第一單元第二課《亮度可調(diào)的燈》教學(xué)設(shè)計(jì)　2023-2024學(xué)年龍教版（2018）初中信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)

第一單元第二課《亮度可調(diào)的燈》教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年龍教版（2018）初中信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂弧⒄n程基本信息1.課程名稱：《亮度可調(diào)的燈》教學(xué)設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：初中信息技術(shù)七年級(jí)下冊(cè)

3.授課時(shí)間：2023年11月10日

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)在日常生活和未來學(xué)習(xí)中的應(yīng)用有初步的認(rèn)識(shí)，提高對(duì)信息技術(shù)的敏感度和創(chuàng)新意識(shí)。

2.計(jì)算思維：通過分析亮度可調(diào)燈的工作原理，鍛煉學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用編程知識(shí)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)亮度可調(diào)的燈，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

4.信息社會(huì)責(zé)任：使學(xué)生理解信息技術(shù)在生活中的作用，樹立正確的信息倫理觀念，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解亮度可調(diào)燈的工作原理，包括電路圖的分析和元器件的作用。

②掌握編程語言的基本語法，能夠編寫控制LED燈亮度的程序。

③學(xué)會(huì)使用編程軟件，將程序上傳至Arduino板，實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換過程，以及如何通過編程來模擬這種轉(zhuǎn)換。

②分析并解決程序運(yùn)行中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，如語法錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤等。

③靈活運(yùn)用編程技巧，設(shè)計(jì)出既能實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)又能滿足實(shí)際應(yīng)用需求的程序。

④在實(shí)際操作中，正確連接電路，確保Arduino板與LED燈之間的信號(hào)傳輸無誤。四、教學(xué)資源-軟硬件資源：Arduino開發(fā)板、LED燈、電阻、面包板、連接線、電源供應(yīng)器。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，用于上傳教學(xué)課件和學(xué)生作業(yè)。

-信息化資源：在線編程教程、Arduino官方文檔、相關(guān)技術(shù)論壇和社區(qū)。

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、編程軟件操作演示、學(xué)生實(shí)踐操作指導(dǎo)、小組討論。五、教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】

同學(xué)們，大家好！今天我們來學(xué)習(xí)《亮度可調(diào)的燈》這一課。你們?cè)谏钪杏袥]有遇到需要調(diào)節(jié)燈光亮度的情況呢？比如，在閱讀時(shí)，我們可能需要調(diào)暗燈光，而在看電影時(shí)，又可能需要調(diào)亮燈光。今天，我們就來學(xué)習(xí)如何通過編程控制LED燈的亮度，實(shí)現(xiàn)這樣的功能。

【活動(dòng)一：理論講解】

1.首先，我會(huì)向同學(xué)們介紹LED燈的基本原理和特性，包括LED的工作原理、發(fā)光原理以及亮度調(diào)節(jié)的原理。

2.接著，我會(huì)講解Arduino開發(fā)板的基本組成和功能，包括其各個(gè)模塊的作用，如數(shù)字輸出、模擬輸入等。

3.然后，我會(huì)介紹如何使用編程語言編寫控制LED燈亮度的程序，包括變量定義、循環(huán)語句、條件語句等。

【活動(dòng)二：實(shí)踐操作】

1.在理論講解結(jié)束后，我會(huì)將同學(xué)們分成小組，每組發(fā)放一套Arduino開發(fā)板和LED燈等硬件設(shè)備。

2.我會(huì)指導(dǎo)同學(xué)們?nèi)绾未罱ê?jiǎn)單的電路，包括連接Arduino板、LED燈、電阻等元器件。

3.我會(huì)演示如何使用編程軟件編寫控制LED燈亮度的程序，并講解程序中的關(guān)鍵代碼和作用。

4.我會(huì)讓每個(gè)小組按照自己的設(shè)計(jì)方案，編寫并上傳程序，嘗試控制LED燈的亮度。

【活動(dòng)三：小組討論】

1.在同學(xué)們嘗試控制LED燈亮度后，我會(huì)組織小組討論，分享各自的編程經(jīng)驗(yàn)和遇到的問題。

2.我會(huì)引導(dǎo)同學(xué)們分析問題產(chǎn)生的原因，并提出解決方案。

3.我會(huì)鼓勵(lì)同學(xué)們互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

【活動(dòng)四：總結(jié)與拓展】

1.在小組討論結(jié)束后，我會(huì)對(duì)本次課程進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)亮度可調(diào)燈的工作原理、編程技巧和電路搭建方法。

2.我會(huì)鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)谡n后繼續(xù)探索，嘗試使用不同的編程方法或電路設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)功能。

3.我會(huì)布置課后作業(yè)，要求同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)具有亮度調(diào)節(jié)功能的智能燈控系統(tǒng)。

