資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第19課《點亮LED小燈》教學設計
課題 點亮LED小燈 單元 第七單元 學科 小學綜合實踐活動 年級 六年級下
學習目標 價值體認：通過了解LED燈的特點，了解用編程控制LED小燈所需設備與材料。合理利用科技與資源，意識到資源以及對人類的價值，珍惜資源。責任擔當：團隊成員都有責任認識編程語言，學習用程序代碼控制LED小燈。在團隊合作中，每個成員需要承擔自己的角色，以確保整個項目的成功完成。問題解決：在活動中可能會面臨對程序代碼不認識的情況，需要查找資料，團隊合作，共同找到解決問題的合理方案。創(chuàng)意物化：想象一個簡單的電器可以用程序來控制，以此來表現(xiàn)自己的創(chuàng)新想法，查閱書籍或者詢問老師，從而促進創(chuàng)新思維和個人或團隊協(xié)作能力的發(fā)展。
重點 了解LED燈、編程點亮LED燈的設備和材料、動手點亮LED燈。
難點 在活動中可能會面臨編程代碼知識不夠，不知道如何正確地用程序代碼點亮LED燈，以及研究不透徹等問題，能在老師幫助下解決以上問題。
教學過程
教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 第19課 《點亮LED小燈》板書課題。視頻導入：《點亮LED小燈》導語：生活中，開關(guān)用來控制電路的接通和斷開、信號的連接或關(guān)閉，其中用得最多的是對各種燈的控制。我們看到舞臺上，燈光交錯，美輪美奐，這里有開關(guān)的功勞。但這并不是我們通常使用的開關(guān)，往往需要通過編寫程序來控制。現(xiàn)在，我們來嘗試通過編寫程序點亮LED小燈吧！ 聽教師講解，同時發(fā)明LED燈的視頻。 通過問題帶領(lǐng)大家一起思考，引入教學內(nèi)容。
講授新課 一、問題小推車1、收集資料，什么是LED燈LED燈，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。2、LED燈有什么特別之處LED光源發(fā)光效率高。LED光源耗電量少。LED燈有節(jié)能效果。二、了解設備與材料查一查—— 查找資料后我們了解到，要通過編程點亮一盞LED小燈需要以下這些設備和材料：序號材料或設備實物圖功能1電腦編寫、調(diào)試程序。2Arduino UNO板開源微控制器開發(fā)板。3面包板電子電路的組裝、調(diào)試和訓練。4電阻限制電流的大小。5LED小燈產(chǎn)生光。6元器件連接線連接設備、數(shù)據(jù)傳輸。7UNO板與電腦的連接線供電、程序下載和數(shù)據(jù)通訊。三、動手制作 做一做——點亮LED小燈（1）打開Arduino官方網(wǎng)站，下載相關(guān)軟件并安裝。（2）按照連接圖，完成器材連接。（3）使用UNO板與電腦的連接線，將UNO板與電腦相連，將程序?qū)懭險NO板。你就會看到面包板的小燈亮起。注意事項：（1）面包板上，同一列中的5個插孔是互相連通的，而列和列之間以及凹槽上下部分是不連通的。（2）元器件引腳或?qū)Ь€頭要沿面包板的版面垂直方向插入方孔。（3）LED小燈的長腳為正極，短腳為負極。參考代碼：//loop中的代碼會循環(huán)執(zhí)行，直到斷電Void loop(){digitalWrite(8,HIGH);//將8號引腳電壓設為高}//loop中的代碼會循環(huán)執(zhí)行，直到斷電Void loop(){digitalWrite(8,HIGH);//將8號引腳電壓設為高}四、制作交通信號燈試一試——交通信號燈上的紅燈、綠燈不停地亮滅、燈交替亮起的時長還有一定的規(guī)律。我們按照下面的連接圖也來模擬搭建一個交通信號燈試試吧?？梢韵蛐畔⒓夹g(shù)老師咨詢?nèi)绾尉帉懗绦虼a，控制燈亮的時長。