Arduino編程控制與應用 教案- 課程設計 3-5 完成模擬輸入與輸出功能的實現(xiàn)

《Arduino編程控制與應用》教案能力模塊三掌握Arduino文本編程的應用任務五完成模擬輸入與輸出功能的實現(xiàn)教學信息總課時5理論課時1實操課時4實訓場地教學目標知識與技能了解Arduino的模擬信號。了解Arduino的模擬輸入功能實現(xiàn)。了解Arduino的模擬輸出功能實現(xiàn)。能正確上傳程序?qū)崿F(xiàn)LED亮度調(diào)節(jié)。能正確上傳程序?qū)崿F(xiàn)模擬輸出。能正確上傳程序?qū)崿F(xiàn)模擬輸出與呼吸燈。能正確上傳程序?qū)崿F(xiàn)模擬輸入讀取。過程與方法具備從多途徑的信息源中檢索專業(yè)知識的能力。獲得分析問題和解決問題的一些基本方法。通過體驗解決問題方法的多樣性，發(fā)展創(chuàng)新意識。充分運用所學的知識解決簡單的實訓問題，具備較強的應用意識和實踐能力。積極主動與小組成員交流、討論學習成果，取長補短，完成自我提升。情感、態(tài)度和價值觀參考國家標準與企業(yè)標準，規(guī)范操作流程，使學生養(yǎng)成專業(yè)、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。通過小組分工合作的模式，使學生具備勇于表達、樂于傾聽、互幫互助的團隊協(xié)作精神。在完成引導問題的過程中，培養(yǎng)學生形成善于思考創(chuàng)新、敢于反思改進的學習習慣。在完成基于工作崗位的任務中，樹立良好的職業(yè)道德，尊重他人勞動，不竊取他人成果。加強7S現(xiàn)場管理意識。資源配備設備聯(lián)網(wǎng)的電腦、鍵盤、鼠標教學資源活頁式教材（含微課、動畫）、實訓指導書、課件、案例、習題示范操作多媒體演示、實物演示。教法采用講授法、案例教學法、情景教學法、討論法、觀摩教學法、任務驅(qū)動式教學法。整個教學環(huán)節(jié)按照“明確任務—獲取信息—制定計劃—做出決策—實施計劃—成果匯報與評價—拓展認知”六步法來組織教學。學法合作學習法、自主學習法等。教學重點了解Arduino的模擬輸出功能實現(xiàn)教學難點能正確上傳程序?qū)崿F(xiàn)模擬輸入讀取備注教學過程教學環(huán)節(jié)時長（分鐘）教學內(nèi)容教師活動學生活動明確任務10任務導入：通過模擬輸出、LED亮度調(diào)節(jié)、模擬輸出與呼吸燈、模擬輸入讀取，從而實現(xiàn)模擬輸入與輸出功能。具體效果如下：1.通過調(diào)節(jié)流水燈多功能擴展板上的可調(diào)電阻改變A0引腳的電壓，并在串口監(jiān)視器中打印出A0引腳的電壓模擬值。2.通過11號引腳輸出模擬量，改變模擬量的大小，流水燈多功能擴展板的11號LED燈呈現(xiàn)不用的亮度。3.流水燈多功能擴展板的11號LED燈從暗逐漸變亮，然后再逐漸變暗，不斷循環(huán)。帶領學生了解和分析工作任務的內(nèi)容，輔導學生明確勝任該工作任務應該掌握的內(nèi)容及應該達到的要求。了解工作任務的內(nèi)容及要求，主動思考如何完成該工作任務，樹立起崗位責任。5任務分組：將分組情況填寫至學生任務分配表中。根據(jù)工作任務所需的工作要求，兼顧學生的學習能力、性格和態(tài)度等個體差異，以自愿為原則，組建學生學習小組和各組小組長。1.根據(jù)老師的引導組建學習小組。2.根據(jù)工作任務，小組長引導小組成員做初步的任務分工。獲取信息35引導問題：模擬信號是什么？

