什邡市实验小学信息科学六年级上册集体备课
名 称 | 开源硬件及软件 | 集备时间 | 2023年 9月 15日 | ||
主备人 | 钟贞 | 参加人员 | 代成阳、罗强 | ||
学习目标 | 了解开源硬件的定义及信息；了解开源软件；了解Mind+界面由哪几部分组成；了解软件与硬件的通讯。 | ||||
学习重难点 | 开源硬件和开源软件；能根据自己需要正确使用Mind+软件的。 | ||||
教学课时 | 2课时 | ||||
教学过程 | 学生活动 | 教师活动 | |||
创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣； 了解本节课学习任务。 了解开源软件。 了解软件与硬件的通讯。 | 一、单元导入 欢欢体验了物联网及其应用，感到非常兴奋，想把它们应用到教室里。 欢欢体验了物联网及其应用，感到非常兴奋，想把它们应用到教室里。 二、新课导入 欢欢的志愿者岗位是图书角管理员。他发现有时候光线不足，同学们也没意识到应该开灯，担心这样看书会造成眼睛近视。你有什么好办法吗？ 情景展示： 欢欢：爷爷，我想保护同学们的视力，让他们在光线合适的图书角看书，但不知道该怎么做？ 爷爷：你可以上网查一查，寻找解决方案。 欢欢利用搜索引擎查找资料，经过分析发现可以借助开源硬件来解决问题。 我们需要了解开源硬件、开源软件及其相应的操作方法。 这节课有哪些部分需要我们注意呢？ 小提示： 1.开源硬件 2.开源软件 3.点亮、熄灭Arduino板上的灯 三、知识积累,学一学 1.开源硬件 开源硬件是指电路原理图、材料清单、设计图等都使用开源许可协议设计、授权的硬件，在遵守协议的前提下人们可以制造、使用、修改。 你知道哪些开源硬件信息？ (1) Arduino 如图2-1-1所示的Arduino是一款较为常见的开源硬件，它是以ATmega 328单片机为核心的主控板，对外围设备兼容性强，加上价格低廉，网络学习资源丰富，初学者容易上手，因此深受广大电子爱好者的喜爱。 （2）树莓派 如图2-1-2所示的树莓派是一块只有银行卡大小的微型电脑。它价格低廉，扩展性强，能够实现很多普通电脑才能完成的工作。 (3) micro: bit 如图2-1-3所示的miero: bit 是一款基于ARM架构的主控板。它是继Arduino、树莓派之后，又一款适合中小学生学习的工具。 （4）掌控板 如图2-1-4所示的掌控板是中国原创的开源硬件，它是一块以MieroPython微控制器为核心，仅有银行卡一半大小的主控板。它板载了很多传感器，还有一块小屏幕，支持众多编程软件。 综合考虑价格和易用性，欢欢选择了Arduino，因为它价格低廉、简单易用。它有很多种型号，其中，最为常用的是Arduino Uno主控板，习惯上简称Arduino板。 欢欢发现用于编程的软件有很多，其中有许多是可以自由使用的开源软件。 情景展示： 欢欢：爷爷，Arduino板怎么用呢？ 爷爷：我们可以借助软件编程来实现对Arduino板的控制。 2.开源软件 开源软件就是开放源代码的软件，在遵守相关协议的前提下，人们可以自由使用、修改、分发。常见的安卓、Linux等属于开源的系统软件，Seratch、Mind+等编程软件属于开源的应用软件。 欢欢选择了Mind+，它是一款基于Seratch3扩展的图形化编程软件，能支持Arduino、miero.bit等各种开源硬件。 在浏览器里搜索Mind+，我们以Win_ V1.6.2_RC2.0为例，下载到本地，安装完成后，从电脑桌面找到Mind+软件，双击启动。 观察Mind+界面由哪几部分组成？ 情景展示： 欢欢：爷爷，接下来我该怎么做呢？ 爷爷：我们需要让Mind+识别到Arduino主控板。 3.软件与硬件的通讯 （1）添加 “Arduino Uno”扩展 进人Mind+界面后，在左下角找到图标“扩展”，单击，在主控板选项卡中选择 “Arduino Uno”，如图2-1-6所示，选中后返回。 （1）添加 “Arduino Uno”扩展 可以看到Mind+主界面左侧底部，增加了Arduino （2）连接设备，建立通讯 用USB连接线将Arduino板和电脑的USB口连接起来，如图2-1-7所示。 连接成功后，会显示连接的端口号及 “连接设备成功”字样如图2-1-9所示。 这样就建立起了Mind+和Arduino板的通讯，可以通过编程实现任务。 情景展示： 欢欢：爷爷，现在可以给Arduino板编程了吗？ 爷爷：可以的，我们来编程点亮一盏灯。 四、技能学习，试一试 Arduino板白带了一个通常被标记为“L”的LED（发光二极管），默认连接到引脚13。引脚13既可以用作输入，也可以用作输出。用作输出时，就相当于电源开关，通过编程，开启或者关闭引脚13所连接的设备。 1.试一试 从“Arduino”类里找到“设置数字引脚2输出为高电平”拖到“积木搭建区”，单击此积木，观察主控板上标记为"L”的LED有没有反应，想一想，为什么？ 2.做一做 单击“2”里的小三角，把编号 “2”换为“13”，成为 “设置数字引脚13输出为高电平”，再单击此积木，观察标记为“L”的LED状态。 3.改一改 将积木中“高电平”改成“低电平”，单击 积木，观察标记为“L”的LED的状态。 我们发现，LED熄灭了。 情景展示： 欢欢：我发现，只要正确选择了LED所在的引脚，设置高电平可以点亮这盏灯,设置低电平就可以熄灭这盏灯。 五、互帮互助，做一做 Mind+有很多积木，请根据学过的相关知识，尝试用更多的积木搭建脚本，实现闪烁灯或者其他效果。 六、学习延伸，读一读 Arduino板上除了单片机，还集成了很多设备接口，可以连接多种外围设备。对应的接口及作用如表2-1-2所示。 七、课堂小结 今天你有哪些收获？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？ 七、作业布置 预习下一课《感知光线》。 | ||||
教学后记 | |||||