《物联网嵌入式技术》教学教案

《物联网嵌入式技术》

授课教案

《物联网嵌入式技术》课程教案

项目一样流水灯控

项目名称授课教师授课时间

制

1.1任务1开发环境新授

课题名称授课班级授课类型课时2

搭建课

1.认识Cortex-M3嵌入式MCU；

2.掌握MDK-ARM开发环境的搭建方法；

知识目标

3.掌握STM32CubeMX开发环境的搭建方法；

4.掌握使用STM32CubeMX创建工程和生成代码的方法。

1.能使用STM32CubeMX和MDK-ARM软件，正确搭建STM32的开发环境；

。教学能力目标2.能熟练使用STM32CubeMX创建工程和生成代码。

目标

1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程

和正确的编程思路；

素质目标2.培养团队协作能力：相互沟通、互相帮助、共同学习、共同达到目标；

3.提升自我展示能力：讲述、说明、表述和回答问题；

4.培养可持续发展能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题。

教学1.认识Cortex-M3嵌入式MCU；

重点2.STM32开发环境的搭建。

教学

STM32CubeMX建立工程的过程。

难点

教法与

讲授法、任务驱动法、讨论法等。

学法

教学手

段及资教材、PPT、课堂任务单、思维导图、视频。

源

学情

分析

使用

《物联网嵌入式技术》。

教材

教学环

学生教学手

节（时间教学内容与教师活动设计意图

活动段

分配）

一、课程导入（5min,PPT第1-4页）

引导场景：生活中的各种流水灯。由案例引出任务，通

自发回

课前准备引导问题：你还在哪些地方遇见了流水过引导问题激发学生

答引导PPT

（20min）灯？的学习兴趣和积极

问题

性。

《物联网嵌入式技术》课程教案

二、任务描述与要求(5min,PPT第6-8页)帮助学生梳理各个任

1.教师讲解本任务的要求；务点，为学习指明路

2.演示任务1.1的完成效果。径。

教师介绍完任务的要

PPT、

求，演示任务完成效

听讲实操视

果，学生将对本任务

频

的要求有一个感性的

认识，同时也能吸引

其注意力，激发其学

习的积极性。

三、任务分析与计划(lOmin,PPT第9-11

页)

通过问题和工作流程

1.引导问题：

的介绍，引导学生明

(1)为什么微控制器使用

确实现本任务所需的

STM32F103VET6?它有什么特点呢？听讲、

知识点和技能点。PPT

(2)使用STM32F103VET6,需要什么开发做任务

学生分组研讨制定任

环境呢？计划

务计划，培养其职业

2.教师介绍任务的基本工作流程；

能力和团队协作能

3.教师介绍STM32简要知识点；

力。

4.学生以小组为单位研讨并制定任务计

划。

一、STM32基础知识(20min,PPT第14-28

页)

1.嵌入式系统概述；

引导问题：你知道哪些处理器？

2.ARM处理器；

引导问题：ARM是啥？

3.STM32微控制器；

4.STM32微控制器的命名规则；

引导问题：你能说出STM32F1O3c8T6型号学生通过教师设计的

的含义吗？“引导问题”、“练

5.STM32的应用领域。一练"和“问题思考”，

知识储备

引导问题：找一找身边还有哪些设备可以听讲带着问题学习任务实PPT

(30min)

使用STM32微控制器？施所需的知识点，可

二、STM32软件开发库(5min,PPT第29-31有效地提高其学习的

页)主动性。

介绍四种STM32软件开发库，并进行对比。

三、STM32软件开发模式(5min,PPT第32-34

页)

对比各种开发模式的优缺点，选择基于

STM32Cube的开发模式。

四、STM32的集成开发环境的选择(5min,

PPT第35-36页)

