2.6小型信息系統(tǒng)的組建教學(xué)設(shè)計(jì)20232024學(xué)年教科版高中信息技術(shù)必修2

小型信息系統(tǒng)的組建（必修二）江蘇省淮安中學(xué)陳燕[項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)]在之前的課程中學(xué)生已了解信息系統(tǒng)的組成和功能，且傳感器的應(yīng)用存在于我們生活的方方面面，為我們的工作和生活帶來(lái)了極大的便利。本項(xiàng)目為自主設(shè)計(jì)案例，共制定了“按鍵控制LED系統(tǒng)”、“流水燈系統(tǒng)”、“人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)”和“超聲波測(cè)距系統(tǒng)”四個(gè)小實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生分組組建小型信息系統(tǒng)。旨在體驗(yàn)傳感器的工作機(jī)制和信息系統(tǒng)的工作流程，了解簡(jiǎn)單系統(tǒng)和智能系統(tǒng)間的區(qū)別，樹(shù)立學(xué)生設(shè)計(jì)智能化信息系統(tǒng)解決問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)，期待他們將來(lái)設(shè)計(jì)出更加具有時(shí)代特色的迭代產(chǎn)品。[項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)]1、體驗(yàn)和理解信息系統(tǒng)的工作流程2、理解傳感系統(tǒng)的組成和工作原理3、感受簡(jiǎn)單信息系統(tǒng)與智能信息系統(tǒng)的區(qū)別教學(xué)重點(diǎn)：體驗(yàn)和理解信息系統(tǒng)的工作流程及傳感器的使用。教學(xué)難點(diǎn)：感受和了解簡(jiǎn)單信息系統(tǒng)與智能信息系統(tǒng)。[項(xiàng)目概述]本項(xiàng)目涉及的實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)際用到Arduino相關(guān)的知識(shí)，而學(xué)生對(duì)于這一塊知識(shí)完全是空白的，所以在課堂上給學(xué)生補(bǔ)充了Arduino的硬件和軟件使用的相關(guān)知識(shí)，為后面實(shí)驗(yàn)做鋪墊。項(xiàng)目在設(shè)計(jì)的時(shí)候選擇由淺到深，首先提供代碼完成一個(gè)比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)搭建，后面再讓小組選擇自己感興趣的系統(tǒng)組件，代碼由小組成員錄入。小組的自主探究的過(guò)程中充分體驗(yàn)了小型信息系統(tǒng)的組建過(guò)程。[實(shí)施策略]結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，課堂主要采用問(wèn)題導(dǎo)入，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，自主探究、小組合作等策略激發(fā)學(xué)生的興趣，尤其是展示了一些做成功的視頻，讓學(xué)生更加積極的投入到系統(tǒng)的組建實(shí)驗(yàn)中去。[教學(xué)準(zhǔn)備]1、硬件環(huán)境：網(wǎng)絡(luò)機(jī)房、Arduino主板及系統(tǒng)所需模塊2、學(xué)習(xí)工具：ArduinoIDE3、教學(xué)資源：PPT課件[課時(shí)安排]1課時(shí)[教學(xué)過(guò)程]一、項(xiàng)目引入展示兩幅圖片，讓學(xué)生想一想這兩幅圖分別用了什么系統(tǒng)？設(shè)計(jì)意圖：用生活中的實(shí)例引入人體紅外感應(yīng)器和超聲波感應(yīng)器，為后面的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目做鋪墊。二、項(xiàng)目分析，新知探究介紹幾個(gè)小型信息系統(tǒng)的名稱(chēng)，并展示其中一個(gè)項(xiàng)目。活動(dòng)1：了解什么是信息系統(tǒng)？什么是Arduino？信息系統(tǒng)、傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器和開(kāi)源硬件Arduino設(shè)計(jì)意圖：教師講解和學(xué)生自主學(xué)習(xí)，初步了解相關(guān)系統(tǒng)軟硬件環(huán)境。播放Arduino相關(guān)知識(shí)視頻設(shè)計(jì)意圖：整段視頻的介紹與電腦進(jìn)行類(lèi)比，通俗易懂，為后面組建系統(tǒng)做了完美的鋪墊三、項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)2：小試牛刀——項(xiàng)目一：按鍵控制LED燈系統(tǒng)播放事先錄好的按鍵控制LED燈系統(tǒng)視頻，先介紹系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能，再提醒學(xué)生電路安裝的時(shí)候注意事項(xiàng)，并對(duì)小組分工和項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)行指導(dǎo)。