2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程 第9課 LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)-教學(xué)設(shè)計(jì)

2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程第9課LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)-教學(xué)設(shè)計(jì)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2023-2024學(xué)年天津市中小學(xué)生mixly創(chuàng)意編程第9課LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)-教學(xué)設(shè)計(jì)課程基本信息1.課程名稱：mixly創(chuàng)意編程

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：八年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2023年11月15日上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，通過編程實(shí)踐，提升邏輯推理和問題解決能力。

2.增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)中發(fā)揮想象力，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)。

3.提高學(xué)生的信息意識(shí)，使學(xué)生理解編程在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)信息素養(yǎng)。

4.培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，通過小組討論和協(xié)作，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。學(xué)情分析八年級(jí)的學(xué)生在知識(shí)層面已經(jīng)具備了一定的編程基礎(chǔ)，對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息技術(shù)有一定的了解。在能力方面，學(xué)生的邏輯思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力有所提升，但個(gè)體差異較大。部分學(xué)生能夠熟練使用編程軟件進(jìn)行基礎(chǔ)編程，而另一些學(xué)生則可能對(duì)編程概念較為陌生。

在素質(zhì)方面，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力有待提高。在LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)這一課程中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這對(duì)他們的創(chuàng)新思維提出了挑戰(zhàn)。此外，團(tuán)隊(duì)合作在項(xiàng)目實(shí)施過程中至關(guān)重要，學(xué)生需要學(xué)會(huì)與他人溝通、協(xié)作，共同完成任務(wù)。

行為習(xí)慣上，部分學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出注意力不集中、參與度不高的情況，這可能影響他們對(duì)編程學(xué)習(xí)的興趣和積極性。同時(shí)，部分學(xué)生可能存在過度依賴教師指導(dǎo)的現(xiàn)象，缺乏自主學(xué)習(xí)的能力。

綜合以上分析，本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮學(xué)生的個(gè)體差異，通過趣味性的教學(xué)活動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力，以適應(yīng)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的行為習(xí)慣，引導(dǎo)他們養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高課堂參與度，為后續(xù)編程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合案例研究，講解LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)的基本原理和編程技巧。

2.設(shè)計(jì)小組合作項(xiàng)目，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)際操作，將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

3.利用互動(dòng)式游戲，如編程挑戰(zhàn)賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高編程技能。

4.結(jié)合多媒體教學(xué)，展示LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)的實(shí)際案例，幫助學(xué)生理解抽象概念。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（1）教師：同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)mixly創(chuàng)意編程的第9課，LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)。你們對(duì)LED燈有什么了解？在日常生活中，你們有沒有見過LED燈的應(yīng)用？

（2）學(xué)生：LED燈是一種發(fā)光二極管，廣泛應(yīng)用于照明、顯示屏等領(lǐng)域。

二、新課導(dǎo)入

（1）教師：很好，那么今天我們就來學(xué)習(xí)如何用mixly編程控制LED燈，讓它按照我們的想法閃爍。首先，我們需要了解LED燈的工作原理。

（2）學(xué)生：LED燈通過電流激發(fā)半導(dǎo)體材料發(fā)光，控制電流的大小可以改變LED燈的亮度。

三、教學(xué)活動(dòng)一：LED燈基礎(chǔ)知識(shí)

（1）教師：接下來，我們通過mixly軟件來學(xué)習(xí)如何控制LED燈。首先，請(qǐng)同學(xué)們打開mixly軟件，并新建一個(gè)項(xiàng)目。

（2）學(xué)生：打開mixly軟件，新建項(xiàng)目。

（3）教師：在mixly軟件中，我們可以看到很多模塊，比如控制模塊、顯示模塊、傳感器模塊等。今天我們要使用的是控制模塊，特別是LED控制模塊。

（4）學(xué)生：了解LED控制模塊的功能。

（5）教師：現(xiàn)在，我們來學(xué)習(xí)如何使用LED控制模塊來控制LED燈。首先，我們需要將LED燈連接到Arduino板上。

（6）學(xué)生：將LED燈連接到Arduino板。

（7）教師：接下來，我們編寫代碼來控制LED燈。請(qǐng)同學(xué)們跟我一起編寫以下代碼：

```

//設(shè)置LED燈連接的引腳

intledPin=13;

//設(shè)置LED燈的初始狀態(tài)為關(guān)閉

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

//主循環(huán)函數(shù)

voidloop(){

digitalWrite(ledPin,HIGH);//打開LED燈

delay(1000);//等待1秒

digitalWrite(ledPin,LOW);//關(guān)閉LED燈

delay(1000);//等待1秒

}

