xué)生的主體性，滿足學(xué)生多樣化的創(chuàng)新需求。通過導(dǎo)學(xué)案的填寫，流程圖的繪制，將思維可視化，使學(xué)生對問題求解的具體操作步驟產(chǎn)生更直觀和清晰的認識。再次引導(dǎo)學(xué)生感受系統(tǒng)控制的三個典型環(huán)節(jié)：輸入、計算、輸出，為后續(xù)編寫程序做好鋪墊。體會用流程圖描述算法的魅力，感受算法設(shè)計的重要性。從選擇積木塊到搭建補全程序，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識和計算思維。借助微課視頻片段幫助學(xué)生攻克壁壘，降低學(xué)習(xí)難度。通過實驗檢驗程序的編寫情況，感受計算機實現(xiàn)過程與控制的優(yōu)勢。項目展示展示各小組利用不同傳感器實現(xiàn)智能燈控制的效果，分享交流。引導(dǎo)學(xué)生自評和互評。分組展示各組作品，分享在制作中的收獲及遇到的問題。展示作品，收獲成功的喜悅、提升學(xué)生的成就感與幸福感。項目拓展引導(dǎo)學(xué)生以發(fā)表感言的方式，暢談智能社會的發(fā)展前景。呈現(xiàn)智能交通、智能圖書館、智能餐廳等智能社會的場景，感受技術(shù)進步帶來的便捷，引導(dǎo)學(xué)生進一步認識到這些智能產(chǎn)品都可以通過“輸入-計算-輸出”這三個典型環(huán)節(jié)實現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，建設(shè)科技強國的動力。發(fā)表感言，暢談智能社會的發(fā)展前景。感受技術(shù)進步帶來的便捷，體驗知識服務(wù)于社會。激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，建設(shè)科技強國的動力。項目總結(jié)引導(dǎo)學(xué)生從參與者的角度暢談在項目學(xué)習(xí)過程中的收獲與感受。指導(dǎo)學(xué)生課后通過思維導(dǎo)圖工具對本節(jié)課學(xué)習(xí)的成果進行提煉和總結(jié)?？偨Y(jié)項目學(xué)習(xí)的主要過程，思考不足之處和改進措施。思考用數(shù)字化工具對學(xué)習(xí)成果進行總結(jié)。通過對學(xué)習(xí)過程的總結(jié)，讓學(xué)生學(xué)會提煉與升華，并用數(shù)字化學(xué)習(xí)工具呈現(xiàn)。提升核心素養(yǎng)。附：板書設(shè)計教學(xué)亮點本節(jié)課凸顯了學(xué)生主體，激發(fā)了課堂活力，在項目式學(xué)習(xí)模式下，采用多感官參與學(xué)習(xí)法和啟發(fā)性探究學(xué)習(xí)法達成知識的建構(gòu)。項目學(xué)習(xí)過程中，通過設(shè)置層級任務(wù)，深度訓(xùn)練思維，聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)的有效落地。整節(jié)課旨在通過對智能燈的編程控制學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生建設(shè)科技強國的動力。教學(xué)評價設(shè)計本項目學(xué)習(xí)采取過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式進行，過程性評價貫穿整個教學(xué)過程。教學(xué)評價以《學(xué)習(xí)評價表》《作品自評表》為載體，每節(jié)