設(shè)計(jì)意圖：此設(shè)計(jì)的比較簡(jiǎn)單，并提供代碼給學(xué)生操作，主要是讓小組先適應(yīng)分工，然后讓初步認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)組建的過(guò)程?；顒?dòng)3：分析項(xiàng)目一實(shí)施中的問(wèn)題項(xiàng)目一實(shí)施過(guò)程中的問(wèn)題分析，主要有1、電路連接接觸不良，2、在程序編譯和燒錄之前要選擇Arduino板子的型號(hào)和正確的端口分析“按鍵控制LED燈系統(tǒng)”的各項(xiàng)功能設(shè)計(jì)意圖：解釋和分析學(xué)生在搭建過(guò)程中的問(wèn)題避免在后面的項(xiàng)目中出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題，分析“按鍵控制LED燈系統(tǒng)”的各項(xiàng)功能可以讓學(xué)生后面自己完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告?；顒?dòng)4：自選項(xiàng)目搭建探索展示實(shí)現(xiàn)錄好的“流水燈系統(tǒng)”、“人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)”和“超聲波測(cè)距系統(tǒng)”，讓項(xiàng)目一先完成的小組選擇喜歡的項(xiàng)目，沒(méi)完成項(xiàng)目一的繼續(xù)完成項(xiàng)目一。各種提醒在PPT中已經(jīng)展示，實(shí)驗(yàn)器材明確，代碼也給出截圖由小組成員自行輸入，并分發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告給小組。超聲波測(cè)距連接示意圖人體感應(yīng)燈連接示意圖流水燈連接示意圖設(shè)計(jì)意圖：在完成項(xiàng)目一的基礎(chǔ)上，推進(jìn)了更復(fù)雜一點(diǎn)的信息系統(tǒng)，有智能系統(tǒng)也有簡(jiǎn)單系統(tǒng)，讓學(xué)生有更豐富的體驗(yàn)。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)主張將知識(shí)與技能置于真實(shí)、生動(dòng)的情境中，三個(gè)自選項(xiàng)目在生活中都比較常見(jiàn)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行自主和合作探究，項(xiàng)目兼具了可操作性和擴(kuò)展性。不同的任務(wù)，引導(dǎo)和激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生思維碰撞。四、項(xiàng)目展示與評(píng)價(jià)1、分享環(huán)節(jié)：項(xiàng)目一第一個(gè)完成的小組拿出來(lái)展示給同學(xué)們看最終的效果。項(xiàng)目二完成的小組讓全班同學(xué)去體驗(yàn)，預(yù)計(jì)“超聲波測(cè)距”會(huì)是第一個(gè)完成的項(xiàng)目。評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)：小組完成后先對(duì)自己小組的項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要是完成情況，過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及采取什么改進(jìn)措施。項(xiàng)目操作實(shí)際是“超聲波測(cè)距”完成速度比較快，沒(méi)有什么問(wèn)題，學(xué)生期待能像倒車(chē)?yán)走_(dá)一樣實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警?！傲魉疅簟表?xiàng)目第二個(gè)完成，過(guò)程中的主要問(wèn)題是引腳太細(xì)容易接觸不良?！叭梭w感應(yīng)燈”項(xiàng)目由于電路連接比較復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。[教學(xué)反思]本案例中涉及的內(nèi)容多且有一定的難度，學(xué)生第一次嘗試在課上要搭建電路，用從沒(méi)接觸過(guò)的ArduinoIDE書(shū)寫(xiě)和調(diào)試程序很不容易，因此本節(jié)課在項(xiàng)目安排上由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，讓學(xué)生保持興趣繼續(xù)探究，在自選系統(tǒng)項(xiàng)目完成時(shí)指導(dǎo)小組內(nèi)成員分