第4章 創(chuàng)意制作-機(jī)器人入門 第3節(jié) 抽獎盒子-控制舵機(jī)　教學(xué)實錄　2023-2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊

第4章創(chuàng)意制作——機(jī)器人入門第3節(jié)抽獎盒子——控制舵機(jī)教學(xué)實錄2023—2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊一、課程基本信息

1.課程名稱：初中信息技術(shù)第二冊

2.教學(xué)年級和班級：2023—2024學(xué)年河大版初中二年級

3.授課時間：2023年10月15日

4.教學(xué)時數(shù)：1課時

本節(jié)課內(nèi)容為第4章創(chuàng)意制作——機(jī)器人入門第3節(jié)抽獎盒子——控制舵機(jī)。本節(jié)課主要講解如何使用Arduino控制器控制舵機(jī)，讓學(xué)生動手實踐，制作一個可以控制舵機(jī)旋轉(zhuǎn)的抽獎盒子。課程內(nèi)容涵蓋舵機(jī)的原理、控制舵機(jī)的方法以及抽獎盒子的制作步驟。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

1.理解舵機(jī)的工作原理和Arduino控制舵機(jī)的基本方法。

2.培養(yǎng)動手實踐能力，通過制作抽獎盒子，提升解決問題的能力。

3.發(fā)展邏輯思維和創(chuàng)新能力，在編程過程中學(xué)會調(diào)試和優(yōu)化程序。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是舵機(jī)的控制原理和Arduino編程。具體細(xì)節(jié)如下：

-掌握舵機(jī)的定義、結(jié)構(gòu)及其工作原理，例如舵機(jī)內(nèi)部的反饋系統(tǒng)如何確保其精確轉(zhuǎn)動到指定角度。

-學(xué)習(xí)ArduinoIDE的使用，以及如何編寫程序來控制舵機(jī)。例如，通過編寫代碼使舵機(jī)旋轉(zhuǎn)到特定角度，并在不同的角度間進(jìn)行切換。

2.教學(xué)難點(diǎn)

本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)主要在于舵機(jī)控制的編程實現(xiàn)和抽獎盒子的實際制作。具體細(xì)節(jié)如下：

-理解舵機(jī)控制代碼中的數(shù)學(xué)邏輯，例如在編寫舵機(jī)旋轉(zhuǎn)到特定角度的代碼時，如何正確使用PWM（脈沖寬度調(diào)制）信號來控制舵機(jī)。

-難點(diǎn)示例：學(xué)生可能難以理解PWM信號與舵機(jī)角度之間的對應(yīng)關(guān)系，以及如何通過調(diào)整PWM信號的占空比來改變舵機(jī)的角度。

-抽獎盒子的實際制作過程中，如何確保舵機(jī)的安裝穩(wěn)固、響應(yīng)準(zhǔn)確，以及如何處理舵機(jī)與Arduino之間的接線問題。

-難點(diǎn)示例：學(xué)生在安裝舵機(jī)時可能會遇到舵機(jī)固定不牢固的問題，或者在編寫控制舵機(jī)的程序時，可能會遇到舵機(jī)響應(yīng)不準(zhǔn)確，需要通過調(diào)試代碼和硬件連接來解決。四、教學(xué)資源

-硬件資源：Arduino控制器、舵機(jī)、抽獎盒子模型、連接線、螺絲刀、扳手等工具。

-軟件資源：ArduinoIDE編程軟件、教學(xué)PPT。

-課程平臺：學(xué)校信息技術(shù)實驗室。

-信息化資源：教學(xué)視頻、在線編程練習(xí)平臺。

-教學(xué)手段：小組合作、問題驅(qū)動、現(xiàn)場演示、編程實操。五、教學(xué)過程設(shè)計

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-展示創(chuàng)意制作的實例圖片或視頻，如智能機(jī)器人的應(yīng)用場景，引發(fā)學(xué)生對機(jī)器人制作的興趣。

-提問：你們對機(jī)器人有哪些了解？它們在生活中有哪些應(yīng)用？引出本節(jié)課的主題——抽獎盒子的制作。

2.新知學(xué)習(xí)（20分鐘）

-理論講解：介紹舵機(jī)的概念、工作原理以及舵機(jī)在機(jī)器人制作中的應(yīng)用。

-實操演示：現(xiàn)場演示如何使用Arduino控制舵機(jī)旋轉(zhuǎn)，展示舵機(jī)控制代碼的編寫和上傳過程。

-編程練習(xí)：指導(dǎo)學(xué)生使用ArduinoIDE，編寫控制舵機(jī)旋轉(zhuǎn)到特定角度的代碼，并上傳到Arduino控制器。

-故障排查：引導(dǎo)學(xué)生思考并解決編程過程中可能出現(xiàn)的問題，如代碼錯誤、舵機(jī)響應(yīng)不準(zhǔn)確等。

3.互動討論（10分鐘）

-小組合作：分組討論如何將舵機(jī)應(yīng)用于抽獎盒子的制作，包括舵機(jī)的安裝位置、控制方式等。

-設(shè)計規(guī)劃：每組設(shè)計一個抽獎盒子的初步方案，包括舵機(jī)控制抽獎盒子的開啟和關(guān)閉。

4.實踐應(yīng)用（15分鐘）

-制作抽獎盒子：每組根據(jù)設(shè)計方案，動手制作抽獎盒子，安裝舵機(jī)并連接到Arduino控制器。

-編程調(diào)試：編寫程序控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)抽獎盒子的開啟和關(guān)閉功能。