代碼參考：// 定義 LED 引腳int ledPin = 9;void setup() { // 初始化 LED 引腳為輸出模式 pinMode(ledPin,OUTPUT);}void loop() { // 將 LED 亮度設置為占空比為 50% analogWrite(ledPin, 128); // 0-255 之間的值，128 為50% // 等待 1 秒鐘 delay(1000); // 將 LED 關(guān)閉 analogWrite(ledPin, 0); // 等待 1 秒鐘 delay(1000);}五、總結(jié)與交流說一說——在班上交流總結(jié)各小組在制作過程中遇到的問題和解決方法，并做好記錄。問題1：程序代碼上傳到UNO板時顯示出錯。解決辦法：點擊軟件菜單中的工具窗口，檢查是否選擇了正確的端口。檢查程序代碼是否有錯誤，程序中的語句都應以英文狀態(tài)下的分號結(jié)尾。問題2：程序代碼上傳后，LED小燈沒有點亮。解決辦法：LED小燈有正、負極之分，檢查是否接反。電阻的阻值太大，導致流入LED小燈的電流大小，可以換一個電阻較小的電阻試試。為LED小燈供電的正極引腳應該要和程序中的引腳保持一致，否則小燈也不能被點亮。六、學習單學一學——通過實踐探索和案例學習，我了解了一些程序編程函數(shù)的作用:程序代碼功能說明作用Setup(){}用于初始化Arduino板和變量。設置引腳的輸入輸出模式，以及其他初始化操作。loop(){}是Arduino板上的主程序循環(huán)函數(shù)。用于控制Arduino板的運行。digitalWrite(8,HIGH)輸出電壓為5V。輸出電壓為5V用于控制外圍設備或傳感器的操作。#define Pot A0定義了一個宏。模擬輸入引腳。pinMode（）設置引腳的輸入或輸出模式。讀取連接到該引腳的模擬傳感器的值。analogRead(Pot)用于模擬引腳讀取模擬傳感器的值。讀取電壓值。map（PotBuffer,0,1023,0,255）將一個范圍內(nèi)的數(shù)字映射到另一個范圍?？刂戚敵鲈O備（如LED）的范圍。涂一涂——在本次設計、制作過程中，我們小組表現(xiàn)如何？根據(jù)小組成員的表現(xiàn)涂星星。（1）主動查閱資料，了解編程知識和案例，學習編程語言。（2）充分交流和討論，完成了小燈的器件搭建和程序編寫。（3）遇到問題能積極思考，查閱資料尋找解決方案。（4）總結(jié)交流時認真記錄，提出想法和合理的解決方法。七、知識拓展為什么要用編程控制小燈：1、靈活性：通過編程控制LED小燈，可以根據(jù)需求改變LED的亮度、顏色、閃爍頻率等，實現(xiàn)各種視覺效果，提升用戶體驗。2、自動化：通過編程控制LED小燈，可以實現(xiàn)自動化控制，例如根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)來控制LED的狀態(tài)，實現(xiàn)智能化的功能，如自動調(diào)節(jié)燈光亮度。3、教育和學習：通過編程控制LED小燈可以幫助學習者理解基本的電子原理和編程概念，是學習Arduino、樹莓派等開發(fā)板的入門項目之一。八、活動無限1、學校的創(chuàng)客社團需要一個屬于自己的標志，歡迎每位同學參與設計、投稿。最后將由全校同學投票選擇最喜歡的設計，作為社團標志，并用3D打印技術(shù)制成徽章給社團的每位同學佩戴哦！3D打印徽章：打開3 done軟件,鼠標點擊“視圖導航”圖標，把視圖模式調(diào)整成“上” 調(diào)整視圖，并適當放大。制作自己想要的圖形。2、夜晚，戶外廣告牌上，我們經(jīng)?？梢钥吹胶芏嚅W耀的小燈，如果還采用傳統(tǒng)的程序書寫方法，程序就會很長。我們可以采取“數(shù)組”這個新的概念來簡化這個過程。你可以搜集資料了解“數(shù)組”，再試著做一做。數(shù)組：是一種用來存儲和處理多個相同類型的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。 它由一系列的元素（elements）組成，每個元素占用相同的內(nèi)存空間。 數(shù)組的元素可以通過一個索引號（index）來訪問，索引號從0開始，到數(shù)組的長度（length）減1結(jié)束。 討論問題小推車的問題。完成用編程點亮LED的資料搜集。動手操作，點亮LED燈。完成模擬搭建交通信號燈并編寫程序代碼。進行展示與交流。共同解決問題。完成學習單內(nèi)容。學習知識拓展。