【教學(xué)反思】

在今后的教學(xué)中，我將繼續(xù)關(guān)注同學(xué)們的學(xué)習(xí)需求，提高課堂教學(xué)的趣味性和實(shí)用性，使同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中獲得更多的收獲。同時(shí)，我還會(huì)不斷豐富教學(xué)內(nèi)容，引入更多有趣的項(xiàng)目，激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的創(chuàng)新能力。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果

1.理解與掌握亮度可調(diào)燈的基本原理：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解LED燈的工作原理，包括其發(fā)光原理、亮度調(diào)節(jié)的原理，以及模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換過程。

2.編程技能的提升：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過編寫控制LED燈亮度的程序，提高了編程技能，掌握了編程語言的基本語法，如變量定義、循環(huán)語句、條件語句等。

3.實(shí)踐操作能力的增強(qiáng)：學(xué)生在實(shí)際操作中，學(xué)會(huì)了如何搭建電路，連接Arduino板、LED燈、電阻等元器件，并能夠?qū)⒊绦蛏蟼髦罙rduino板，實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)功能。

4.問題解決能力的培養(yǎng)：學(xué)生在遇到程序運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，能夠分析問題產(chǎn)生的原因，并嘗試不同的解決方案，從而提高了問題解決能力。

5.團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)的加強(qiáng)：在小組討論和合作中，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何與他人溝通、分享經(jīng)驗(yàn)，共同解決問題，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

6.創(chuàng)新能力的激發(fā)：學(xué)生在課后作業(yè)中，設(shè)計(jì)具有亮度調(diào)節(jié)功能的智能燈控系統(tǒng)，激發(fā)了他們的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

7.信息素養(yǎng)的提高：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用，提高了信息素養(yǎng)，樹立了正確的信息倫理觀念。

8.學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，將物理、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)等學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用，提高了跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力。

9.學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)：通過有趣的實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目，學(xué)生激發(fā)了學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣，為今后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。

10.自主學(xué)習(xí)能力的發(fā)展：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)會(huì)了自主學(xué)習(xí)，能夠獨(dú)立查找資料、解決問題，提高了自主學(xué)習(xí)能力。七、課后作業(yè)1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的亮度調(diào)節(jié)程序，要求能夠通過Arduino板控制LED燈的亮度，并使亮度能夠在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。

作業(yè)示例：編寫一個(gè)Arduino程序，使得LED燈的亮度能夠從最低調(diào)到最高，每秒鐘亮度增加或減少一定的量。

答案示例：

```cpp

intledPin=9;//定義LED燈連接的引腳

intbrightness=0;//初始化亮度值

intfadeAmount=5;//亮度變化的步長(zhǎng)

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置引腳為輸出模式

}

voidloop(){

analogWrite(ledPin,brightness);//設(shè)置LED燈的亮度

delay(30);//延時(shí)，以便觀察亮度變化

//根據(jù)fadeAmount增加或減少亮度

brightness=brightness+fadeAmount;

//如果亮度達(dá)到最大或最小值，反轉(zhuǎn)fadeAmount的符號(hào)

if(brightness<=0||brightness>=255){

fadeAmount=-fadeAmount;

}

}

```

2.修改上述程序，使得LED燈在亮度達(dá)到最大值后，能夠自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到最小亮度，并在最小亮度后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到最大亮度。

作業(yè)示例：修改Arduino程序，實(shí)現(xiàn)LED燈亮度在最大值和最小值之間循環(huán)。

答案示例（與上題類似，只需在`if`條件判斷中增加循環(huán)邏輯）：

```cpp

//...（省略部分代碼）

if(brightness<=0||brightness>=255){

fadeAmount=-fadeAmount;

}

//...（省略部分代碼）

```

3.設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使得LED燈的亮度隨外部輸入的模擬電壓值變化而變化。

作業(yè)示例：編寫一個(gè)Arduino程序，使用模擬輸入引腳讀取電壓值，并據(jù)此調(diào)整LED燈的亮度。

答案示例：

```cpp

intledPin=9;//定義LED燈連接的引腳

intanalogPin=A0;//定義模擬輸入引腳

intsensorValue=0;//存儲(chǔ)模擬輸入值

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置引腳為輸出模式

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(analogPin);//讀取模擬輸入值

analogWrite(ledPin,map(sensorValue,0,1023,0,255));//根據(jù)輸入值調(diào)整LED亮度

delay(100);//延時(shí)，以便觀察亮度變化

}

```

4.編寫一個(gè)程序，使得LED燈的亮度隨外部輸入的數(shù)字信號(hào)變化而變化。

作業(yè)示例：編寫一個(gè)Arduino程序，使用數(shù)字輸入引腳讀取開關(guān)狀態(tài)，并據(jù)此調(diào)整LED燈的亮度。

