第十四課智能干手器教學設計-2023—2024學年青島版（2019）初中信息技術(shù)第四冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設計意圖本課設計旨在引導學生了解智能干手器的原理和設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和動手實踐能力。通過學習智能干手器的制作，使學生掌握基本的信息技術(shù)知識和技能，激發(fā)學生對科技的興趣，提高學生的綜合素質(zhì)。二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的信息意識，讓學生認識到信息技術(shù)在生活中的應用價值。

2.增強學生的計算思維，通過設計智能干手器，提升學生的問題解決能力和邏輯思維能力。

3.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，鼓勵學生在實際操作中發(fā)揮創(chuàng)意，實現(xiàn)作品的個性化設計。

4.提高學生的信息社會責任感，讓學生明白科技發(fā)展應服務于社會，關(guān)注環(huán)保和節(jié)能。三、學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：

學生在之前的信息技術(shù)課程中已學習了基本的電路知識、編程基礎和簡單的電子元件識別。他們能夠使用計算機進行基本的操作，具備一定的網(wǎng)絡知識和信息安全意識。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：

學生對科技產(chǎn)品充滿好奇，對智能設備有較高的興趣。他們在學習過程中表現(xiàn)出較強的動手實踐能力，喜歡通過實際操作來理解和掌握知識。學習風格上，部分學生偏好通過視覺和聽覺結(jié)合的方式進行學習，而另一部分學生則更傾向于動手操作和實驗。

3.學生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學生在設計和制作智能干手器時可能會遇到電路連接錯誤、編程邏輯不清晰等問題。此外，對于一些學生來說，理解傳感器的工作原理和編程實現(xiàn)可能存在困難。此外，學生在創(chuàng)新設計時可能會遇到靈感不足、設計思路不明確等挑戰(zhàn)。四、教學資源1.軟硬件資源：智能干手器套件（包括微控制器、傳感器、電池、連接線等）、電腦、電子元件（如電阻、電容、二極管等）、編程軟件（如ArduinoIDE）。

2.課程平臺：學校內(nèi)部網(wǎng)絡教學平臺，用于發(fā)布教學資料和作業(yè)。

3.信息化資源：相關(guān)教學視頻、電子教材、在線實驗指導等。

4.教學手段：實物展示、小組討論、實驗操作、編程練習。五、教學過程1.導入（約5分鐘）：

-激發(fā)興趣：通過展示智能干手器的實物或視頻，提問學生：“你們知道智能干手器是如何工作的嗎？它有哪些優(yōu)點？”以此激發(fā)學生的興趣和好奇心。

-回顧舊知：引導學生回顧之前學習的電路知識、編程基礎和電子元件識別等內(nèi)容，為學習智能干手器制作奠定基礎。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）：

-講解新知：詳細講解智能干手器的原理，包括微控制器、傳感器、電池等電子元件的工作原理和相互關(guān)系。

-舉例說明：通過具體例子，如講解傳感器如何檢測手部動作，微控制器如何根據(jù)傳感器信號控制干手器工作等，幫助學生理解知識。

-互動探究：組織學生進行小組討論，探討智能干手器的制作流程和注意事項，引導學生通過討論、實驗等方式探究知識。

3.實踐操作（約60分鐘）：

-學生活動：將學生分成小組，每組分配一套智能干手器套件，讓學生動手實踐，按照所學知識制作智能干手器。

-教師指導：教師巡回指導，解答學生在制作過程中遇到的問題，幫助學生解決電路連接、編程等難題。

4.鞏固練習（約30分鐘）：

-學生活動：讓學生將制作的智能干手器進行測試，觀察其工作效果，分析可能存在的問題。

-教師指導：教師針對學生在測試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，進行講解和指導，幫助學生優(yōu)化設計。

5.總結(jié)與反思（約10分鐘）：

-學生總結(jié)：讓學生分享自己在制作智能干手器過程中的收獲和體會。

-教師總結(jié)：教師對本節(jié)課的主要內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)智能干手器制作過程中的關(guān)鍵知識點和技巧。