采用“STM32CubeMX+MDK-ARM”的开发

《物联网嵌入式技术》课程教案

工具组合。

一、设备准备（Imin,PPT第38页）

学生根据【设备清单表】进行设备准备。

二、讲解建议的实施步骤（4min,PPT第39

页）

教师讲解建议的实施步骤。

三、分组进行任务实施（15min,PPT第40-51

教材建议的实施步骤

页）

遵循工作过程导向的

1.下载STM32CubeMX安装包；

分组开原则。

任务实施2.安装STM32CubeMX；教材、

展任务学生参考此步骤实

（30min）3.下载MDK-ARM安装包；PPT

实施施，可对其职业能力

4.安装MDK-ARM开发环境。

进行培养。

四、利用STM32CubeMX进行功能配置（9min,

PPT第52-58页）

老师带领学生边讲解边操作。

五、生成初始化代码（Imin,PPT第59-63

页）

设置参数生成代码，打开MDK-ARM工程。

一、经验分享（2min,PPT第64页）

当天轮到的小组选派代表分析本组实施经学生通过对自己的实

任务检查

验。各组自施过程和经验的介课堂任

与评价

二、自评和互评（Imin,PPT第64页）评绍，锻炼自我展示能务单

（3min）

L小组各成员参照评价标准完成自评；力。

2.完成对其他小组的评价。

借助思维导图帮助学

生梳理任务学习的主

任务小结一、任务小结（5min,PPT第66页）思维导

听讲要知识点和技能操作

（5min）教师总结本任务所学的知识点与技能点。图

步骤，有助于课后巩

固。

一、布置任务拓展题，布置课后作业（Imin,

通过课后任务拓展题

PPT第68页）

和课后作业检验学生

任务拓展教师讲解任务拓展题要求。

听讲对本任务的重点和难PPT

（2min）二、简单分析解题思路（Imin,PPT第68页）

点的掌握情况，培养

教师给出解题思路。

其举一反三的能力。

《物联网嵌入式技术》课程教案

教学反

思

《物联网嵌入式技术》课程教案

项目一花样流水灯

项目名称授课教师授课时间

控制

1.2任务2点亮一盏新授

课题名称授课班级授课类型课时2

LED灯课

1.理解Cortex-M3GPIO的工作原理;

2.理解Cortex-M3数据手册的使用方法；

知识目标3.理解硬件电路图的工作原理；

4.掌握使用STM32CubeMX配置GPIO的方法：

5.掌握程序烧写和调试的方法。

1.能熟练查阅STM32数据手册；

教学

2.能够依据电路图，正确在面包板上搭建电路；

目

标能力目标

3.能进行STM32CubeMXMCU初始化配置和GPIO设置；

4.能熟练进行程序的烧写和调试。

1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程

和正确的编程思路；

素质目标2.培养团队协作能力：相互沟通、互相帮助、共同学习、共同达到目标；

3.提升自我展示能力：讲述、说明、表述和回答问题：

4.培养可持续发展能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题。

教学

1.Cortex-M3GPIO的结构:

重

点

2.HAL库函数的使用方法。

教学1.识读M3主控板的硬件电路图；

难点2.HAL库函数的使用方法。

教法与

讲授法、任务驱动法、讨论法等。

学法

教学手

段及资教材、PPT、课堂任务单、思维导图。

源

情

学

析

分

使用

《物联网嵌入式技术》。

教材

教学环

学生教学手

节(时间教学内容与教师活动设计意图

活动段

分配)

一、课前学习情况(3min)

自发回帮助学生梳理学过的

课前准备1.总结同学作业完成情况，就重点问题进

答引导知识点和技能，提高PPT

(20min)行集中讲解；

问题教学效果。

2.学生提问不会的问题，同学帮助解答。

《物联网嵌入式技术》课程教案

二、任务描述与要求(2min,PPT第2-5页)帮助学生梳理各个任

1.教师讲解本任务的要求；务点，为学习指明路

2.演示任务1.2的完成效果。径。

教师介绍完任务的要

PPT、

求，演示任务完成效

听讲实操视

果，学生将对本任务

频

的要求有一个感性的

认识，同时也能吸引

其注意力，激发其学

习的积极性。

三、任务分析与计划(lOmin,PPT第6-8页)

通过问题和工作流程

1.引导问题：

的介绍，引导学生明

(1)STM32F103VET6和LED怎样连接？

确实现本任务所需的

(2)如何使用STM32F103VET6,点亮一盏听讲、

知识点和技能点。PPT

LED?做任务

学生分组研讨制定任

2.教师介绍任务的基本工作流程；计划

务计划，培养其职业

3.教师介绍NEWLab实训平台；

能力和团队协作能

4.学生以小组为单位研讨并制定任务计

力。

划.

一、认识STM32Cube嵌入式软件包(5min,

PPT第10-13页)

以STM32CubeFl为例，介绍STM32Cube嵌

入式软件包的构成。

引导问题：写程序先找HAL库手册，手册

在哪里？

二、认识工程框架介(5min,PPT第14-17

页)

介绍MDK-ARM的软件界面各部分功能。学生通过教师设计的

三、认识STM32GPI0(lOmin,PPT第18-24“问题思考”，带着

知识储备页)问题学习任务实施所

听讲PPT

(25min)1.GPI0介绍;需的知识点，可有效

引导问题：地提高其学习的主动

(1)GPIO是什么？性。

(2)查看STM32F103VET6手册,芯片的

GPIO分成几组？每组有多少个引脚，如

何表示？

2.GPIO的结构；

3.GPIO工作模式。

四、分析LED电路(5min,PPT第25-26页)

