闽教版（2020）八年级信息技术下册 第2课《体验开源硬件与编程工具应用》 教案（2课时）.doc

体验开源硬件与编程工具应用 教学内容分析 本课是开源硬件的简单应用，是对micro：bit和MakeCode的进一步学习。MakeCode常用的基本功能模块有“基本”“输入”“循环”“逻辑”“变量”和“数学”等，每个模块中又包含若干个功能指令，了解和熟悉这些常用模块中包含的功能指令及其用法，可以帮助学生快速找到所需的指令，完成相应的程序编写。两个可编程按钮是micro：bit 上重要的独具特色的功能按键，通过编写程序可以检测哪个按钮被按下，以及设置按钮被按下时该执行的指令，完成相应的功能。加速度传感器是学生学习开源硬件接触到的第一种传感器，可以用来检测micro：bit板的姿态，可对不同姿态赋予不同的功能。学生可以充分发挥他们的想象力和创意，编写MakeCode程序，设计出功能各异的电子作品，体验micro：bit的无限魅力。所以，这是趣味十足，但又富有挑战性的一节课。 本课的动手实践部分包括“设计简单的micro：bit加法运算器”和“用micro：bit来模拟骰子”两个范例，完成这两个范例，需要学习“变量”“逻辑”“循环”等多个概念，具有一定的难度。教师可以列举几个简单的案例，帮助学生对这几个概念有初步的了解，在此基础上再讲解教材的范例。 通过本课的学习，学生可以掌握MakeCode的功能模块组成和功能模块所包含的指令，了解可编程按钮和加速度传感器的使用方法，为后续的课程学习打下基础。 教学对象分析 在上一节课中，学生已经了解了开源硬件的特点及简单的编程方法，了解micro：bit的硬件组成和MakeCode开发环境。这节课学生进一步学习MakeCode常用的基本功能模块，这些模块界面与小学学过的Scratch编程语言非常相似，都是采用图形化积木式编程，所以学生较容易上手。可编程按钮和加速度传感器，学生虽第一次接触，但比较贴近学生生活，内容也比较有趣味性。学生可以从简单的案例做起，多动手实践，在深刻理解原理的基础上，再完成教材上的实践创新任务。教师应该及时巡视，帮助学习有困难的学生，排除困难，解决问题。 通过本课的学习，能帮助学生从整体上认识MakeCode编程软件，学会按功能找指令；通过学习变量、循环、逻辑表达式的使用，以及micro：bit按钮和加速度传感器的可编程功能，感受程序的千变万化和传感器的无限魅力。 教学目标 1．MakeCode的变量及赋值。 2．micro：bit按钮的使用方法。 3．MakeCode随机数的产生与应用。 4．加法运算器的设计与实现。 5．micro：bit加速度传感器的使用方法。 6．数码骰子猜数游戏的设计与实现。 教学重点和难点 1．教学重点。 MakeCode的功能模块及所包含的指令。 2. 教学难点。 利用“变量”和“数学”模块的指令设计加法运算器和掷骰子游戏。 教学方法 1．比较观察法：在教学时让学生同时打开 MakeCode 和 Scratch 两种软件，比较两者界面间的差异，帮助学生们实现知识迁移，尽快熟悉 MakeCode编程界面。 2． 讲授法：讲述MakeCode指令区中“基本”“输入”“循环”“逻辑”“变量”和“数学”等常用功能模块指令。 3．任务驱动法：以掷骰子游戏项目为导向，学生根据项目的具体要求，设计程序实现功能。 4．交流、评价法：展示学生的活动成果，鼓励学生参与评价。 教学准备 1．教学环境：计算机网络教室、互联网环境、转播控制系统。 2．资源准备：电子计步器、数码骰子和电子水平仪等作品演示。 3．实验器材准备：micro：bit板若干块，数据线若干条。 教学过程 第1课时 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 知识回顾，加深记忆 1．请小组长分发micro：bit，每人或两人一块，以及一根数据线。 2．