第3节 抽奖盒子-控制舵机教学设计初中信息技术（信息科技）第二册河北大学版（第3版）

第第页第3节抽奖盒子——控制舵机教学设计初中信息技术（信息科技）第二册河北大学版（第3版）备课时间年月日第周课时主备人执教人教学课题课型设计意图本节“抽奖盒子——控制舵机教学设计”旨在通过编程实践，引导学生深入理解舵机的控制原理，培养学生的动手操作能力和问题解决能力。结合河北大学版《信息科技》第二册教材内容，通过设计与实现抽奖盒子的项目，让学生在实践中掌握舵机的控制方法，增强信息技术的应用意识。核心素养目标1.培养学生的计算思维，通过编程实践解决实际问题。

2.提升学生的创新精神和实践能力，激发对信息技术学习的兴趣。

3.增强学生的合作意识，通过团队协作完成项目任务。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基础的编程知识，包括变量、循环、条件语句等基本概念，以及简单的图形化编程或文本编程技能。他们可能已经接触过Arduino或其他类似的编程平台，对舵机的基本工作原理有一定了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

学生对编程和电子制作通常表现出较高的兴趣，他们喜欢动手实践和解决问题。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维能力和分析问题的能力。学习风格上，部分学生可能更喜欢动手操作，而另一部分学生则更倾向于通过阅读和理解来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在控制舵机时可能会遇到编程逻辑错误、舵机响应不灵敏或编程环境设置不当等问题。此外，对于编程初学者来说，理解舵机的控制代码和编程流程可能存在一定的难度。学生可能需要时间来适应从理论到实践的转变，以及处理编程中的调试和错误处理。教学方法与策略1.采用项目导向学习法，通过设计抽奖盒子的实际项目，引导学生动手实践和解决问题。

2.结合讲授与讨论，先讲解舵机控制原理和编程逻辑，再通过小组讨论的形式让学生分享学习心得。

3.利用实验和游戏活动，如设置舵机控制挑战赛，增强学生的参与度和学习兴趣。

4.选用多媒体教学资源，如视频演示、代码示例和互动软件，辅助学生理解和掌握相关技能。教学过程一、导入新课

（老师）同学们，大家好！今天我们来学习一个有趣的项目——抽奖盒子。你们有没有想过，如何用编程来控制一个抽奖的过程呢？今天，我们就将一起探索如何通过控制舵机来实现这个功能。

（学生）老师，听起来很有趣！我们之前学过编程，但是不知道如何控制舵机。

二、新课讲授

（老师）好的，首先，让我们回顾一下舵机的基本原理。舵机是一种可以精确控制角度的电子装置，它由一个伺服电机和一个控制电路组成。通过发送特定的脉冲信号，我们可以控制舵机转动到不同的角度。

（学生）老师，那我们怎么发送这些脉冲信号呢？

（老师）这就需要我们用到编程。在Arduino平台上，我们可以通过编写代码来控制舵机的动作。接下来，我将为大家展示如何编写控制舵机的代码。

（老师）首先，我们需要定义舵机的控制引脚。在Arduino中，我们可以使用`pinMode()`函数来设置引脚模式。然后，使用`servo.write()`函数来控制舵机的角度。

（学生）老师，那我们如何让舵机转动到特定的角度呢？

（老师）这就需要我们了解舵机的工作原理。舵机通常需要1到2毫秒的脉冲信号来控制角度，我们可以通过调整`write()`函数中的参数来控制脉冲宽度，从而控制舵机的角度。

三、实践操作

（老师）接下来，让我们一起来实践一下。请同学们按照以下步骤进行操作：

1.准备Arduino开发板、舵机、连接线等实验器材。

2.编写控制舵机的代码，包括初始化舵机、设置控制引脚、发送脉冲信号等。

3.将代码上传到Arduino开发板，观察舵机是否能够按照预期转动。

4.调整代码参数，尝试控制舵机转动到不同的角度。

（学生）老师，我们按照步骤操作，但是舵机没有转动。

（老师）不要着急，可能是代码中某个参数设置错误。我们可以检查一下代码，看看是否有遗漏或错误。

（学生）老师，我们检查了代码，发现脉冲宽度设置不正确。我们调整了参数后，舵机开始转动。

四、拓展延伸

（老师）同学们，通过今天的实践，我们学会了如何使用Arduino控制舵机。接下来，我们可以尝试将这个原理应用到其他项目中，比如制作一个可以自动转动的相机支架，或者控制一个机械臂进行简单的动作。

（学生）老师，这个项目很有用，我们可以用它来做很多有趣的事情。

五、课堂小结

（老师）今天我们学习了如何使用Arduino控制舵机，掌握了舵机控制的基本原理和编程方法。希望大家能够将所学知识应用到实际项目中，不断提升自己的编程能力。

（学生）老师，我们学到了很多新的知识，非常感谢老师的讲解。

六、课后作业

（老师）同学们，课后请完成以下作业：

1.尝试编写一个简单的抽奖程序，使用舵机控制抽奖盒子的开关。

2.思考如何将舵机控制应用到其他项目中，并尝试设计一个项目方案。

（学生）好的，老师，我们一定会认真完成作业的。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.技能提升：