進行活動無限內(nèi)容思考和學習。 了解本課的學習內(nèi)容，初步思考課堂任務。引導學生從圖片中尋找相關(guān)信息內(nèi)容。培養(yǎng)信息搜集的能力。引導學生完成參考程序代碼，動手點亮LED燈。培養(yǎng)學生動手操作的能力。引導學生學以致用，發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)造能力。培養(yǎng)學生的總結(jié)和語言表達能力。培養(yǎng)學生的課堂學習和自我評價的能力。培養(yǎng)知識拓展的學習能力。引導學生完成活動無限的內(nèi)容，強化課堂所學知識和相關(guān)知識的探討。
課堂練習 1、說一說你知道的編程語言有哪些？ 完成課堂練習 鞏固課堂知識
課堂小結(jié) 到點亮LED小燈①了解設備與材料；②編程控制LED小燈；③編程問題交流；④小組表現(xiàn)評價。 總結(jié)回顧 對本節(jié)課內(nèi)容進行總結(jié)概括。
課后作業(yè) 想一想，你還會寫程序代碼來控制什么？任學程序代碼有哪些好處？ 布置作業(yè) 拓展學生的學習能力
板書 觀看板書 強調(diào)教學重點內(nèi)容
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第19課 點亮LED小燈
實
踐
活
動
【滬科版+黔科版】六年級下冊
內(nèi)容總覽
學習目標
01
新知導入
02
跟我來
03
學習單
04
課堂總結(jié)
05
課后作業(yè)
06
目錄
08
星星榜
07
板書設計
學習目標
價值體認：通過了解LED燈的特點，了解用編程控制LED小燈所需設備與材料。合理利用科技與資源，意識到資源以及對人類的價值，珍惜資源。
責任擔當：團隊成員都有責任認識編程語言，學習用程序代碼控制LED小燈。在團隊合作中，每個成員需要承擔自己的角色，以確保整個項目的成功完成。
問題解決：在活動中可能會面臨對程序代碼不認識的情況，需要查找資料，團隊合作，共同找到解決問題的合理方案。
創(chuàng)意物化：想象一個簡單的電器可以用程序來控制，以此來表現(xiàn)自己的創(chuàng)新想法，查閱書籍或者詢問老師，從而促進創(chuàng)新思維和個人或團隊協(xié)作能力的發(fā)展。
新知導入
新知導入
生活中，開關(guān)用來控制電路的接通和斷開、信號的連接或關(guān)閉，其中用得最多的是對各種燈的控制。我們看到舞臺上，燈光交錯，美輪美奐，這里有開關(guān)的功勞。但這并不是我們通常使用的開關(guān)，往往需要通過編寫程序來控制?，F(xiàn)在，我們來嘗試通過編寫程序點亮LED小燈吧！
新知引入
問
題
小
推
車
收集資料，什么是LED燈？
LED燈有什么特別之處？
新知引入
收集資料，什么是LED燈？
LED燈，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。
新知引入
LED燈有什么特別之處？
LED光源發(fā)光效率高。
LED光源耗電量少。
LED燈有節(jié)能效果。
新知講解
了解設備與材料
查一查
查找資料后我們了解到，要通過編程點亮一盞LED小燈需要以下這些設備和材料：
序號 材料或設備 實物圖 功能
1 電腦 編寫、調(diào)試程序。
新知講解
了解設備與材料
查一查
查找資料后我們了解到，要通過編程點亮一盞LED小燈需要以下這些設備和材料：
序號 材料或設備 實物圖 功能
2 Arduino UNO板 開源微控制器開發(fā)板。
新知講解
了解設備與材料
查一查
查找資料后我們了解到，要通過編程點亮一盞LED小燈需要以下這些設備和材料：
序號 材料或設備 實物圖 功能
3 面包板 電子電路的組裝、調(diào)試和訓練。
4 電阻 限制電流的大小。
新知講解
了解設備與材料
查一查
查找資料后我們了解到，要通過編程點亮一盞LED小燈需要以下這些設備和材料：
序號 材料或設備 實物圖 功能
5 LED小燈 產(chǎn)生光。
6 元器件連接線 連接設備、數(shù)據(jù)傳輸。
新知講解
了解設備與材料
查一查
查找資料后我們了解到，要通過編程點亮一盞LED小燈需要以下這些設備和材料：