-功能測試：對制作完成的抽獎盒子進(jìn)行功能測試，確保舵機(jī)控制準(zhǔn)確無誤。

5.總結(jié)與反思（5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)舵機(jī)控制技術(shù)在創(chuàng)意制作中的重要性。

-鼓勵學(xué)生分享制作過程中的心得體會，提出改進(jìn)意見和建議。

-布置作業(yè)：要求學(xué)生根據(jù)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，設(shè)計一個更加復(fù)雜的機(jī)器人控制項目，下節(jié)課進(jìn)行分享。六、教學(xué)反思與改進(jìn)

1.教學(xué)反思：學(xué)生在舵機(jī)控制編程方面遇到較多困難，對PWM信號的理解不夠深入，導(dǎo)致舵機(jī)控制效果不理想。

2.教學(xué)改進(jìn)：增加舵機(jī)控制原理的講解時間，通過更直觀的圖示和示例代碼幫助學(xué)生理解PWM信號與舵機(jī)角度的關(guān)系；在實踐環(huán)節(jié)，提供更詳細(xì)的步驟指導(dǎo)和常見問題解決方案，以便學(xué)生更好地掌握舵機(jī)控制技術(shù)。七、教學(xué)資源與支持

-多媒體資源：

-圖片素材：展示不同類型的機(jī)器人，包括使用舵機(jī)的實例，用于導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生興趣。

-視頻素材：播放Arduino控制舵機(jī)的操作演示視頻，幫助學(xué)生直觀理解舵機(jī)的控制原理和編程過程。

-音頻素材：用于輔助教學(xué)，如播放舵機(jī)控制的相關(guān)音頻講解，增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶。

-閱讀材料：

-教學(xué)文章：提供有關(guān)舵機(jī)工作原理和應(yīng)用的教學(xué)文章，讓學(xué)生在課前預(yù)習(xí)，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-技術(shù)文檔：提供Arduino和舵機(jī)相關(guān)的技術(shù)文檔，供學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)參考。

-實踐工具：

-編程軟件：安裝ArduinoIDE編程軟件，供學(xué)生編寫和上傳程序。

-硬件工具：準(zhǔn)備Arduino控制器、舵機(jī)、連接線、抽獎盒子模型等，供學(xué)生動手實踐使用。

-制作指南：提供詳細(xì)的抽獎盒子制作指南，包括舵機(jī)的安裝、接線以及編程步驟。

-測試記錄表：提供測試記錄表，讓學(xué)生記錄舵機(jī)控制抽獎盒子的測試結(jié)果，以便于分析和優(yōu)化。

-在線資源：

-編程練習(xí)平臺：提供在線編程練習(xí)平臺，讓學(xué)生在課后進(jìn)行自我練習(xí)和鞏固。

-技術(shù)論壇：推薦學(xué)生參與技術(shù)論壇，以便于學(xué)生之間交流問題和分享經(jīng)驗。

-輔導(dǎo)資料：

-課后練習(xí)冊：提供課后練習(xí)冊，包含舵機(jī)控制的相關(guān)練習(xí)題，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和加深理解。

-常見問題解答：整理一份常見問題解答資料，包括編程錯誤、硬件故障等問題，方便學(xué)生自助解決遇到的問題。

-教學(xué)支持：

-實驗室支持：確保學(xué)校信息技術(shù)實驗室的正常運(yùn)行，提供必要的技術(shù)支持。

-教師指導(dǎo)：教師在課堂上提供及時的技術(shù)指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決實踐過程中遇到的問題。

-學(xué)習(xí)小組：鼓勵學(xué)生組建學(xué)習(xí)小組，通過團(tuán)隊合作，共同解決問題，提高學(xué)習(xí)效率。八、作業(yè)布置與反饋

作業(yè)布置：

1.編程作業(yè)：要求學(xué)生根據(jù)課堂上學(xué)習(xí)的舵機(jī)控制知識，編寫一個Arduino程序，實現(xiàn)對舵機(jī)的連續(xù)旋轉(zhuǎn)控制，包括正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，并記錄下編程過程中遇到的問題及解決方法。

2.實踐作業(yè)：每組學(xué)生根據(jù)本節(jié)課制作的抽獎盒子，進(jìn)一步完善其功能，例如增加燈光效果或者使用多個舵機(jī)來控制盒子的不同部分，并撰寫一份制作報告，詳細(xì)描述改進(jìn)過程和最終效果。

3.研究作業(yè)：學(xué)生需要查閱相關(guān)資料，了解舵機(jī)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，并寫一篇短文，介紹舵機(jī)的至少三種不同應(yīng)用場景及其原理。

作業(yè)反饋：

1.編程作業(yè)反饋：

-檢查學(xué)生編寫的程序代碼，確保代碼的正確性和功能的完整性。

-針對代碼中存在的問題，提供具體的修改建議，如邏輯錯誤、語法錯誤等。

-對學(xué)生記錄的問題及解決方法進(jìn)行評價，鼓勵學(xué)生的自主解決問題能力。

2.實踐作業(yè)反饋：

-評估每組學(xué)生的抽獎盒子功能完善情況，對新增功能的創(chuàng)意和技術(shù)實現(xiàn)進(jìn)行評價。

-檢查制作報告的完整性，確保報告包含制