2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程 第9课 LED创意设计-教学设计

2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第9课LED创意设计-教学设计科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2023-2024学年天津市中小学生mixly创意编程第9课LED创意设计-教学设计课程基本信息1.课程名称：mixly创意编程

2.教学年级和班级：八年级（1）班

3.授课时间：2023年11月15日上午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标1.培养学生的计算思维，通过编程实践，提升逻辑推理和问题解决能力。

2.增强学生的创新意识，鼓励学生在LED创意设计中发挥想象力，实现个性化设计。

3.提高学生的信息意识，使学生理解编程在现实生活中的应用，增强信息素养。

4.培养学生的合作精神，通过小组讨论和协作，提升团队协作能力。学情分析八年级的学生在知识层面已经具备了一定的编程基础，对计算机科学和信息技术有一定的了解。在能力方面，学生的逻辑思维能力和动手实践能力有所提升，但个体差异较大。部分学生能够熟练使用编程软件进行基础编程，而另一些学生则可能对编程概念较为陌生。

在素质方面，学生的创新意识和团队合作能力有待提高。在LED创意设计这一课程中，学生需要运用所学知识进行创新设计，这对他们的创新思维提出了挑战。此外，团队合作在项目实施过程中至关重要，学生需要学会与他人沟通、协作，共同完成任务。

行为习惯上，部分学生在课堂学习中表现出注意力不集中、参与度不高的情况，这可能影响他们对编程学习的兴趣和积极性。同时，部分学生可能存在过度依赖教师指导的现象，缺乏自主学习的能力。

综合以上分析，本节课的教学设计应充分考虑学生的个体差异，通过趣味性的教学活动激发学生的学习兴趣，同时注重培养学生的创新意识和团队合作能力，以适应不同层次学生的学习需求。在教学过程中，教师应关注学生的行为习惯，引导他们养成良好的学习态度，提高课堂参与度，为后续编程学习打下坚实基础。教学方法与策略1.采用讲授法结合案例研究，讲解LED创意设计的基本原理和编程技巧。

2.设计小组合作项目，让学生通过实验和实际操作，将理论知识应用于实践。

3.利用互动式游戏，如编程挑战赛，激发学生的学习兴趣，提高编程技能。

4.结合多媒体教学，展示LED创意设计的实际案例，帮助学生理解抽象概念。教学过程一、导入新课

（1）教师：同学们，今天我们来学习mixly创意编程的第9课，LED创意设计。你们对LED灯有什么了解？在日常生活中，你们有没有见过LED灯的应用？

（2）学生：LED灯是一种发光二极管，广泛应用于照明、显示屏等领域。

二、新课导入

（1）教师：很好，那么今天我们就来学习如何用mixly编程控制LED灯，让它按照我们的想法闪烁。首先，我们需要了解LED灯的工作原理。

（2）学生：LED灯通过电流激发半导体材料发光，控制电流的大小可以改变LED灯的亮度。

三、教学活动一：LED灯基础知识

（1）教师：接下来，我们通过mixly软件来学习如何控制LED灯。首先，请同学们打开mixly软件，并新建一个项目。

（2）学生：打开mixly软件，新建项目。

（3）教师：在mixly软件中，我们可以看到很多模块，比如控制模块、显示模块、传感器模块等。今天我们要使用的是控制模块，特别是LED控制模块。

（4）学生：了解LED控制模块的功能。

（5）教师：现在，我们来学习如何使用LED控制模块来控制LED灯。首先，我们需要将LED灯连接到Arduino板上。

（6）学生：将LED灯连接到Arduino板。

（7）教师：接下来，我们编写代码来控制LED灯。请同学们跟我一起编写以下代码：

```

//设置LED灯连接的引脚

intledPin=13;

//设置LED灯的初始状态为关闭

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

//主循环函数

voidloop(){

digitalWrite(ledPin,HIGH);//打开LED灯

delay(1000);//等待1秒

digitalWrite(ledPin,LOW);//关闭LED灯

delay(1000);//等待1秒

}

```

（8）学生：编写代码，上传到Arduino板。

（9）教师：上传代码后，观察LED灯的变化。如果LED灯按照预期闪烁，说明我们的代码编写正确。

四、教学活动二：LED创意设计

（1）教师：现在我们已经学会了如何控制LED灯，接下来我们来发挥创意，设计一个LED灯的闪烁模式。

（2）学生：思考如何设计一个有趣的闪烁模式。

（3）教师：请同学们分组讨论，设计一个LED灯的闪烁模式，并尝试编写代码实现。

（4）学生：分组讨论，设计闪烁模式，编写代码。

（5）教师：请各小组展示他们的设计，并讲解设计思路。

（6）学生：展示设计，讲解设计思路。

五、课堂小结

（1）教师：今天我们学习了LED灯的控制和创意设计。通过学习，我们掌握了mixly编程控制LED灯的方法，并尝试设计了自己的闪烁模式。

（2）学生：回顾今天所学内容，总结LED灯控制的关键步骤。

六、课后作业

（1）教师：请同学们课后尝试设计一个更加复杂的LED灯闪烁模式，并记录下设计过程。

（2）学生：根据所学知识，设计复杂的LED灯闪烁模式，记录设计过程。

七、教学反思

（1）教师：本节课通过实际操作和小组合作，让学生掌握了LED灯的控制和创意设计。在教学过程中，我注意到部分学生对编程概念较为陌生，需要加强基础知识的教学。

（2）学生：通过本节课的学习，我对LED灯的控制有了更深入的了解，同时也提高了自己的编程能力。在今后的学习中，我会继续努力，提高自己的编程水平。教学资源拓展1.拓展资源：

