资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 信息技术 年级 高二 学期 秋季
课题 4.1 人机互动的项目开发
教学目标
1.根据情境确定对人机互动项目的具体需求，保持对信息的敏感度，锻炼意识层面在数字化学习环境下的适应性。 2.沿用开源硬件项目开发的一般过程与方法，逐步完成创意与需求、可行性分析、规划与制作、调试与迭代等步骤，最终完成分析报告、解决问题。 3.针对实际需要，综合运用开源硬件的开发基础，对已有的创意需求进行可行性分析，能够进行逐步骤的可行性分析，有意识地进行功能规划，编写软硬件的实现，得到创意的项目实践结果，并进行调试和迭代，提高“造物”能力。 4.通过“电脑魔法控制器”这一开源硬件项目的开发实践，感受信息时代创意的重要价值，积极拓展知识和思维，借助数字化工具灵活应用开源硬件的开发基础，实现一定的人机交互功能。感受信息化社会的时代需求，成为信息社会的合格公民。
教学内容
本节内容来源于浙教版信息技术选择性必修6：开源硬件项目设计，具体包含了基于事物特征的分析，设计基于开源硬件的作品开发方案，描述作品各组成部分及其功能作用，明确各组成部分之间的调用关系。根据设计方案，选择恰当的开源硬件，搜索相关的使用说明资料，审查与优化作品设计方案。根据设计方案，利用开源硬件的设计工具或编程语言，实现作品的各种功能模块。根据设计方案，测试、运行作品的数据采集、运算处理、数据输出、调控执行等各项功能，优化设计方案。 教学重点： 1. 综合运用开源硬件开发的编程基础，在需求分析的基础上对项目进行规划与制作，从而形成分析结果。 2. 从项目实践的过程中体验并理解开源硬件开发的一般流程，包括创意与需求、可行性分析、规划与制作、调试与迭代，逐步建立起独立进行人机项目设计开发的能力。 教学难点： 综合运用开源硬件开发的编程基础，在需求分析的基础上对项目进行规划与制作实践。
教学过程
创意与需求 1.1 请打开课堂活动资源包中的视频“1创客嘉年华.mp4”文件。
结合自己的生活经验与开源硬件开发基础，想一想自己的创意开源硬件项目。如果有想法，请简单地写下来；如果没有，请继续观看视频进行学习。
1.2 请打开课堂活动资源包中的视频“2PPT翻页笔.mp4”，根据如下的“需求清单”表格，对“电脑魔法控制器”这一项目进行需求分析，并确定主次需求。 表格 1“电脑魔法控制器”需求分析 编号主要/次要需求描述理由【例】远程控制摆脱数据线的束缚，实现无线控制使得用户能在教室的任何角落控制PPT
本项目的主要需求为___________________________，次要需求为_____________________。 可行性分析 请根据以下的流程，逐一考虑清单中需求的可行性，即能否通过现有的技术手段进行实现。补充需求分析表格中的可行性列。 表格 2“电脑魔法控制器”可行性分析 主要/次要需求描述理由是否可行远程控制摆脱数据线的束缚，实现无线控制使得用户能在教室的任何角落控制PPT
规划与制作 3.1 “电脑魔法控制器”项目功能整体规划 3.2 “电脑魔法控制器”项目硬件组成 “电脑魔法控制器”的系统框架如下： 硬件选择：_________________ 3.3 “电脑魔法控制器”项目软件设计 表格 3“电脑魔法控制器”三个模块的通信协议描述 编号指令控制器接收器应用程序（如PPT）1上一页按下a，发送字符A收到字符A，串口发送A收到字符A，模拟键盘“左移”2下一页按下b，发送字符B收到字符B，串口发送B收到字符B，模拟键盘“右移”
控制器代码 控制器负责将用户的按键信息转化为字符，通过无线的方式发送给接收器。 核心代码 实现代码 接收器代码 接收器的作用是将无线发过来的信息，通过串口转发给计算机。考虑到信息干扰，代码中只针对处理A、B两种字符串，其他的全部过滤。 核心代码 实现代码 串口应用程序核心代码及实现 串口应用程序的作用是读取串口信息，然后将读取的串口信息转化为模拟的按键信息。下面是键盘键值表，按键对应的数字就是ASCII码。 根据键盘键值表，针对需要实现的功能，我们先进行按键分析如下。 表格 4 “电脑魔法控制器”控制PPT播放的按键分析 功能按键键值上一页左移键37下一页右移键39进入演示模式F5116退出演示模式ESC27
在Python中模拟按键功能，要导入win32api和win32con两个库，导入这两个库之后，结合键值表及按键分析，核心代码如下。 核心代码 实现代码（注意：ser.port='COM4'处要根据接收端micro:bit设备的串口号进行修改） 调试与迭代 4.1 实践整合与调试 项目实践是否成功？请同学们根据以下的操作提示进行实践整合与调试。 将“接收器”的micro:bit连到电脑上，查看设备管理器中的串口号，相应地修改串口应用程序“magicAPP.py”的串口代码。 F5运行串口应用程序“magicAPP.py” 为“控制器”的micro:bit加电，分别按下a,b按键，观察“控制器”、“接收器”的变化，观察放映的PPT是否实现上下翻页 4.2 功能扩展 ① 对于“电脑魔法控制器”这个项目，同学们还有哪些想要实现的功能呢？请各抒己见并尝试完善。 ② 在一个区域内，若有多人使用该“电脑魔法控制器”，就会造成干扰，有哪些办法可以解决干扰问题？ 课堂评价 教师活动 1.请学生进行自评 评分项自我评价能够根据个体需求，初步制定并实施利用开源硬件的编程基础的人机交互项目设计需求分析方案，并能在过程中对处理方法进行不断反思与迭代。3 2 1能够根据不同的需求选择合适的技术或工具，逐一实现项目的可行性分析。3 2 1能够根据需求选择合适的技术或工具实现项目功能模块及可视化呈现，提高项目开发的效率。3 2 1能够拓展和迁移知识，并能自主进行项目设计，选择合适的数据处理技术或工具完成不同的场景下的需求3 2 1在今后的日常工作及生活中，会积极主动地进行创意发现，并能够采取合适的处理技术或工具进行独立解决。3 2 1评价参考标准： 3=思路清晰完整，操作熟练规范，紧密联系生活实际，提出新的合理性观念想法； 2=能大致描述或回答问题，在他人帮助下完成各项活动，能够简单结合常见的生活实例； 1=解决问题时，无法从数据中获取所需信息，未能联系自己的学习生活。
学生活动 对课堂学习进行评价 设计意图及资源准备 通过终结性评价，使学生对本节课的知识进行系统化整理，并思考有待改善或加强的方向。
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。

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