答案示例：

```cpp

intledPin=9;//定義LED燈連接的引腳

intbuttonPin=2;//定義按鈕連接的引腳

intbuttonState=0;//存儲(chǔ)按鈕狀態(tài)

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置引腳為輸出模式

pinMode(buttonPin,INPUT);//設(shè)置引腳為輸入模式

}

voidloop(){

buttonState=digitalRead(buttonPin);//讀取按鈕狀態(tài)

if(buttonState==HIGH){

analogWrite(ledPin,255);//按鈕按下時(shí)，LED燈全亮

}else{

analogWrite(ledPin,0);//按鈕未按下時(shí)，LED燈熄滅

}

}

```

5.設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使得LED燈的亮度隨時(shí)間變化，并在特定時(shí)間點(diǎn)切換到不同的亮度模式。

作業(yè)示例：編寫一個(gè)Arduino程序，使用`millis()`函數(shù)記錄時(shí)間，并根據(jù)時(shí)間來調(diào)整LED燈的亮度，達(dá)到不同的亮度模式。

答案示例：

```cpp

intledPin=9;//定義LED燈連接的引腳

unsignedlongpreviousMillis=0;//上次改變亮度的時(shí)刻

constlonginterval=1000;//亮度變化的時(shí)間間隔

intbrightness=0;//初始化亮度值

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置引腳為輸出模式

}

voidloop(){

unsignedlongcurrentMillis=millis();

if(currentMillis-previousMillis>=interval){

previousMillis=currentMillis;//保存下一次改變亮度的時(shí)刻

//根據(jù)當(dāng)前時(shí)間調(diào)整亮度

if(brightness<=128){

brightness=brightness+2;//亮度逐漸增加

}else{

brightness=0;//亮度達(dá)到最大值后重置

}

analogWrite(ledPin,brightness);//設(shè)置LED燈的亮度

}

}

```八、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

為了鞏固本節(jié)課所學(xué)的亮度可調(diào)燈的編程知識(shí)，以下布置了以下作業(yè)：

1.完成課后練習(xí)題，包括設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的亮度調(diào)節(jié)程序，并實(shí)現(xiàn)亮度在最大值和最小值之間循環(huán)的復(fù)雜程序。

2.編寫一個(gè)Arduino程序，使得LED燈的亮度隨外部輸入的模擬電壓值變化而變化，并繪制一個(gè)簡(jiǎn)單的圖表來展示亮度變化趨勢(shì)。

3.設(shè)計(jì)一個(gè)程序，使得LED燈的亮度隨外部輸入的數(shù)字信號(hào)變化而變化，并使用按鈕來控制LED燈的開關(guān)。

4.編寫一個(gè)程序，使得LED燈的亮度隨時(shí)間變化，并在特定時(shí)間點(diǎn)切換到不同的亮度模式，例如在白天和夜晚使用不同的亮度設(shè)置。

5.制作一個(gè)簡(jiǎn)單的演示項(xiàng)目，將上述程序整合到Arduino板上，并展示給同學(xué)或家人，說明其功能和操作方法。

作業(yè)反饋：

1.及時(shí)批改：在學(xué)生提交作業(yè)后，我會(huì)盡快進(jìn)行批改，確保每個(gè)學(xué)生都能及時(shí)收到反饋。

2.詳細(xì)反饋：在批改作業(yè)時(shí)，我會(huì)仔細(xì)檢查學(xué)生的程序代碼，包括語法錯(cuò)誤、邏輯錯(cuò)誤和代碼可讀性等方面。

3.問題指出：對(duì)于作業(yè)中的錯(cuò)誤，我會(huì)具體指出問題所在，并說明正確的方法或代碼。

4.改進(jìn)建議：針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤，我會(huì)給出改進(jìn)建議，幫助學(xué)生理解并改正錯(cuò)誤。

5.鼓勵(lì)創(chuàng)新：對(duì)于表現(xiàn)良好的學(xué)生，我會(huì)給予表揚(yáng)，并鼓勵(lì)他們?cè)谠谢A(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。

6.集體反饋：在課堂上，我會(huì)對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行集體反饋，讓學(xué)生了解自己的不足和改進(jìn)方向。

7.個(gè)別輔導(dǎo)：對(duì)于作業(yè)中遇到困難的學(xué)生，我會(huì)提供個(gè)別輔導(dǎo)，幫助他們克服學(xué)習(xí)中的障礙。

8.定期回顧：在下一節(jié)課的開始，我會(huì)回顧上節(jié)課的作業(yè)情況，讓學(xué)生知道自己的進(jìn)步和需要繼續(xù)努力的地方。教學(xué)反思與總結(jié)哎呀，這節(jié)課上完了我得好好反思一下。咱們這節(jié)課是關(guān)于《亮度可調(diào)的燈》，說實(shí)話，我挺滿意的，但也發(fā)現(xiàn)了一些可以改進(jìn)的地方。

首先，我覺得我在教學(xué)方法上做得還不錯(cuò)。我盡量讓同學(xué)們參與到實(shí)際操作中來，比如搭建電路、編寫程序，這樣他們學(xué)得更有興趣。我注意到，當(dāng)同學(xué)們親自