分析LED电路图纸，并分析工作原理。

引导问题：LED电路还可以如何连接？

《物联网嵌入式技术》课程教案

一、设备准备（2min,PPT第28页）

学生根据【设备清单表】进行设备准备。

二、讲解建议的实施步骤（3min,PPT第29

页）

教师讲解建议的实施步骤。

三、分组进行任务实施（15min,PPT第30-34

页）

教材建议的实施步骤

1.搭建LED电路；

遵循工作过程导向的

2.建立工程并生成代码。

分组开原则。

任务实施四、完善代码（5min,PPT第36页）教材、

展任务学生参考此步骤实

（35min）老师带领学生边讲解边操作完善代码。PPT

实施施，可对其职业能力

引导问题：让LED不亮如何写，试一试？

进行培养。

五、编译程序（2min,PPT第37-38页）

老师带领学生边讲解边操作编译程序，同

时指出容易出现的问题。

六、烧写程序（5min,PPT第39-45页）

老师带领学生边讲解边操作烧写程序，同

时指出容易出现的问题。

七、观察效果（3min,PPT第47页）

查看程序运行结果。

一、经验分享（2min,PPT第49页）

当天轮到的小组选派代表分析本组实施经学生通过对自己的实

任务检查各组自

验。施过程和经验的介课堂任

与评价评、互

二、自评和互评（Imin,PPT第49页）绍，锻炼自我展示能务单

（3min）评

1.小组各成员参照评价标准完成自评；力。

2.完成对其他小组的评价。

借助思维导图帮助学

生梳理任务学习的主

任务小结一、任务小结（5min,PPT第51页）思维导

听讲要知识点和技能操作

（5min）教师总结本任务所学的知识点与技能点。图

步骤，有助于课后巩

固。

一、布置任务拓展题，布置课后作业（Imin,

通过课后任务拓展题

PPT第53页）

和课后作业检验学生

任务拓展教师讲解任务拓展题要求。

听讲对本任务的重点和难PPT

（2min）二、简单分析解题思路（lmin,PPT第53页）

点的掌握情况，培养

教师给出解题思路。

其举一反三的能力.

《物联网嵌入式技术》课程教案

教学反

思

项目一花样流水灯

项目名称授课教师授课时间

控制

1.3任务3控制LED新授

课题名称授课班级授课类型课时2

流水灯闪烁课

L认识GPIO外设』妾口函数的定义；

知识目标

2.掌握Cortex-M3GPIO控制方法。

1.能够依据电路图，正确在面包板上搭建电路；

能力目标2.能够依据MCU的GPIO驱动技术，正确使用HAL库函数控制端口输出；

学

教3.能使用GPIO驱动技术控制LED流水灯闪烁。

目标

1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程

和正确的编程思路；

素质目标2.培养团队协作能力：相互沟通、互相帮助、共同学习、共同达到目标；

3.提升自我展示能力：讲述、说明、表述和回答问题；

4.培养可持续发展能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题。

教学

3.Cortex-M3GPIO的控制方法；

重

点

4.HAL库函数的使用方法。

教学

HAL库函数的使用方法。

难点

教法与

讲授法、任务驱动法、讨论法等。

学法

教学手

段及资教材、PPT、课堂任务单、思维导图、视频。

源

学情

分析

使用

《物联网嵌入式技术》。

教材

《物联网嵌入式技术》课程教案

教学环学生

教学手

节(时间教学内容与教师活动活动设计意图

段

分配)

一、课前学习情况(3min)

自发回帮助学生梳理学过的

3.总结同学作业完成情况，就重点问题进

答引导知识点和技能，提高PPT

行集中讲解；

问题教学效果。

4.学生提问不会的问题，同学帮助解答。

二、任务描述与要求(2min,PPT第2-5页)帮助学生梳理各个任

1.教师讲解本任务的要求；务点，为学习指明路

2.演示任务1.3的完成效果。径。

教师介绍完任务的要

PPT、

求，演示任务完成效

听讲实操视

果，学生将对本任务

频

的要求有一个感性的

课前准备

认识，同时也能吸引

(15min)

其注意力，激发其学

习的积极性。

三、任务分析与计划(lOmin,PPT第6-8页)

通过问题和工作流程

1.引导问题：

的介绍，引导学生明

(1)STM32F103VET6和LED怎样连接？

确实现本任务所需的

(2)如何控制1盏LED闪烁？听讲、

知识点和技能点。PPT

(3)如何控制4盏LED流水?做任务

学生分组研讨制定任

2.教师介绍任务的基本工作流程；计划

务计划，培养其职业

3.教师介绍任务要求中有哪些技术要点；

能力和团队协作能

4.学生以小组为单位研讨并制定任务计

力。

划。

一、认识GPIO外设接口函数(lOmin,PPT

第11-181页)