```

（8）學(xué)生：編寫代碼，上傳到Arduino板。

（9）教師：上傳代碼后，觀察LED燈的變化。如果LED燈按照預(yù)期閃爍，說明我們的代碼編寫正確。

四、教學(xué)活動(dòng)二：LED創(chuàng)意設(shè)計(jì)

（1）教師：現(xiàn)在我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何控制LED燈，接下來我們來發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)一個(gè)LED燈的閃爍模式。

（2）學(xué)生：思考如何設(shè)計(jì)一個(gè)有趣的閃爍模式。

（3）教師：請(qǐng)同學(xué)們分組討論，設(shè)計(jì)一個(gè)LED燈的閃爍模式，并嘗試編寫代碼實(shí)現(xiàn)。

（4）學(xué)生：分組討論，設(shè)計(jì)閃爍模式，編寫代碼。

（5）教師：請(qǐng)各小組展示他們的設(shè)計(jì)，并講解設(shè)計(jì)思路。

（6）學(xué)生：展示設(shè)計(jì)，講解設(shè)計(jì)思路。

五、課堂小結(jié)

（1）教師：今天我們學(xué)習(xí)了LED燈的控制和創(chuàng)意設(shè)計(jì)。通過學(xué)習(xí)，我們掌握了mixly編程控制LED燈的方法，并嘗試設(shè)計(jì)了自己的閃爍模式。

（2）學(xué)生：回顧今天所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)LED燈控制的關(guān)鍵步驟。

六、課后作業(yè)

（1）教師：請(qǐng)同學(xué)們課后嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)更加復(fù)雜的LED燈閃爍模式，并記錄下設(shè)計(jì)過程。

（2）學(xué)生：根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)復(fù)雜的LED燈閃爍模式，記錄設(shè)計(jì)過程。

七、教學(xué)反思

（1）教師：本節(jié)課通過實(shí)際操作和小組合作，讓學(xué)生掌握了LED燈的控制和創(chuàng)意設(shè)計(jì)。在教學(xué)過程中，我注意到部分學(xué)生對(duì)編程概念較為陌生，需要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)。

（2）學(xué)生：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我對(duì)LED燈的控制有了更深入的了解，同時(shí)也提高了自己的編程能力。在今后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)繼續(xù)努力，提高自己的編程水平。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-ArduinoUno開發(fā)板與LED燈連接的相關(guān)知識(shí)，包括不同顏色LED燈的工作原理和電壓要求。

-Mixly編程軟件的使用技巧，如模塊的使用、代碼的調(diào)試和上傳。

-常見的LED燈控制模式，如靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)掃描、閃爍效果等。

-LED燈在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用案例，如智能家居、廣告顯示屏、裝飾照明等。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以進(jìn)一步研究不同類型LED燈的特點(diǎn)和區(qū)別，例如LED燈的色溫、亮度等級(jí)等。

-鼓勵(lì)學(xué)生嘗試使用不同顏色的LED燈進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)，比如制作一個(gè)動(dòng)態(tài)彩虹燈。

-通過網(wǎng)絡(luò)資源，了解LED燈控制的高級(jí)技術(shù)，如PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制。

-引導(dǎo)學(xué)生探究如何利用LED燈進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，例如制作溫度計(jì)或心跳監(jiān)測(cè)器。

-組織學(xué)生參觀電子市場(chǎng)或科技館，實(shí)地觀察和學(xué)習(xí)LED燈的應(yīng)用和制作過程。

-推薦學(xué)生閱讀相關(guān)的科普書籍或在線教程，以加深對(duì)LED燈編程的理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加科技創(chuàng)新競(jìng)賽或?qū)W校組織的編程比賽，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目。