序號 材料或設備 實物圖 功能
7 UNO板與電腦的連接線 供電、程序下載和數(shù)據(jù)通訊。
新知講解
動手制作
做一做
1、打開Arduino官方網(wǎng)站，下載相關(guān)軟件并安裝。
新知講解
動手制作
做一做
2、按照連接圖，完成器材連接。
新知講解
動手制作
做一做
3、使用UNO板與電腦的連接線，將UNO板與電腦相連，將程序?qū)懭險NO板。你就會看到面包板的小燈亮起。
新知講解
動手制作
做一做
注意事項：
面包板上，同一列中的5個插孔是互相連通的，而列和列之間以及凹槽上下部分是不連通的。
元器件引腳或?qū)Ь€頭要沿面包板的版面垂直方向插入方孔。
LED小燈的長腳為正極，短腳為負極。
新知講解
動手制作
做一做
參考代碼：
//通電后setup執(zhí)行一次，然后執(zhí)行l(wèi)oop void setup(){
pinMode(8,OUTPUT);
//將8號引腳設為輸出
}
新知講解
動手制作
做一做
參考代碼：
//loop中的代碼會循環(huán)執(zhí)行，直到斷電
Void loop(){
digitalWrite(8,HIGH);
//將8號引腳電壓設為高
}
新知講解
動手制作
想一想
如何點亮兩盞LED小燈 串聯(lián)和并聯(lián)的電路有什么不同？
連接方式：在并聯(lián)電路中，電子元件是并排連接的，而在串聯(lián)電路中，電子元件是依次連接的。
電流和電壓：在并聯(lián)電路中，電流分流，每個元件都接收相同的電壓，而在串聯(lián)電路中，電流是相同的，但電壓會分壓。
新知講解
制作交通信號燈
試一試
交通信號燈上的紅燈、綠燈不停地亮滅、燈交替亮起的時長還有一定的規(guī)律。我們按照下面的連接圖也來模擬搭建一個交通信號燈試試吧。
交通信號燈連接圖
可以向信息技術(shù)老師咨詢?nèi)绾尉帉懗绦虼a，控制燈亮的時長。
新知講解
制作交通信號燈
試一試
教育和學習：
代碼參考：
// 定義 LED 引腳
int ledPin = 9;
void setup() {
// 初始化 LED 引腳為輸出模式 pinMode(ledPin,OUTPUT);}
void loop() {
新知講解
制作交通信號燈
試一試
教育和學習：
// 將 LED 亮度設置為占空比為 50%
analogWrite(ledPin, 128); // 0-255 之間的值，128 為50%
// 等待 1 秒鐘
delay(1000);
// 將 LED 關(guān)閉
analogWrite(ledPin, 0);
// 等待 1 秒鐘
delay(1000);}
新知講解
總結(jié)與交流
說一說
在班上交流總結(jié)各小組在制作過程中遇到的問題和解決方法，并做好記錄。
問題1：程序代碼上傳到UNO板時顯示出錯。
解決辦法：
點擊軟件菜單中的工具窗口，檢查是否選擇了正確的端口。
檢查程序代碼是否有錯誤，程序中的語句都應以英文狀態(tài)下的分號結(jié)尾。
新知講解
總結(jié)與交流
說一說
問題2：程序代碼上傳后，LED小燈沒有點亮。
解決辦法：
LED小燈有正、負極之分，檢查是否接反。
電阻的阻值太大，導致流入LED小燈的電流大小，可以換一個電阻較小的電阻試試。
為LED小燈供電的正極引腳應該要和程序中的引腳保持一致，否則小燈也不能被點亮。
新知講解
技術(shù)要點
學習單
通過實踐探索和案例學習，我了解了一些程序編程函數(shù)的作用:
學一學
程序代碼 功能說明 作用
Setup() { } 用于初始化Arduino板和變量。 設置引腳的輸入輸出模式，以及其他初始化操作。
loop() { } 是Arduino板上的主程序循環(huán)函數(shù)。 用于控制Arduino板的運行。
新知講解
技術(shù)要點
學習單
通過實踐探索和案例學習，我了解了一些程序編程函數(shù)的作用:
學一學
程序代碼 功能說明 作用
digitalWrite(8,HIGH) 輸出電壓為5V。 輸出電壓為5V用于控制外圍設備或傳感器的操作。
#define Pot A0 定義了一個宏。 模擬輸入引腳。
pinMode（） 設置引腳的輸入或輸出模式。 讀取連接到該引腳的模擬傳感器的值。
