《LED燈控制》的教學(xué)反思
一、教材與學(xué)生情況分析
本課是校本課程《STEm智能路燈設(shè)計(jì)》第三章《智能路燈控制》的第一課。教學(xué)內(nèi)容以“LED控制方式”為主線，涉及“選擇”計(jì)算概念，聲音傳感器，抽象和模塊化、測試和調(diào)試計(jì)算實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生從功能設(shè)計(jì)等不同角度設(shè)計(jì)LED，激發(fā)更多的創(chuàng)意。在之前的兩個專題中，教材安排了《Arduino》、《閃爍LED》等內(nèi)容，為本課的教學(xué)奠定了一定基礎(chǔ)。這一節(jié)課的學(xué)習(xí)增加了傳感器，通過對傳感器采集的數(shù)值信息，完成光控LED、光控LED作品。
二、教學(xué)實(shí)踐
在本次教學(xué)中，筆者主要通過以下四個環(huán)節(jié)來完成教學(xué)：路燈展示，引入新課；新知學(xué)習(xí)，腦力震蕩；突破重點(diǎn)，解決疑惑；拓展提升，課堂總結(jié)。
（一）路燈展示，引入新課
首先，展示我校智能路燈模型，激發(fā)其探究欲望，同時(shí)拋出一個問題：這個路燈如何設(shè)計(jì)。請一位學(xué)生回答之前的問題。如果學(xué)生回答不出來，可以給學(xué)生一些提示，如“生活中你見到過哪些智能燈？”等。本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)有利于教學(xué)的展開，也為后面學(xué)生的拓展應(yīng)用做鋪墊。
總結(jié)：我校智能路燈模型是通過外界光線的強(qiáng)弱、聲音大小來自動控制的。
出示課題《LED燈控制》。
（二）新知學(xué)習(xí)，腦力震蕩
（1）光線傳感器
1）定義：光線傳感器也稱環(huán)境光線傳感器，該傳感器模塊可以用來對環(huán)境光線的強(qiáng)度進(jìn)行檢測，我們使用的光線傳感器如下圖所示：
光線傳感器屬于模擬傳感器，要接Arduino板卡的模擬口。
接線：《LED燈控制》教學(xué)反思
黑線接GND、紅線接Vcc、藍(lán)線接模擬針腳。
（2）串口監(jiān)視器
提問：我們?nèi)绾沃拦饩�傳感器采集的光線值呢？引入“串口監(jiān)視器”的教學(xué)。學(xué)生小組腦力震蕩，自主探究，完成串口輸出光線傳感器的值。本環(huán)節(jié)注重引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行約簡、抽象及模塊化。
（三）突破重點(diǎn)，解決疑惑
經(jīng)過上一環(huán)節(jié)的腦力震蕩，學(xué)生迫切希望能夠親自設(shè)計(jì)出光控LED。教師先演示屏幕初始化事件的程序，然后向?qū)W生提出任務(wù)二：實(shí)現(xiàn)光線暗，LED亮；光線強(qiáng)LED滅。學(xué)生在教師的指引下完成任務(wù)。學(xué)生編寫代碼，不斷測試和調(diào)試，觀察是否實(shí)現(xiàn)效果，以深化對“選擇結(jié)構(gòu)”的`理解。然后，筆者便提出本課題的最終作品要求即任務(wù)三：能否讓我們的LED更智能一點(diǎn)呢？比如說光線越暗，LED越亮；光線越弱，LED越暗，甚至滅掉？讓學(xué)生繼續(xù)通過自主探究學(xué)習(xí)的形式完成。學(xué)生在調(diào)試程序時(shí)，會發(fā)現(xiàn)光線值和LED燈亮度需要映射，留給學(xué)生自主探究的空間和時(shí)間，讓學(xué)生自由討論，發(fā)散他們的思維，提出不同的解決方案，以便讓學(xué)生更好地掌握測試和調(diào)試計(jì)算實(shí)踐策略。如果學(xué)生未能解決問題，個別指導(dǎo)。
(四)拓展提升，課堂總結(jié)
學(xué)完本課題，為鼓勵學(xué)生產(chǎn)生一些創(chuàng)意想法，筆者為學(xué)生提供了一個聲音傳感器、角度傳感器、距離傳感器、多個紅綠藍(lán)LED。讓學(xué)生從功能設(shè)計(jì)出發(fā)進(jìn)步探究不同的LED控制方式。
最后對本節(jié)課進(jìn)行了總結(jié)，通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們初步了解了傳感器、傳感器的類型，能夠正確使用光線傳感器，掌握了串口的輸出，并能根據(jù)傳感器采集的數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的編程。STEm課程不僅僅是讓大家掌握跨學(xué)科知識和技術(shù)，更希望大家在學(xué)習(xí)完課程后能夠開發(fā)出更有創(chuàng)意、有生活意義的作品。
三、教學(xué)反思
本課教學(xué)重點(diǎn)是“選擇”的內(nèi)涵，傳感器、測試和調(diào)試計(jì)算實(shí)踐策略。從任務(wù)完成情況來看，全部學(xué)生完成了基礎(chǔ)任務(wù)。對于拓展任務(wù)，許多學(xué)生利用課堂時(shí)間實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)意想法。整個教學(xué)過程生動有趣，學(xué)生在做中學(xué)，提高了計(jì)算思維能力、創(chuàng)新能力。通過三個任務(wù)，學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)“選擇”這一概念，并修改原有設(shè)計(jì)。學(xué)生在調(diào)試中優(yōu)化自己的方案設(shè)計(jì)，更好的表達(dá)自己的想法。最后通過體驗(yàn)他人的LED控制方式，學(xué)生進(jìn)一步拓寬知識視野。
除此之外，筆者還總結(jié)了課堂教學(xué)中一些不足的地方。如留給學(xué)生展示自我成果的時(shí)間太少；課堂評價(jià)不到位，對課堂上學(xué)生及小組的學(xué)習(xí)活動，雖然也有評價(jià)，但明顯存在評價(jià)簡單化的傾向；對學(xué)生拓展的提示和引導(dǎo)過于詳細(xì)，制約了學(xué)生思維的發(fā)散。希望在之后的教學(xué)中對這些地方逐步改進(jìn)，以更好的組織課堂教學(xué)。
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