。在Arduino中，我們常用什么來表示模擬信號？

。查閱相關資料，了解實現(xiàn)模擬輸入與輸出功能需要用到的函數(shù)，填寫下方表格。

analogReference函數(shù)的作用是配置模擬輸入輸出端口的

。獲取該端口的參考數(shù)值后，根據(jù)參考數(shù)值將模擬值轉(zhuǎn)換為0-1023。analogReference函數(shù)其調(diào)用形式為：“analogReference（type）”查閱相關資料，了解參數(shù)type的選項，并填寫下方表格。

查閱相關資料，了解脈沖寬度調(diào)制方式，寫出工作原理及主要特點。

工作原理：

。

主要特點：

?？梢愿淖兏淖兡M輸入，模擬輸入的值的理論范圍是

，模擬輸出電壓值范圍是

。以活頁式教材、微課、動畫、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，通過知識講解，引導學生獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。從信息源（包括但不限于“知識點提示”）中，主動思考和學習完成任務所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能，通過老師的講解全面掌握專業(yè)知識和技能。制定計劃25掃描二維碼觀看模擬輸入與輸出功能實現(xiàn)實訓視頻，并結合獲取到的相關信息、前面所學習到的知識及小組討論的結果，制定工作方案。輔導學生制定詳細的任務實施計劃和合理有效的分工。在老師的輔導下，學生小組長帶領小組成員制定詳細的規(guī)劃，并進行合理有效的分工。做出決策15各組派代表闡述資料查詢結果。各組就各自的查詢結果進行交流，并分享技巧。教師結合各組完成的情況進行點評，選出最佳方案。組織各組測試方案的展示與討論，做出點評并引導制定出最佳方案。各小組組長闡述測試的方案，各組成員積極參與課堂討論，在老師的點評和輔導下選出最佳方案。實施計劃85獨立完成模擬輸入與輸出功能，并完成課程對應工單。根據(jù)知識點內(nèi)容進行拓展訓練，并填寫課程對應工單。1.以活頁式教材、實訓指導書、課件為主要媒介，按照“引導問題”的排序，講解核心知識點。2.進行必要的操作示范；在學生操作過程中全場巡視，及時發(fā)現(xiàn)問題并解決；監(jiān)督各個小組分工情況，確保每個小組成員都能基于工作過程進行完整的測試訓練。以此，引導學生親歷工作過程、獲得工作過程知識、實現(xiàn)有效學習、學會如何工作。3.加強對教學環(huán)境的管理，引導學生必須按照規(guī)程安全文明操作，做好巡視監(jiān)督，做好安全與健康防范預案。1.課前，根據(jù)“引導問題”主動思考和學習完成任務所需的專業(yè)知識和專業(yè)技能。2.課中，通過老師的講解、操作示范以及與小組成員的團隊協(xié)作完成團隊工作任務，個人也進行完整的任務實訓，切實、全面掌握專業(yè)知識和技能。3.牢記安全規(guī)范，養(yǎng)成安全意識。引導問題：測試結束后，應該如何進行工位清理？引導學生進行“7S”現(xiàn)場管理。按要求規(guī)范執(zhí)行“7S”現(xiàn)場管理。任務總結35完成模擬輸入與輸出功能實現(xiàn)實訓的對應工單及引導問題，各個小組針對實際的操作過程和最終完成情況，進行任務總結。要求學生以PPT為載體進行任務總結，內(nèi)容包括但不限于操作過程中的失敗與成長、收獲與建議，小組成員分工的合理與否。按照老師要求，各個小組長制定總結PPT的完成計劃，包括總結思路的確定、總結內(nèi)容梳理、PPT制作、等小組成員分工，時間安排等。成果匯報與評價30各組小組長進行任務總結的PPT匯報，匯報結束后以小組為單位完成綜合評價表的小組評價，老師完成綜合評價表的教師評價部分，并進行課堂現(xiàn)場點評和總結。通過檢查每個小組操作完成的實際情況、聆聽各個小組長的展示匯報，老師評估學生學習目標的達成情況，并做出老師評價，對完成優(yōu)秀的小組給予激勵，對完成良好及以下的小組給出個