指导学生使用USB数据线连接micro：bit，运行MakeCode 集成开发软件，测试硬件是否连接成功，及时排除故障。 3．演示上节课“跳动的心”案例，让“心”动起来。 领取硬件，连接电脑，运行集成开发软件，学会新建项目，拖入一个“心”，下载到 micro：bit，测试是否出现“心”形，然后重做上节课的案例。 通过动手操作，回忆上一节课的教学内容，熟悉上节课几个功能模块所在的位置，为本节课的教学内容做准备。 认识 Make-ode的功能模块 1．引导学生阅读教材P13～16“认识MakeCode的功能模块”，了解MakeCode有哪些模块，分类的标准是什么。 2．运行MakeCode集成开发软件，介绍“基本”模块，简单介绍该模块所包含的指令。引导学生完成课本“Hi，Hello”的案例，提问：“当开机时”指令与“无限循环”指令的区别。 3．介绍“输入”模块，引导学生观察“当按钮A被按下时”指令，观察这个模块形状与其他模块的异同点，拖入一个“当按钮A被按下时”指令，放在程序编辑区任一位置，再从该模块中拖入“显示图标”指令，下载测试。 4．介绍“变量”模块，单击设置变量，命名一个变量名“x”，观察与变量关联的三个模块，推测三个模块的作用。把“x设为0”拖到“当开机时”代码块中，把“显示数字0”拖到“当按钮A被按下时”代码块中，用“x”代码块替换数字0，再把“以1为幅度更改x”接在“显示数字0”代码块下面，下载程序，按按钮测试。 5．介绍“数学”模块，鼓励学生自己设计一个程序，显示两个数的和，并把结 阅读教材，在MakeCode 软件界面上浏览功能模块，完成“Hi，Hello”案例的编程，经自己实践，回答老师的问题。 完成“按钮”案例的测试，修改案例和指令的相关参数，下载程序观察LED灯显示结果变化。 模仿教师操作，完成“变量”案例的测试，理解变量三个模块的不同作用。 学生模仿教师操作，完成“数学”案例的测试。 通过边讲解边实践这种方式，让学生在实践体验中学会软件的操作方法和技巧，通过观察不同指令形状的异同点，领会总结图形化编程指令与指令之间的连接技巧。 讲解每个模块时，通过简单的案例实践，让学生体会按钮、变量以及数学模块的使用方法。 动手实践：设计简单的micro:bit加法运算器 1．引导学生阅读教材P17～19内容，讲解教材范例的算法实现，介绍什么是随机数。 2．展示程序最终的运行结果，按按钮A，产生一个0～5的随机数，按按钮B，产生一个0～5的随机数，并显示在LED屏上，同时按下按钮A和按钮B，计算结果显示在LED屏上。 3．指导学生按照教材的要求自行完成这个程序的编写，请学生演示整个程序的编写过程，并及时解决常见的问题。 阅读教材，按照教材的操作步骤理解程序。 观察程序运行结果变化。 以小组为单位动手实践，编写加法运算器的程序。 此范例用到前面的知识，操作步骤教材介绍得比较详细，所以教师应鼓励学生通过自己动手实践，发现问题，解决问题，完成范例，培养和提高解决问题的能力。 实践创新 1．鼓励学生尝试改变随机数的范围，改变运算符为减号、乘号或除号，看看会不会出现错误，怎么提示？ 2．探索创新：引导部分学生把刚才这个程序修改为计数器：按按钮A，屏幕数字增加1，按按钮B，屏幕数字减少1，同时按下按钮A和按钮B，数字变成0。 3．请小组长回收micro：bit主板，整理清单。 以小组为单位，实践探索，学会发现问题。 学有余力的学生继续编写“计数器”程序。 整理硬件，组长清点数量。 让学生在实践探索中发现问题，思考出现问题的原因，学会解决问题。 因材施教，给好的学生布置更难的任务，激发他们的探究欲望。 第2课时 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境，引入新课 1．播放《加速度传感器》《儿童重力感应互动地砖灯》《计步手环》等视频片断，告诉学生这就是利用加速度传感器制作的产品。生活中，有哪些设备也有类似的功能。 2．介绍加速度传