6.課后作業(yè)（約20分鐘）：

-學生完成課后作業(yè)，鞏固所學知識，如編寫程序控制智能干手器的其他功能，如燈光、音樂等。

7.評價與反饋（約5分鐘）：

-教師對學生在課堂上的表現(xiàn)進行評價，包括實踐操作、小組討論、課后作業(yè)等方面。

-學生對教師的授課方式和課程內(nèi)容提出意見和建議，以便教師不斷改進教學。六、知識點梳理1.智能干手器的原理：

-傳感器的作用：傳感器用于檢測手部動作，將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號。

-微控制器的工作：微控制器接收傳感器信號，根據(jù)預設程序控制干手器的開關(guān)。

-電源管理：智能干手器需要穩(wěn)定的電源供應，電池作為備用電源，保證設備正常工作。

2.電子元件的識別與使用：

-電阻：用于限制電流，穩(wěn)定電壓，調(diào)節(jié)電路的通斷。

-電容：用于存儲電荷，濾波、耦合、延時等作用。

-二極管：具有單向?qū)щ娦裕糜谡鳌Q位、保護等。

-傳感器：用于檢測手部動作，如紅外傳感器、電容傳感器等。

3.編程基礎：

-變量和數(shù)據(jù)類型：了解變量的概念、數(shù)據(jù)類型的種類及其應用。

-控制語句：學習條件語句（if-else）、循環(huán)語句（for、while）等，用于編寫程序?qū)崿F(xiàn)功能。

-函數(shù)：學習函數(shù)的定義、調(diào)用和參數(shù)傳遞，提高代碼的可重用性和模塊化。

4.電路連接與調(diào)試：

-電路圖繪制：掌握電路圖的基本符號和繪制方法。

-電路連接：學會正確連接電路，避免短路、斷路等問題。

-調(diào)試方法：了解調(diào)試工具的使用，如示波器、萬用表等，進行電路的測試和故障排除。

5.創(chuàng)新設計：

-設計思維：學習設計思維的方法，如用戶需求分析、原型設計、迭代優(yōu)化等。

-個性化設計：鼓勵學生在制作過程中發(fā)揮創(chuàng)意，實現(xiàn)作品的個性化設計。

-作品展示：組織學生進行作品展示，分享設計心得和制作經(jīng)驗。

6.信息社會責任：

-關(guān)注環(huán)保：在制作智能干手器時，注意節(jié)能環(huán)保，提高資源利用率。

-社會價值：認識到科技發(fā)展應服務于社會，關(guān)注科技對社會的影響。

-法律法規(guī)：了解相關(guān)法律法規(guī)，確保作品符合國家標準和行業(yè)規(guī)范。七、課堂課堂評價是教學過程中不可或缺的一環(huán)，它有助于教師了解學生的學習情況，及時調(diào)整教學策略，確保教學質(zhì)量。以下是針對本節(jié)課的課堂評價方法：

1.提問評價：

-在講解新知時，通過提問的方式檢驗學生對知識點的理解程度。

-設計開放性問題，鼓勵學生思考，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。

-觀察學生在回答問題時是否能夠運用所學知識，是否能夠提出自己的觀點。

2.觀察評價：

-在學生動手實踐環(huán)節(jié)，觀察學生的操作過程，了解他們的實際操作能力。

-關(guān)注學生在小組合作中的表現(xiàn)，如分工合作、溝通交流等。

-觀察學生在遇到問題時是否能夠獨立思考，是否能夠?qū)で髱椭?/p>

3.測試評價：

-設計小測驗，檢測學生對知識點的掌握程度。

-測試可以包括選擇題、填空題、簡答題等多種形式，以全面評估學生的知識水平。

-測試結(jié)果可以作為教學評價的依據(jù)，幫助學生了解自己的學習進度。

4.作品評價：

-學生完成智能干手器制作后，進行作品展示和評價。

-評價內(nèi)容包括作品的創(chuàng)新性、實用性、美觀度以及制作過程中的問題解決能力。

-鼓勵學生互相評價，提高學生的團隊協(xié)作能力和批判性思維。

5.反饋評價：

-在課堂教學中，及時給予學生反饋，幫助他們糾正錯誤，鞏固知識點。

-對學生的優(yōu)點給予表揚，增強他們的自信心和積極性。

-對于學生的困難和問題，耐心解答，引導他們自主學習。

6.自評與互評：

-引導學生進行自評，反思自己在學習過程中的表現(xiàn)，找出不足之處。

-組織學生進行互評，培養(yǎng)學生的同理心和溝通能力。

-通過自評和互評，幫助學生形成良好的學習習慣和自我管理能力。八、板書設計①智能干手器原理

-傳感器：紅外傳感器/電容傳感器

-微控制器：Arduino/其他型號

-電源管理：電池/USB供電

-控制邏輯：手部檢測/信號處理

②電子元件

-電阻：R值、顏色識別、用途

-電容：容量、充放電、濾波

-二極管：單向?qū)щ姟⒄鳌Q位

-傳感器：工作原理、檢測范圍

③編程基礎

-變量和數(shù)據(jù)類型：變量定義、數(shù)據(jù)類型、變量賦值

-控制語句：if-else條件語句、for循環(huán)、while循環(huán)

-函數(shù)：函數(shù)定義、參數(shù)傳遞、返回值

④電路連接與調(diào)試

-電路圖繪制：符號、連接、布局

-電路連接：順序、方法、注意事項

-調(diào)試方法：測試工具、故障排除、優(yōu)化調(diào)整

⑤創(chuàng)新設計

-設計思維：用戶需求、原型設計、迭代優(yōu)化

-個性化設計：功能擴展、外觀設計、用戶體驗

-作品展示：評價標準、分享交流

⑥信息社會責任

-環(huán)保意識：節(jié)能、減排、資源利用

-社會價值：科技服務、社會責任、法律法規(guī)反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實踐導向：在教學中注重實踐操作，讓學生通過實際制作智能干手器來加深對知識的理解和應用，提高他們的動手能力。

2.創(chuàng)新思維培養(yǎng)：鼓勵學生在設計過程中發(fā)揮創(chuàng)意，提出個性化的設計方案，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.教學組織：在小組合作環(huán)節(jié)，部分學生參與度不高，需要更好地引導他們積極參與討論和操作。

2.教學評價：評價方式較為單一，主要依靠課堂表現(xiàn)和作品展示，可以考慮引入更多樣化的評價方法，如過程性評價和自我評價。

3.學生基礎差異：學生的信息技術(shù)基礎存在差異，部分學生在理解電路原理和編程方面存在困難，需要針對性地進行輔導。

反思改進措施（三）

1.提高小組合作效果：在小組合作前，明確分工和任務，確保每個學生都有參與的機會。同時，加強課堂監(jiān)督，及時調(diào)整小組合作策略，提高學生的參與度和合作效率。

2.豐富教學評價方式：除了課堂表現(xiàn)和作品展示，可以引入在線測試、小組互評、學生自評等多種評價方式，全面評估學生的學習成果。

3.針對性輔導：針對學生在學習過程中