资源简介

第二单元
智慧生活更精彩
一、单元知识结构
二、单元分析
本单元为开源硬件创意制作类学习单元。是以Arduino为硬件平台、以Scraino为编程工具，通过硬件搭建、检测与控制电路，编写控制程序上传代码，实现对Arduino各种动作和行为的控制任务。
本单元通过完成硬件搭建、程序编写、简单调试等创意制作任务，解决生活实际问题，感受Arduino创意的神奇魅力，培养对Arduino创意制作学习的兴趣和STEM素养，促进学生全面而有个性的发展。
（一）单元项目主题的构思与设计
本单元以智慧生活为项目主题，通过制作智能照明、防火防盗、智慧花保姆、温控风扇等几个任务完成基本智慧家居创意作品的设计与制作。
本单元共包含7课和一个主题活动，均围绕智慧家居的主题情境设计教学内容。
第7课：提出智慧生活的理念，引出设计智慧家居创意作品所需要的硬件、软件环境，简单介绍Arduino UNO板的基本结构与常见端口，认识Scraino的基本界面，学会简单编程并上传到控制器运行。
第8课：认识LED灯，学会搭建基本电路，学会编程控制LED灯，学会制作流水灯。
第9课：认识声音传感器、光线传感器，从楼道灯引出如何实现声光控灯的制作。
第10课：认识火焰传感器、人体红外传感器，并通过它们控制蜂鸣器，实现智能防火防盗系统。
第11课：认识超声波传感器，并通过它们控制无源蜂鸣器，实现健身伴奏系统。
第12课：通过湿度传感器探知土壤湿度，用舵机控制放水机关，实现自动浇水的智慧花保姆系统。
第13课：学习使用电机驱动板，并用温度传感器控制风扇的开启与关闭，进而实现对风扇转速的控制。
主题活动：智能家居DIY。运用本单元所学知识，从光密码锁系统、智能收衣系统、智能采光系统、智能鱼缸四个任务中任选一个制作。
（二）单元教学目标
在本单元的学习活动中，以项目化主题“智慧生活更精彩”为线索，通过观察、思考、设计、制作、实验等活动获得丰富的学习体验，在生活中发现问题，在实践中解决问题，在活动中获得知识。提高学生的创新能力、综合设计能力和动手实践能力，进而
培养和提升学生的STEM素养。要求学生学完本单元可以到达如下要求：
1．认识Arduino UNO板，了解传感器的作用。
2．会使用常见的传感器等制作声控灯、家庭防火防盗、智慧花保姆、温控风扇等创意作品。
（三）单元教学重难点
Arduino创意课程涉及的知识领域十分广泛，但是课程的核心价值在于学生创造力思维以及实践能力的培养，因此教材在编写的时候应该在知识与技能习得的基础上，侧重过程与方法部分，在实践中培养学生的情感态度与价值观。
（四）单元教学要求
对于Arduino创意制作等实践性较强的创造课程，运用什么方法能更有效发挥学生的特长及创造性，怎样的教学策略能够激发学生学习兴趣，怎样的教学策略能够维护课堂秩序使得教学顺利进行。要灵活调整教学策略，改变教学方式，根据课堂的教学实际把一些突发事件转化为比较流畅、生动的教学环节。需要Arduino课程教学教师深入体会、不断习得，并不断总结教学工作中的经验与教训，多与同行交流。
评价中应重参与、重过程，强调评价主体的多元化，教学内容的综合性和全面性，评价标准的合理性以及评价方法、手段的多样性。多使用激励性原则，为学生的好奇心保鲜，同时鼓励他们发挥自己的长处，大胆尝试，创作出满意的作品，提高创新能力以及实践能力。
第7课：智慧生活我领航
要求学生能够了解Arduino UNO板的基本结构，认识Scraino的基本界面，学会用拖拽方式编写脚本，并上传至Arduino UNO板运行。
第8课：缤纷生活我点亮
要求学生能够认识LED灯，学会点亮LED灯电路的搭建，学会对LED灯的控制，学会流水灯的制作。
第9课：智能照明声光控
要求学生能够使用光线传感器、声音传感器，并会用它们制作声光控灯。
第10课：防火防盗巧设计
要求学生能够认识火焰传感器、人体红外传感、蜂鸣器，并用它们制作智能防火防盗系统。
第11课：快乐健身智伴奏
要求学生能够使用超声波传感器测距，用测到的距离调整无源蜂鸣器发声频率，实现伴奏系统。
第12课：家庭智慧花保姆
要求学生能够认识通过湿度传感器探知土壤湿度，学会使用舵机，制作智慧花保姆系统。
第13课：温控风扇知冷暖
要求学生能够使用电机驱动板，实现用温度传感器对风扇转速的控制。
单元知识梳理与评价
单元知识梳理打破课时界限，以知识的逻辑性进行知识的梳理，并以SOLO分类评价理论为指导进行学习评价。
单元主题活动
单元主题活动设计呼应单元项目主题，渗透德育教育与STEM教育核心素养。本单元设计了“智能家居DIY”主题活动，目的在于通过DIY智能家居系统，让学生进一步了解Arduino的强大功能，能根据需求制作实用、易用的小创意作品。
（五）教学准备
1．教师知识准备
（1）教师需要熟悉Arduino UNO板功能，熟悉Arduino IDE编程语言。熟练掌握Scraino编程，会使用它构建常见的互动系统。
（2）教师要熟悉SOLO分类评价理论，并能灵活运用SOLO分类理论设计课堂提问、课堂检测和教学评价，发挥评价的诊断、促进与发展作用。
2．教学软硬件的准备
本单元需要硬件为多媒体网络教室。Arduino设备，按照2～3人一套器材进行配置。最低要求：Arduino UNO主板、原型扩展板、电机驱动板、面包板、USB线、杜邦线（若干）、3P线（若干）、LED灯（至少三个）、光线传感器、声音传感器、温度传感器、火焰传感器、数字人体红外传感器、无源蜂鸣器、超声波传感器、土壤湿度传感器、小风扇、电池、舵机、小电机（带动风扇转动）、有源蜂鸣器。
软件环境：Windows7操作系统或以上，安装Arduino IDE，Seraino 0.2.6或以上，可以采用图形化编程插件-Ardublock作为参考。
（六）教学评价
本套教材采用SOLO分类理论为指导进行教学评价。
三、建议学时
第7课 智慧生活我领航 1．认识Arduino UNO板。 2．熟悉Scraino软件。 3．学会点亮Arduino UNO板L处的灯。
第8课 缤纷生活我点亮 1．认识LED灯。 2．点亮LED灯。 3．学会制作流水灯。
第9课 智能照明声光控 1．认识常见的传感器。 2．学会制作声光控LED灯。
第10课 防火防盗巧设计 1．了解火焰传感器、人体红外传感器和蜂鸣器。 2．学会制作家庭防火防盗系统。
第11课 快乐健身智伴奏 1．了解无源蜂鸣器、超声波传感器。 2．学会制作健身伴奏系统。
第12课 家庭智慧花保姆 1．了解土壤湿度传感器和舵机的作用。 2．学会使用土壤湿度传感器和舵机。 3．学会制作家庭智慧花保姆系统。
第13课 温控风扇知冷暖 1．了解温度传感器和Arduino电机驱动板。 2．学会使用温度传感器和Arduino电机驱动板。 3．学会制作温控风扇。
主题活动：智能家居DIY 1．单元知识梳理与评价。 2．智能家居DIY。

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