新知講解
技術(shù)要點
學習單
通過實踐探索和案例學習，我了解了一些程序編程函數(shù)的作用:
學一學
程序代碼 功能說明 作用
analogRead(Pot) 用于模擬引腳讀取模擬傳感器的值。 讀取電壓值。
map（PotBuffer,0,1023,0,255） 將一個范圍內(nèi)的數(shù)字映射到另一個范圍。 控制輸出設備（如LED）的范圍。
新知講解
技術(shù)要點
學習單
在本次設計、制作過程中，我們小組表現(xiàn)如何？根據(jù)小組成員的表現(xiàn)涂星星。
涂一涂
主動查閱資料，了解編程知識和案例，學習編程語言。
充分交流和討論，完成了小燈的器件搭建和程序編寫。
遇到問題能積極思考，查閱資料尋找解決方案。
總結(jié)交流時認真記錄，提出想法和合理的解決方法。
知識拓展
為什么要用編程控制小燈
靈活性：
通過編程控制LED小燈，可以根據(jù)需求改變LED的亮度、顏色、閃爍頻率等，實現(xiàn)各種視覺效果，提升用戶體驗。
知識拓展
為什么要用編程控制小燈
自動化：
通過編程控制LED小燈，可以實現(xiàn)自動化控制，例如根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)來控制LED的狀態(tài)，實現(xiàn)智能化的功能，如自動調(diào)節(jié)燈光亮度。
知識拓展
為什么要用編程控制小燈
教育和學習：
通過編程控制LED小燈可以幫助學習者理解基本的電子原理和編程概念，是學習Arduino、樹莓派等開發(fā)板的入門項目之一。
課堂練習
1、說一說你知道的編程語言有哪些？
如C、C++、Java、Python、JavaScript、Go、PHP、C#、SQL、Scala 等。 C語言是一種較早的程序設計語言，誕生于1972年的貝爾實驗室。1972 年，Dennis Ritchie 設計了C語言，它繼承了B語言的許多思想，并加入了數(shù)據(jù)類型的概念及其他特性。 盡管C 語言是與 UNIX 操作系統(tǒng)一起被開發(fā)出來的，但它不只支持UNIX。 C是一種通用（廣泛可用）的編程語言。
活動無限
1、學校的創(chuàng)客社團需要一個屬于自己的標志，歡迎每位同學參與設計、投稿。最后將由全校同學投票選擇最喜歡的設計，作為社團標志，并用3D打印技術(shù)制成徽章給社團的每位同學佩戴哦！
活動無限
徽章展示
3D打印徽章：
1、打開3 done軟件,鼠標點擊“視圖導航”圖標，把視圖模式調(diào)整成“上” 調(diào)整視圖，并適當放大。
2、制作自己想要的圖形。
活動無限
2、夜晚，戶外廣告牌上，我們經(jīng)?？梢钥吹胶芏嚅W耀的小燈，如果還采用傳統(tǒng)的程序書寫方法，程序就會很長。我們可以采取“數(shù)組”這個新的概念來簡化這個過程。你可以搜集資料了解“數(shù)組”，再試著做一做。
數(shù)組：是一種用來存儲和處理多個相同類型的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)類型。 它由一系列的元素（elements）組成，每個元素占用相同的內(nèi)存空間。 數(shù)組的元素可以通過一個索引號（index）來訪問，索引號從0開始，到數(shù)組的長度（length）減1結(jié)束。
課堂總結(jié)
點亮LED小燈
1
了解設備與材料
2
編程控制LED小燈
3
編程問題交流
4
小組表現(xiàn)評價
板書設計
點亮LED小燈
跟我來
了解設備與材料
編程控制LED小燈
學習單
編程問題交流
小組表現(xiàn)評價
作業(yè)布置
1、想一想，你還會寫程序代碼來控制什么？
作業(yè)布置
2、學程序代碼有哪些好處？
擁有把想法轉(zhuǎn)化成應用的魔法，做為一個程序員，最有成就感的一件事情就是能把一些想法，一些有趣的點子通過編程把它們轉(zhuǎn)化為應用。一個可以操作、可以體驗和可以幫助很多人的應用。但是如果我們不懂編程，我們就只能找技術(shù)來幫助你實現(xiàn)。
謝謝
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