-ArduinoUno开发板与LED灯连接的相关知识，包括不同颜色LED灯的工作原理和电压要求。

-Mixly编程软件的使用技巧，如模块的使用、代码的调试和上传。

-常见的LED灯控制模式，如静态显示、动态扫描、闪烁效果等。

-LED灯在现实生活中的应用案例，如智能家居、广告显示屏、装饰照明等。

2.拓展建议：

-学生可以进一步研究不同类型LED灯的特点和区别，例如LED灯的色温、亮度等级等。

-鼓励学生尝试使用不同颜色的LED灯进行创意设计，比如制作一个动态彩虹灯。

-通过网络资源，了解LED灯控制的高级技术，如PWM（脉冲宽度调制）控制。

-引导学生探究如何利用LED灯进行数据可视化，例如制作温度计或心跳监测器。

-组织学生参观电子市场或科技馆，实地观察和学习LED灯的应用和制作过程。

-推荐学生阅读相关的科普书籍或在线教程，以加深对LED灯编程的理解。

-鼓励学生参加科技创新竞赛或学校组织的编程比赛，将所学知识应用于实际项目。

-安排学生进行小组合作项目，设计并制作一个基于LED灯的互动装置，如音乐反应灯。

-通过网络论坛或社交媒体，与学生分享他们的LED灯创意设计和编程经验，互相学习和交流。

-在课堂之外，鼓励学生进行个人研究，探索LED灯在其他领域的潜在应用。课后作业1.实践作业：

-设计一个LED灯的闪烁程序，要求LED灯按照以下顺序闪烁：慢闪、快闪、闪烁停止。使用Mixly软件编写代码，并将代码上传到Arduino板上进行测试。

2.创意设计：

-设计一个LED灯的动态图案，如心形、星星等。使用Mixly软件编写代码，实现LED灯按照设计图案闪烁。

3.编程挑战：

-编写一个程序，使得LED灯在检测到环境光暗淡时自动点亮，环境光变亮时自动熄灭。使用传感器模块和LED控制模块编写代码。

4.应用拓展：

-设计一个简单的交通信号灯程序，使用三个LED灯分别代表红灯、黄灯和绿灯。根据Mixly软件编写代码，实现交通信号灯的切换。

5.互动项目：

-设计一个互动式的LED灯游戏，如猜数字游戏。当玩家猜对数字时，LED灯会显示相应的图案或颜色。使用Mixly软件编写代码，实现游戏的逻辑。

答案示例：

1.实践作业：

```cpp

intledPin=13;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(1000);

}

```

2.创意设计：

```cpp

intledPin1=2;

intledPin2=3;

intledPin3=4;

voidsetup(){

pinMode(ledPin1,OUTPUT);

pinMode(ledPin2,OUTPUT);

pinMode(ledPin3,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(ledPin1,HIGH);

digitalWrite(ledPin2,LOW);

digitalWrite(ledPin3,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin1,LOW);

digitalWrite(ledPin2,HIGH);

digitalWrite(ledPin3,LOW);

delay(1000);

digitalWrite(ledPin1,LOW);

digitalWrite(ledPin2,LOW);

digitalWrite(ledPin3,HIGH);

delay(1000);

}

```

3.编程挑战：

```cpp

intsensorPin=A0;

intledPin=13;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

if(sensorValue<500){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

}

```

4.应用拓展：

```cpp

intredLedPin=9;

intyellowLedPin=10;

intgreenLedPin=11;

voidsetup(){

pinMode(redLedPin,OUTPUT);

pinMode(yellowLedPin,OUTPUT);

pinMode(greenLedPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

digitalWrite(redLedPin,HIGH);

digitalWrite(yellowLedPin,LOW);

digitalWrite(greenLedPin,LOW);

delay(2000);

digitalWrite(redLedPin,LOW);

digitalWrite(yellowLedPin,HIGH);

digitalWrite(greenLedPin,LOW);

delay(2000);

digitalWrite(redLedPin,LOW);

digitalWrite(yellowLedPin,LOW);

digitalWrite(greenLedPin,HIGH);

delay(2000);

}

```

5.互动项目：

```cpp

intledPin=13;

intbuttonPin=7;

intguess=0;

intrandomNumber=0;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(buttonPin,INPUT_PULLUP);

Serial.begin(9600);

randomNumber=random(1,10);

}

voidloop(){

if(digitalRead(buttonPin)==LOW){

guess++;

Serial.print("Guess:");

Serial.println(guess);

if(guess==randomNumber){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(1000);

digitalWrit