第2课 小灯眨眼 小灯呼吸

第2课小灯眨眼小灯呼吸

一、教材分析

本节课选自校本课程《有趣的Arduino系列教程基于mind+编程》第一章

第2课《小灯呼吸小灯眨眼》。教学内容是熟悉Arduino主板，掌握PWM端口

的输出，使用循环程序解决问题。本节课是后面课程中舵机、传感器等使用1勺基

础，是十分吸引学生的内容。

二、学生分析

学生通过第一节课的学习，学生已经熟悉了Arduino的编程环境Mind+平台,

为本节课理解呼吸LED灯的工作原理做好铺垫。

三、教学准备

Arduino主控板、红色、黄色、绿色LED灯、连接线、USB数据线、充电

宝、灯罩壳。

四、教学目标

（一）知识与技能

1.呼吸LED灯硬件电路的搭建

2.变量的含义和应用

3.循环程序的使用

（-）过程与方法

1.经历将思想转换成程序流程的过程，提升程序设计思想。

2.尝试使用变量进行定义，使用循环程序解决问题。

3.使用小组合作团队学习法合作解决问题

（三））情感态度价值观

1.经历设计程序解决问题的过程，增强利用程序解决问题的自信心，激发学

生进一步

学习算法和程序的热情，促进个性发展。

2.学生小组讨论能力和展示对话能力得到训练。

3.培养学生自主学习，合作探究能力。

五、教学重点

1.呼吸LED灯硬件电路的搭建

2.高低电平接口以及PWM引脚。

3.循环程序的使用

六、教学难点

1.多个LED的组合搭建和程序设计。

2.PWM引脚电压变化的实现。

七、教学过程。

Arduinouno介绍

教师：同学们，给大家看一只神奇的金鱼。教师展示金鱼，金鱼眼睛忽

闪忽闪的，非常生动，此外，金鱼眼睛还会呼吸。这是怎么实现的呢？今天,

我们就来学习小灯眨眼和呼吸。

首先，教师给大家以小组为单位，每组发一块Arduinouno主控板，对

照课本，仔细观察，认识它的构成。

5分钟后，学生小组汇报，形成以下结果:

AFEF接口数字端口(0-13)

(PWMD3.5、&9、10、11)

GND

系统自修复端口

复位按做一卜D13引脚信号指示灯

—r-J-'士・k串口通讯指示灯

••

USB接口一H

—DFRduinoH^一电源指示灯

UNO)oons

Z

1・s・v-icspma

■.U

二川I

USB转串口芯片,

IKI।-微控'nega328P

DC插头一►

（外置供电接口）

横报端口（。

复位端口VIN〜5）

3.3V检出GND

5V输出

教师小结：Arduinouno主控板相当于我们人的大脑，负责对所有输入

输出信号的调节和控制。

2.传感器与执行器

教师：同学们，我们接受信息通过人体的什么器官实现？

学生：眼睛、鼻子、嘴巴、耳朵、手。。。。。。

教师：非常好。其实这些信息Arduinoun。主控板也可以采集到，但是

它借用的是传感器。

传感器：读取外界信息，并将其处理成电信号。相当于人体感知器官。

传感器采集了信息后，最后需要做什么，由执行器来执行，我们通常说

是输出了特定的信号。

执行器：对外输出电信号，驱动它工作，如亮灯，鸣叫，转动等。

3.模块接口

引导学生发现传感器上的接口共同点：

VCC：代表电源正极，可用字母V表示，一般红色标识。

CND：代表电源负极，可用字母G表示，一般用黑色标识-

SIG：代表信号接口，可用字母S表示。

4.扩展板

教师引导：有时候，我们需要同时采集很多的信息，同时又要输出很多

信息，那这个时候接口就不够用，而且线路也接得非常凌乱，该怎么办呢？

这时，扩展板可以引出更多的5V与GND接口，不同的扩展板还有相

应的功能。比如有些扩展板可以直接驱动电机，有些扩展板提供更多的蛇机

接口。

5.小灯眨眼

小组任务一。尝试让小灯眨眼。

学生自主探究后，动手在Mind+平台编程实现。

教师注意引导学生在Mind+平台要选择停.

对应的主控板。一

ArrfulfvoUno

此外要记得一键安装驱动。

［区设置数字引脚7・喻出为高电平，

一o4

［置设置数字引*7・给出为低电平•

教师注意引导学生发现高电平和低电平分别对应的电压以及这里设置

等待1秒的目的。

效果分析:

数字引脚输出状态有两种，高电平与低电平，高电平亮灯，低电平灭灯C

6.小灯呼吸

小组任务二。尝试让小灯呼吸。

圄Uno主秘3?

循环执行

«2蕤，691^

重复执行国

将亮度•增加

设置pwm引脚9▼输出变量壳度

等待秒

将亮度,糊口

圜设置pwm引脚9•输出变量一

^e(3i9

教师小结：效果分析：数字接口中3、5、6、9、11前面有〜标识，代表

pwm接口，它们不仅可以输出高低电平，还可以控制输出电压的大小，结合

循环命令，让电压逐步增大，从而达到灯光亮度的实现。

八、教学反思

回顾课堂上师生的表现，总结如下：

(-)成功之处

1.教师准备了拓展创客微视频，掌握知识快的学生完成任务后，可以观

看微视频学习新的内容，体现了“学生为主，教师为辅”理念。由于课程内

容充实，统一让学生下课后再收纳Arduino硬件器材，放回原位，帮助学生

养成善始善终的习惯。

2.学生课前的固有思维是：闪烁的LED灯只有亮和灭两种状态。但呼吸

灯的LF.D亮度状态一直在变化，新旧知识之间产生认知冲突，产生了探究

学习的欲望。

3.整节课的任务是制作实用的智能呼吸灯，学生的思维活跃，积极与老

师互动，任务完成的较好。有的同学给智能呼吸灯制作了形状美观的灯罩；

有的同学将家里闲置的透明罐子带来装饰智能呼吸灯；还有的同学直接用纸

和剪刀创作漂亮的灯罩。课后学生相互之间继续讨论智能光控灯的制作方法,

并且主动与我交流想法。

7.(二)不足之处