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教学内容 第二单元 第2节 感知光线
教学目标 知道物九合一扩展板组成部分；掌握九合一扩展板和Arduino Uno主板堆叠的方法；知道光线传感器的工作原理及学会使用光线传感器读取环境的光线值。了解九合一扩展板上元件的引脚和功能。
重点难点 本课教学重难点是通过九合一扩展板上的光线传感器来测试课桌桌面的光线值和图书角角落光线值，以此为例学习九合一扩展板上电子元件的使用方法。
教学准备 （一）Arduino Uno主板及九合一扩展板；（二）光线值测试记录表。
教学过程与方法 主 备 复 备
（一）任务导入教师：上节课，我们学习了通过编程的方式控制硬件。回到单元开始的问题，如何知道教室图书角的光线值是否合适呢？本次课围绕测试光线值展开。（二）课堂聚焦教师：要测试光线值得使用光线传感器，Arduino Uno主控板上没有光线传感器，需要增加一个扩展板——九合一扩展板。 教师：这次课我们首先介绍九合一扩展板的结构，了解它包含的电子元件和位置。然后尝试点亮扩展板上的LED灯，以此来熟悉扩展板的使用方法。接着我们认知光线传感器和并使用它来测试环境的光线值。最后请大家学习九合一扩展板其他电子元件的信息。（三）任务分解教师：本节课将分成四个子任务，包括：1.初识九合一扩展板；2.点亮扩展板上LED；3.使用光线传感器测试环境的光线值；4.学习九合一扩展板电子元件信息。（四）子任务突破子任务一：初识九合一扩展板教师：九合一扩展板集成了九个电子元件，分别是LED、RGB LED、红外接收器、光线传感器、LM35温度传感器、蜂鸣器、旋钮、DHT11温湿度传感器和按钮。这些电子元件有些可以从环境中获取信息，如LM35温度传感器，有些元件可以向外传递信息，如LED灯。用Arduino Uno主控板搭配九合一扩展板，结合编程就可以完成许多有趣的创意作品。下面是九合一扩展板的示意图。学生：仔细观看九合一示意图，知道各元件的位置和名称，对照实物，找一找各个电子元件。教师：如何将九合一扩展板和主板搭配起来使用的呢？请大家观察九合一扩展板和主板上的引脚位置。大家有什么发现？学生：引脚的位置是一样的。教师：大家可以直接将九合一扩展板堆叠接插到Arduino Uno主板上，进而实现功能的扩展。学生：尝试堆叠两块板子。子任务二：点亮扩展板上LED教师：九合一扩展板上有一个蓝色的LED灯，标记为“LED13”，意思是这个LED灯连接的引脚是“13”。在第一节中，我们知道Arduino Uno主控板自带的标记为“L”的LED连接在同一个引脚“13”上。点亮主控板上标记为“L”的LED的方法我们已经学习并且掌握了，点亮扩展板上的LED灯的方法相同，请同学们尝试点亮扩展板上的蓝色LED灯，然后再尝试点亮扩展板上红色LED灯。学生：回忆第一节中点亮主控板上LED灯的方法，尝试点亮扩展板上蓝色LED灯和红色LED灯。教师：点亮扩展板上蓝色LED灯和红色LED灯脚本如下： 子任务三：使用光线传感器测试环境的光线值教师：通过点亮扩展板上的LED灯，大家对于编程控制扩展板上的元件方法就比较熟悉了。接下来我们学习使用扩展板上光线传感器来测试环境的光线值，为判断教室图书角光线值是否符合读书条件做准备。教师：光线传感器的作用是什么呢？光线传感器一般用来感知周围环境的光线强度，它将光线强度转换成模拟信号，从而得到当前环境的光线值。请同学们找一找光线传感器在扩展板上的位置，并查看光线传感器标记符号。学生：光线传感器标记为“Light A1”。教师：光线传感器连接的引脚是“A1”，可以测量环境光线得到一个0-1023的数值。请同学们思考一下，通过学习扩展板上LED灯的标记名称和光线传感器的标记名称，大家发现扩展板上元件的标记名称特点了没有？学生：元件标记名称的后面部分是元件引脚位置。教师：要读取模拟引脚上连接的元件数值，要使用这个积木，改变引脚编号，我们就可以读取光线传感器的数值了。请同学们读取当前环境的数值，和小伙伴们比较一下，数值一致不？学生：读取的数值不同，但差异不是很大。教师：请同学们根据老师提供的光线值测试记录表，按照小组完成数据的收集和填写。环境实验次数光线值平均值课桌桌面12345图书角角落12345学生：测试课桌桌面和图书角角落光线值并完成记录表。教师：为了保护青少年视力，《中小学教室照明技术规范》中规定普通教室要维持平均照度要大于等于300lx。扩展板上光线传感器测试得到照度为300lx时，光线值是810。光线值不小于810时，光线充足，否则光线不足，应当补足光照。教师：我们刚才在测试环境光线值时，采用点击积木的方法获得光线值，如果环境中光线发生变化时，我们如何感知到呢？想一想，如何通过编程实现呢？学生：通过使用循环可以实现实时监测环境光线值。子任务四：学习九合一扩展板电子元件信息教师：九合一扩展板上有九个电子元件，请大家学习下面的信息表，尝试编程控制这些元件。学生：学习扩展板上元件信息表，了解各个元件的功能，尝试编程控制。
作业设计 同学们，使用光线传感器可以做出丰富的互动作品，请你尝试实现光线值的实施播报。根据九合一扩展板元件信息表，自己尝试探究各元件的使用效果，并和同学们分享一下。
板书设计
教学反思 从第一节中学生学会了点亮主控板上的LED灯，到本节课学生学会了使用光线传感器测试环境的光线值，学生对于如何将软件和硬件结合起来使用的方法已有初步的体验。学生学习的兴趣也被激发起来，为后续课程学习奠定了基础。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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