介绍stm32fIxxhalgpio.c.里八个GPIO

口外设接口函数。

引导问题：

(1)HAL_GPIO_ReadPin什么情况下使

用？学生通过教师设计的

(2)HAL_GPIO_WritePin什么情况下使“问题思考”，带着

知识储备用？问题学习任务实施所

听讲PPT

(25min)(3)HAL_GPIO_TogglePin什么情况下使需的知识点，可有效

用？地提高其学习的主动

二、HAL库延时函数(Imin,PPT第20"页)性。

介绍HALDelay功能。

三、端口初始化和宏定义(8min,PPT第18-20

页)

介绍初始化函数MX_GPIO_Init和宏定义。

四、流水灯电路设计(4min,PPT第22页)

分析LED电路图纸，并分析工作原理。

《物联网嵌入式技术》课程教案

引导问题：LED电路还可以如何连接？

五、GPIO引脚定义（2min,PPT第24-25页）

介绍引脚的写法。

一、设备准备（2min,PPT第27页）

学生根据【设备清单表】进行设备准备。

二、讲解建议的实施步骤（3min,PPT第28

页）

教师讲解建议的实施步骤。

三、分组进行任务实施（15min,PPT第29-38教材建议的实施步骤

页）遵循工作过程导向的

1.搭建LED电路；分组开原则。

任务实施教材、

2.建立工程并生成代码；展任务学生参考此步骤实

（35min）PPT

3.完善代码；实施施，可对其职业能力

引导问题：分析这两条语句的作用是什进行培养。

么？

4—编译程序；

5广烧写程序。

四、观察效果（5min,PPT第40页）

查看程序运行结果，有问题分析问题，调整

电路、调试程序。

一、经验分享（5min,PPT第42页）

当天轮到的小组选派代表分析本组实施经学生通过对自己的实

任务检查各组自

验。施过程和经验的介课堂任

与评价评、

二、自评和互评（3min,PPT第42页）绍，锻炼自我展示能务单

（8min）评

1.小组各成员参照评价标准完成自评；力。

2.完成对其他小组的评价。

借助思维导图帮助学

生梳理任务学习的主

任务小结一、任务小结（5min,PPT第44页）思维导

听讲要知识点和技能操作

（5min）教师总结本任务所学的知识点与技能点。图

步骤，有助于课后巩

固。

一、布置任务拓展题，布置课后作业（Imin,

通过课后任务拓展题

PPT第46页）

和课后作业检验学生

任务拓展教师讲解任务拓展题要求。

听讲对本任务的重点和难PPT

（2min）二、简单分析解题思路（lmin,PPT第46页）

点的掌握情况，培养

教师给出解题思路。

其举一反三的能力。

《物联网嵌入式技术》课程教案

教学反

思

项目名项目二带夜视效果

授课教师授课时间

称的电子门铃

2.1任务1按键轮询新授

课题名称授课班级授课类型课时2

控制蜂鸣器发声课

1.掌握按键控制的方法（轮询方式）；

知识目标

2.掌握蜂鸣器使用方法。

1.能根据功能需求，正确添加代码，使用STM32实现按键检测；

能力目标

教学2.能根据功能需求，正确添加代码，使用GPIO驱动蜂鸣器发声。

目

标1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程

和正确的编程思路；

素质目标2.培养团队协作能力：相互沟通、互相帮助、共同学习、共同达到目标；

3.提升自我展示能力：讲述、说明、表述和回答问题；

4.培养可持续发展能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题。

教学

1.按键的读取方法；

重

点

2.蜂鸣器的驱动方法。

教学

按键的消抖。

难点

教法与

讲授法、任务驱动法、讨论法等。

学法

教学手

段及资教材、PPT、课堂任务单、思维导图、视频。

源

学情

《物联网嵌入式技术》课程教案

分析

使用

《物联网嵌入式技术》。

教材

教学环

学生教学手

节（时间教学内容与教师活动设计意图

活动段

分配）

一、课程导入（5min,PPT第1-3页）

引导场景：生活中的各种门铃。由案例引出任务，通

自发回

引导问题：电子门铃让我们的生活更方便，过引导问题激发学生

答引导PPT

举例说说还有哪些电子门铃？的学习兴趣和积极

问题

性。

二、任务描述与要求（5min,PPT第4-7页）帮助学生梳理各个任

1.教师讲解本任务的要求；务点，为学习指明路

2.演示任务2.1的完成效果。径。

教师介绍完任务的要

PPT、

求，演示任务完成效

听讲实操视

果，学生将对本任务

课前准备频

的要求有一个感性的

（20m