-安排學(xué)生進(jìn)行小組合作項(xiàng)目，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于LED燈的互動(dòng)裝置，如音樂反應(yīng)燈。

-通過網(wǎng)絡(luò)論壇或社交媒體，與學(xué)生分享他們的LED燈創(chuàng)意設(shè)計(jì)和編程經(jīng)驗(yàn)，互相學(xué)習(xí)和交流。

-在課堂之外，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行個(gè)人研究，探索LED燈在其他領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。課后作業(yè)1.實(shí)踐作業(yè)：

-設(shè)計(jì)一個(gè)LED燈的閃爍程序，要求LED燈按照以下順序閃爍：慢閃、快閃、閃爍停止。使用Mixly軟件編寫代碼，并將代碼上傳到Arduino板上進(jìn)行測(cè)試。

2.創(chuàng)意設(shè)計(jì)：

-設(shè)計(jì)一個(gè)LED燈的動(dòng)態(tài)圖案，如心形、星星等。使用Mixly軟件編寫代碼，實(shí)現(xiàn)LED燈按照設(shè)計(jì)圖案閃爍。

3.編程挑戰(zhàn)：

-編寫一個(gè)程序，使得LED燈在檢測(cè)到環(huán)境光暗淡時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮，環(huán)境光變亮?xí)r自動(dòng)熄滅。使用傳感器模塊和LED控制模塊編寫代碼。

4.應(yīng)用拓展：

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的交通信號(hào)燈程序，使用三個(gè)LED燈分別代表紅燈、黃燈和綠燈。根據(jù)Mixly軟件編寫代碼，實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈的切換。

5.互動(dòng)項(xiàng)目：

-設(shè)計(jì)一個(gè)互動(dòng)式的LED燈游戲，如猜數(shù)字游戲。當(dāng)玩家猜對(duì)數(shù)字時(shí)，LED燈會(huì)顯示相應(yīng)的圖案或顏色。使用Mixly軟件編寫代碼，實(shí)現(xiàn)游戲的邏輯。

答案示例：

1.實(shí)踐作業(yè)：

```cpp

intledPin=13;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(1000);

}

```

2.創(chuàng)意設(shè)計(jì)：

```cpp

intledPin1=2;

intledPin2=3;

intledPin3=4;

voidsetup(){

pinMode(ledPin1,OUTPUT);

pinMode(ledPin2,OUTPUT);

pinMode(ledPin3,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(ledPin1,HIGH);

digitalWrite(ledPin2,LOW);

digitalWrite(ledPin3,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin1,LOW);

digitalWrite(ledPin2,HIGH);

digitalWrite(ledPin3,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin1,LOW);

digitalWrite(ledPin2,LOW);

digitalWrite(ledPin3,HIGH);

delay(1000);

}

```

3.編程挑戰(zhàn)：

```cpp

intsensorPin=A0;

intledPin=13;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

if(sensorValue<500){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

}

```

4.應(yīng)用拓展：

```cpp

intredLedPin=9;

intyellowLedPin=10;

intgreenLedPin=11;

voidsetup(){

pinMode(redLedPin,OUTPUT);

pinMode(yellowLedPin,OUTPUT);

pinMode(greenLedPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(redLedPin,HIGH);

digitalWrite(yellowLedPin,LOW);

digitalWrite(greenLedPin,LOW);

delay(2000);

digitalWrite(redLedPin,LOW);

digitalWrite(yellowLedPin,HIGH);

digitalWrite(greenLedPin,LOW);

delay(2000);

digitalWrite(redLedPin,LOW);

digitalWrite(yellowLedPin,LOW);

digitalWrite(greenLedPin,HIGH);

delay(2000);

}

```

5.互動(dòng)項(xiàng)目：

```cpp

intledPin=13;

intbuttonPin=7;

intguess=0;

intrandomNumber=0;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(buttonPin,INPUT_PULLUP);

Serial.begin(9600);

randomNumber=random(1,10);

}

voidloop(){

if(digitalRead(buttonPin)==LOW){

guess++;

Serial.print("Guess:");

Serial.println(guess);

if(guess==randomNumber){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(1000);

digitalWrit