学生通过本节课的学习，掌握了舵机的基本原理和Arduino编程方法，能够独立编写简单的控制舵机的代码。他们学会了如何设置舵机的控制引脚、发送脉冲信号以及调整脉冲宽度来控制舵机的角度。这些技能不仅为后续的电子制作和编程学习奠定了基础，也为学生未来在科技领域的发展提供了有力支持。

2.问题解决能力：

在实践操作过程中，学生遇到了各种问题，如代码错误、舵机响应不灵敏等。通过自主探索和小组讨论，学生们学会了如何分析问题、查找原因并解决问题。这种问题解决能力的提升对于学生未来的学习和生活都具有重要作用。

3.创新思维：

在设计抽奖盒子的项目中，学生需要发挥自己的创意，将所学知识应用于实际项目中。通过这个过程，学生的创新思维得到了锻炼，他们能够将理论知识与实际应用相结合，提出具有创新性的解决方案。

4.团队合作：

在小组讨论和合作完成项目的过程中，学生学会了与他人沟通、协作，共同解决问题。这种团队合作能力的提升对于学生未来的学习和工作都具有积极意义。

5.学习兴趣：

通过本节课的学习，学生对编程和电子制作产生了浓厚的兴趣。他们在实践中感受到了编程的乐趣，激发了进一步学习的动力。这种学习兴趣的激发有助于学生形成终身学习的理念。

6.知识掌握：

学生在本节课中学习了舵机的基本原理、Arduino编程方法以及编程思维等知识点。他们能够熟练运用所学知识解决实际问题，如编写控制舵机的代码、设计抽奖程序等。这些知识点的掌握为学生在信息技术领域的深入学习打下了坚实基础。

7.实践能力：

学生通过实际操作，将理论知识转化为实践技能。他们学会了如何使用Arduino开发板、舵机等实验器材，掌握了编程软件的使用方法。这种实践能力的提升有助于学生在未来的学习和工作中更好地应对实际问题。

8.自主学习：

在本节课中，学生学会了如何自主查找资料、解决问题。他们能够根据项目需求，自主学习和掌握相关知识点。这种自主学习能力的提升对于学生未来的学习和发展具有重要意义。【板书设计】①舵机基本原理

-舵机组成：伺服电机、控制电路

-工作原理：脉冲信号控制角度

-脉冲宽度：1-2毫秒

②Arduino编程方法

-初始化舵机：`servo.attach()`

-设置控制引脚：`pinMode()`

-发送脉冲信号：`servo.write()`

③编程代码示例

-初始化舵机

-设置控制引脚

-发送脉冲信号控制舵机角度

-调整脉冲宽度

④抽奖盒子项目

-项目目标：控制舵机实现抽奖功能

-实验步骤：编写代码、上传程序、观察舵机动作

⑤知识点总结

-舵机控制原理

-Arduino编程方法

-编程实践与项目设计【重点题型整理】1.题型一：编写Arduino代码控制舵机转动到特定角度

-题目：请编写Arduino代码，使舵机转动到90度角度。

-答案：```cpp

#include<Servo.h>

ServomyServo;

voidsetup(){

myServo.attach(9);//设置舵机控制引脚为9号引脚

}

voidloop(){

myServo.write(90);//舵机转动到90度

delay(1000);//等待1秒

}

```

2.题型二：调整脉冲宽度以控制舵机角度

-题目：编写Arduino代码，使舵机从0度转动到180度，每10度停留1秒。

-答案：```cpp

#include<Servo.h>

ServomyServo;

voidsetup(){

myServo.attach(9);//设置舵机控制引脚为9号引脚

}

voidloop(){

for(intangle=0;angle<=180;angle+=10){

myServo.write(angle);//舵机转动到指定角度

delay(1000);//等待1秒

}

}

```

3.题型三：设计一个简单的抽奖程序

-题目：编写Arduino代码，控制舵机随机转动到0到180度之间的一个随机角度，模拟抽奖过程。

-答案：```cpp

#include<Servo.h>

#include<Random.h>

ServomyServo;

Randomrandom;

voidsetup(){

myServo.attach(9);//设置舵机控制引脚为9号引脚

random.seed(analogRead(0));//初始化随机数发生器

}

voidloop(){

intangle=random(0,181);//生成0到180之间的随机角度

myServo.write(angle);//舵机转动到随机角度

delay(1000);//等待1秒

}

```

4.题型四：使用Arduino控制多个舵机

-题目：编写Arduino代码，同时控制两个舵机，分别转动到不同的角度。

-答案：```cpp

#include<Servo.h>

Servoservo1;

Servoservo2;

voidsetup(){

servo1.attach(9);//设置第一个舵机控制引脚为9号引脚

servo2.attach(10);//设置第二个舵机控制引脚为10号引脚

}

voidloop(){

servo1.write(90);//第一个舵机转动到90度

servo2.write(180);//第二个舵机转动到180度

delay(1000);//等待1秒

}

```

5.题型五：舵机控制实验报告

-题目：设计一个实