第4章开源硬件项目制作4.1实现功能 教案（表格式）-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》（人教-中图版2019）

《信息技术-开源硬件项目设计》教案 课 题 第4章开源硬件项目制作4.1实现功能 课 型 班课 课 时 1 授课班级 高一1班 学习目标 4.1.1 启动项目 学习如何根据上一章学到的知识，结合“智造美好生活”主题，启动一个开源硬件项目。介绍“互联网智能闹钟”案例的项目立项书和系统结构图，帮助学生理解项目实施流程及具体制作方向。 4.1.2 外形制作 掌握如何根据项目立项书中的内容进行外形设计并制作。学习不同的制作工艺，如使用3D建模设计作品外形并进行打印，应用数字化设计工具绘制作品平面并利用激光切割机进行材料切割，以及采用塑料瓶、硬纸盒等不同材料手工制作作品外形。 4.1.3 技术实现 深入理解开源硬件项目的技术实现，包括数据采集（如传感器数据采集和网络数据采集）、数据输出（图文、声音、光线等形式的数据输出）和运算处理（比较、计算和搜索等运算类型）。通过实际操作，学习如何在项目中应用这些技术。 4.1.4 实现原型 完成项目的外观设计、算法实现和程序编写后，学习如何组装作品原型。了解将各类硬件合理组装到项目作品中的方法，并通过螺丝、铆钉和黏合剂等连接方式固定作品，初步完成项目作品的整体制作。同时，注意操作过程中的安全事项，确保制作的顺利进行。 学习重难点 教学重点： 4.1 实现功能 4.1.1 启动项目 本节课的教学重点是让学生了解如何通过开源硬件设计和实施一个实际项目。重点介绍“互联网智能闹钟”案例的项目立项书和系统结构图，使学生能够理解项目的制作流程和具体方向。强调项目立项书的重要性，包括要实现的功能、采用的硬件、所用材料等细节，以确保项目制作的顺利进行。 4.1.2 外形制作 本节课的另一教学重点是学习如何根据项目立项书中的内容进行外形设计并制作。学生将掌握不同的制作工艺，如3D建模与打印、数字化设计工具与激光切割机的使用，以及利用手边材料进行手工制作的方法。特别强调在外形制作过程中注意操作安全事项，确保学生的安全。 教学难点： 技术实现部分是本节课的教学难点。学生需要深入理解并实践数据采集（包括传感器数据采集和网络数据采集）、数据输出（多种形式的数据输出）和运算处理（比较、计算和搜索等运算类型）。特别是在实际操作中应用这些技术，要求学生不仅要理解理论，还要能够将其应用于具体的项目制作中。此外，对于初学者来说，如何在项目中合理组装各类硬件部件，并通过螺丝、铆钉和黏合剂等连接方式固定作品，也是一大挑战。教师需要提供充分的指导和支持，帮助学生克服这些难点。 教学方法 案例分析法：通过“互联网智能闹钟”项目立项书和系统结构图的具体案例，帮助学生理解开源硬件项目的实施流程和具体制作方向。这种方法能够让学生通过具体的实例，更加直观地了解理论与实践的结合。 实践操作法：课程强调学生的动手能力，如外形设计制作、激光切割机的使用、3D打印等实际操作。通过实践操作，学生可以将理论知识应用于实际操作中，加深对知识点的理解。 安全教育法：在教学过程中穿插安全教育，如设备用电安全、设备使用安全等，培养学生的安全意识。这不仅保护了学生的人身安全，也教会了他们在实际工作中必须注意的安全事项。 问题解决法：通过技术实现部分的教学，如数据采集、数据输出以及运算处理等功能的实现，引导学生思考如何解决实际问题。这种方法激发了学生的探索精神和解决问题的能力。 归纳总结法：在每个部分的学习之后，教师会引导学生进行归纳总结，帮助他们整理和巩固所学知识。例如，对功能分解图的分析，以及对不同类型数据采集方法的比较和选择。 互动讨论法：在教学过程中鼓励学生提问和讨论，特别是在技术难点和操作安全方面，通过师生互动和生生互动，提高学生的参与度和学习兴趣。 程序编写与调试：通过 ... ...