《基于Arduino的智能化应用》教学设计 【教学目标】 1.经历智能温湿度检测装置设计的过程，能提出符合设计原则且有一定创造性的构思方案，能用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。 2.经历智能温湿度检测基本电路搭建的过程，选择Arduino主控板、面包板和DHT11温湿度传感器、LED小灯和蜂鸣器，制作智能监测装置，并进行测试和优化，选择相应的技术试验方法开展试验。 3.经历Arduino图形化编程工具Mixly的设计与运用过程，尝试提出多种智能化应用方案，体悟和谐的人机关系，形成合理、规范的技术意识。 【教学策略设计】 教学情境贴近学生生活实际，通过Arduino技术设计实现智能化控制，采用分组实践的形式，用Arduino主控板、DHT11温湿度传感器、LED小灯和蜂鸣器制作智能温湿度监测装置的设计，开展项目探究，让学生合作探究，通过项目的创意、设计、实践、展示、优化完成知识构建和技术应用。项目实践的过程可以采用“总-分-总”的方式进行。 【教学过程】 环节一：情境导入 教师：学校网络核心机房是学校服务器设备和网络管理保障的重要场所，环境温度上升后，导致电子设备失灵。服务器等设备需要保持制造商规定的温度/湿度范围（22℃、50％），请大家思考如何制作一个简易的温湿度检测及报警装置？? 教师展示学校网络核心机房照片，创设真实的生活场景，引发学生思考如何利用己学知识，实现实际需求。教师引导学生分析温湿度检测的设计原理，思考需要用哪些器材？如何实现？ 学生：认真听讲、积极思考、回答问题 【设计意图】 通过创设真实的教学情境，引出本节课的教学内容，激发学生兴趣。结合夏季温湿度环境，让学生发现技术问题的重要性，思考技术在案例中的需要的器材和基本技术应用原理，培养学生的信息和技术意识。 【过渡】 从PPT中的学校智能化环境检测系统，我们发现了温湿度传感器在生活中的应用。接下来，我们一起通过开源硬件Arduino主控板来实现类似的智能化应用吧。 环节二：分析思考教师：大家按照3人小组为单位，结合下发的任务单材料，讨论怎样设计实现智慧环境检测系统的效果，可以画出设计草图，确定本小组的创意设计。 教师参与部分小组的讨论，引导学生合理分工，鼓励学生发散思维，思考新颖的广告灯设计，激发学生对创客学习的兴趣和学习动机，并且以此来培养学生的创新意识。 学生：认真听讲、积极思考、小组合作、讨论交流、画出设计草图 【设计意图】 学生通过小组合作，思考、讨论、交流小组的设计方案，提出符合设计原则且有一定创造性的构思方案，培养学生的工程思维、创新设计能力。 环节三：动手实践 任务一：小试牛刀：点亮一盏小灯 教师：演示Arduino主控板、面包板和LED连接及调试。 学生：分组连接电路、编译程序、调试，初步实现自己的创意。? 教师：在学生实践过程中，进行巡视指导，加强对电路连接、程序编写、调试进行适当的指导，培养学生动手实践能力。 【设计意图】 在项目作品制作过程中，通过观察、实验等方法，学生通过Arduino主控板知识和LED小灯来完成作品的制作，完成技术的掌握和使用，初步培养学生的物化能力。 任务二：动手实践温湿度检测 教师：演示Arduino主控板、面包板和DHT11温湿度传感器连接及调试。 学生：分组连接电路、编译程序、调试。? 教师：在学生实践过程中，进行巡视指导，加强对电路连接、程序编写、调试进行适当的指导，培养学生的计算思维和动手实践能力。 【设计意图】 学生根据之前的设计思路，将创意由思路设计变成现实模型，逐步实现自己的创意。 环节四：分享交流 教师：组织各小组展示、介绍项目创作及功能演示。 学生：各小组选派代表进行班级展示，交流作品创作过程。 教师：对各小组进行评价，包括创意思路、流程图、系统搭建、 ... ...
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