一、简单的红外遥控系统

ARDUINO 制作遥控小夜灯教学设计信息技术科组 袁凡超一、教学背景中小学综合实践活动课程指导纲要提出，学生应达到创意物化目标，可以运用一定的操作技能解决生活中的问题，将一定的想法或创意付诸实践，能够设计、制作、装配和改进较为复杂的制品和用品，从而发展实践创新意识和审美意识，提高创意实现能力。二、教学目标1.知识与技能：（1）了解红外遥控的工作原理；（2）学会用程序捕捉红外遥控器信号；（3）通过动手实践、小组讨论，学会用程序来处理红外遥控信号。2.过程与方法：通过对小夜灯的分析，体验分析问题、解决问题的一般过程。3.情感态度与价值观：本节课通过实现红外遥控小夜灯的作品，让学生发现和解决生活中的问题，并提高学生利用信息技术进行数字化产品的设计与制作的能力。三、教学准备本节课从生活实际问题出发，引导学生结合生活实际设计作品，激发学习兴趣。师生共同讨论、思考探究，逐步细化研究范围。教师引导学生了解技术原理、实现创意、观察实验现象，最后交流评价，学生之间通过相互点评加深对知识点的认识。四、教学重难点1、识别遥控器每个按钮的代码，并利用代码实现遥控器的控制。2、学会逻辑语句“非”的使用。五、教学过程一、观看视频，问题导入播放一个小夜灯的视频，并进行一段生活现象的描述，引出小夜灯的概念。二、师生讨论，思考探究教师带领学生了解小夜灯的分类。分类的方式有很多，本节课重点讨论小夜灯的开关类型。提出问题：如果我是一名设计师，我会如何设置小夜灯的开关？教师指定讨论范围，学生们提出自己的想法，比如声控、光控等。每个学生提出后，其他学生讨论可行性，教师最终将学生的讨论内容引向无线遥控。教师准备无线遥控相关资料的学案，学生进行阅读，回答下面的问题：1.无线遥控由哪两部分构成？2.无线遥控系统按传输控制指令信号的载体分哪几类？3.红外遥控的基本原理是什么？4.红外遥控的优缺点有哪些？学生利用教师提供的材料自学相关知识，通过回答问题，对所学知识进行梳理，并从所给套件中找到红外遥控器和红外接收管，从外观上识别红外接收管及迷你遥控器。三、新知讲解，实现创意教师先让学生通过实验了解如何使用红外接收管及遥控器，最后设计一个任务，以学案辅助，让学生进行创意实现环节。1.红外接收管的连线规则。红外接收管有三根引脚，如下图所示，当半圆向下时，从左向右分别是接信号端口、GND、5V。2.程序的编写。打开Mixly软件，从“通信”模块下找到红外接收模块，并更改相应参数。3.上传数据。4.通过串口监视器查看代码。学生动手连接线路并将程序下载到单片机，通过按遥控器上不同的按钮查看串口监视器的代码，寻找规律，并回答以下问题：如何确认遥控器上哪个按键被按下了？为什么别人的遥控器命令也会接收到？学生观察自己的串口监视器，自己每按遥控器上的一个按键，就会看到一行代码，通过观察代码，查找规律；有时学生没按，也会收到代码，讨论情况产生的原因。在串口监视器中观察，正确接收的话，每个按钮都有一个特定的16进制的代码，以FF开头。同类产品的红外线遥控器，有相同的遥控频率或编码，在一定范围内，会接收到别人的遥控器指令。5.利用已掌握的红外遥控知识，小组讨论设计一个实验，利用红外遥控控制三色LED的开关。（三色LED的接线可参考学案，当在Mixly程序中输入16进制数时，要在输入的数字前面加上“0x”）四、作品展示，总结提升教师展示学生的作品及其功能。现在的小夜灯被赋予了更多的功能，如何实现？（可考虑加入其他传感器或控制灯光颜色的多变实现）六、教学反思在课程前期，我们希望学生可以通过自主学习，了解无线遥控相关知识，学习并归纳总结。如果让学生直接通过网络自主搜索归纳总结教学资料，我们发现学生思维过于发散，很难找到我们需要学生了解的内容。为此，在提供学生自学资料时，教师应先对教学资料进行搜集整理，提供筛选过的、与知识相关的资料，让学生根据学习资料能够快速了解到与本节课程相关的知识，让学生在学习本课知识的同时，在一定范围内发散思考，拓展知识范围，同时还能培养学生的概括能力，进行二次学习。本教学设计强调学生应达到创意物化的目标，强调学生可以运用一定的操作技能解决生活中的问题，并通过设计、制作或装配等方式将一定的想法或创意付诸实践，制作和不断改进较为复杂的制品和用品，发展实践创新意识和审美意识，提高创意实现能力。七、教学评价本节课教师通过引导学生进行红外遥控小夜灯的设计制作，逐步培养学生的创客思想和技术支持能力。在课堂中，教师注重了学生成果的设计意识，从小夜灯分类和功能这种解决生活问题的角度出发，引发学生关注生活，形成技术解决生活问题的设计意识。在学习中，教师能够提出技术解决的原理、功能、对比、实现方式等问题，让学生带着问题开展学习，突出了学习中的问题意识。学生对问题的解决中，教师提供了相应的学案，引发学生进行自主学习，培养学生的学习意识，也有效地保障了作品制作过程的推进。在展示点评环节，教师除了对学生的学习过程和学习成果进行评价外，还能够提出新题让学生思考，加强了知识的延伸。在这节课中，教师除了知识的传授外，更关注了学生意识培养、问题解决过程体验，在体现问题解决、创意物化方面，有比较具体的呈现。遥控系统相关资料：遥控系统一般由发射器和接收器两部分组成，按传输控制指令信号的载体分为无线电遥控、红外线遥控、超声波遥控。红外线遥控的发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波，接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成，它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号。采用红外技术发射不可见光波的系统有着明显的缺点：一方面在发射器和接收器之间不能有障碍物，另一方面有效作用距离也受到限制。由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控对象的能力，所以，在设计家用电器的红外线遥控器时，不必像无线电遥控器那样，每套都要有不同的遥控频率或编码。同类产