资源简介

第1课 LED小灯闪烁 教学设计
教学内容分析
本课为八年级上册第二单元“物联网实验流程——灯光警报呼叫器”的起始课，承担着引导学生初步了解物联网实验平台操作流程、掌握基础软硬件控制技能的关键任务。课题“LED小灯闪烁”看似简单，实则是学习后续呼叫器模块中灯光提示、设备协作等功能的技术基础。通过本课的学习，学生将建立起对物联网系统中“输入—处理—输出”基本模型的初步认知，为后续应对传感器数据处理与控制响应等复杂任务提供认知支撑。
课程内容聚焦主控板与LED灯的连接与控制，教学过程中引导学生从“点亮一个LED小灯”入手，逐步过渡到控制其闪烁节奏，帮助学生理解数字信号控制的原理，掌握编程平台的基本使用方法与图形化程序设计思路。课中实验任务设置由浅入深，通过动手搭建、程序调试等过程，培养学生的逻辑分析与问题解决能力。
本课在单元整体结构中承担“技术入门”和“工具熟悉”的功能价值，是学生迈入项目化实践学习的重要起点。通过本课的学习，学生将逐步建立起对物联网系统控制流程的初步理解，感受到信息技术与现实生活之间的关联性，为后续实现设备通信、完成综合应用任务打下坚实基础。同时，课程融入“可感、可控、可编程”的教学理念，强调操作体验、问题导向与项目意识，引导学生在真实问题中建构知识，发展核心素养。
学习者分析
本课的授课对象为八年级学生，他们已完成信息科技七年级课程的学习，具备一定的计算思维基础和图形化编程经验。在前面的学习中，学生已初步接触过输入输出设备的控制，如利用图形化平台控制蜂鸣器、按钮、LED灯等基础模块，对“编程—执行—结果显示”的基本流程已有直观认识。同时，在小学阶段部分学生已接触过类似的开源硬件平台，因此学生在软硬件操作上的接受能力总体较强。
然而，由于初中阶段的物联网内容相较以往更具系统性和工程性，本课中主控板的硬件接线与调试操作，对学生的动手能力和空间逻辑能力提出了更高要求。部分学生在实际操作中可能会出现接线错误、程序编写语义不清等问题，容易因细节出错导致实验失败，进而产生挫败感。
此外，八年级学生普遍对“使小灯亮起来”这一任务本身充满兴趣，乐于尝试与探索。但由于年龄特点，其系统性思维尚在发展中，面对“LED灯为什么能闪烁”“控制逻辑如何设计”等问题时，往往缺乏深入思考和归纳能力。因此，在教学中需通过多样化的问题引导、及时的动手操作与清晰的演示讲解，帮助学生在动手实践中逐步建构对“控制—响应”这一过程的认知框架。
本课旨在引导学生从日常生活视角切入，通过实践活动逐步完成从“工具使用者”向“系统构建者”的角色转变，为后续多设备协同的物联网系统搭建打下良好基础。
学习目标确定
（1）通过学习主控板和LED灯的连接方法，掌握硬件连接的基本操作技能，形成对物联网项目实践的初步认识。
（2）通过学习编程平台的基本使用方法，获得控制LED灯亮灭的图形化编程经验，形成利用程序解决简单实际问题的认知。
（3）通过调试“LED小灯闪烁”程序，形成对物联网实验流程的初步理解，培养分析实验结果并优化程序的能力。
教学重点和难点
（1）教学重点
① 掌握物联网实验硬件和编程软件平台的基本操作方法，包括主控板与LED灯的连接与调试、编程环境的设置以及通过图形化编程实现LED灯的亮灭控制。
② 体验“输入—处理—输出”的系统逻辑，建立起对物联网硬件与软件相结合的认知框架。
③ 理解硬件与软件在信息交互中的关系，熟悉基本的编程指令及逻辑结构。
（2）教学难点
如何将自然语言描述的控制需求转化为图形化编程代码，并在程序设计与调试中理清逻辑结构。
教学活动设计
教师活动 学生活动 支撑的资源
环节一 情境导入——生活中LED的应用
教师活动 出示图片或视频，展示如路灯闪烁、汽车转向灯等场景，提问：“这些灯是如何实现自动闪烁的？”引导学生将注意力集中在“信息控制”这一主题上。 学生活动 观察与思考，积极回答关于“生活中闪烁的灯的应用与控制方式”的问题，激发兴趣。 情境引导图片（如楼道感应灯、智能夜灯等）、LED灯实物样品。
活动意图说明：利用生活情境激发学生兴趣，引导其意识到信息技术在现实生活中的普遍应用，为后续学习建立动机与关联。
环节二 探究学习一——认识主控板与LED模块
教师活动 教师出示物联网实验平台实物或图片，逐一介绍平台结构（主控板、扩展板、电源、LED灯等）及LED灯的构造和工作原理（正负极连接、数字口控制），强调操作中需注意正负极和接口编号。 学生活动 在教师演示下观察元件实物，记录LED灯的连接方法和主控板接口信息，理解“高电平点亮灯、低电平熄灭灯”的控制原理。 物联网实验平台实物或图片、LED灯电路图、Mind+元件介绍页。
活动意图说明：通过观察实物与图解，理解巩固主控板与LED灯模块连接的基本概念，强化学生动手前的准备意识。
环节三 探究学习二——LED灯闪烁程序设计
教师活动 演示图形化编程平台的使用，依次添加“点亮LED灯”“延时”“熄灭LED灯”等模块，解释程序逻辑。提出问题：“如何让灯一直闪烁？”引导学生思考如何使用编程模块。 学生活动 根据教师演示，自主拖拽积木完成闪烁程序编写。 连接示意图、Mind+编程软件、任务提示卡（程序示例）。
活动意图说明：培养学生从自然语言描述过渡到程序表达的能力，初步建立编程逻辑思维，提升建构能力。
环节四 实践操作——硬件连接与程序下载
教师活动 指导学生将LED灯与主控板完成接线，检查电源、引脚连接是否正确，协助下载程序至主控板。 学生活动 小组协作完成接线与程序下载，观察LED灯闪烁效果，记录遇到的问题。 连接示意图、Mind+编程软件、任务提示卡（程序示例）。
活动意图说明：在真实情境中动手实践，提升学生的操作技能，并通过问题记录培养问题发现与解决意识。
环节五 拓展提升——任务变式设计
教师活动 提出拓展问题：“能否让LED灯闪烁速度变快或变慢？能否让它闪两次再停？”鼓励学生修改延时时间或增加结构模块。 学生活动 学生根据自身兴趣设计不同的闪烁节奏与模式，尝试修改并验证结果。 Mind+示例程序片段、学生作品展示板。
活动意图说明：激发学生的创造性思维，通过多样化设计提升学生对程序的理解深度，强化计算思维。
环节六 小结反思——知识梳理与反思提升
教师活动 总结本节课的核心知识点，包括LED灯的工作原理、图形化编程流程与主控板的作用等，鼓励学生分享编程过程中遇到的问题及解决策略。 学生活动 回顾课程内容，填写学习记录单，反思本节课中的收获与困惑之处。 板书回顾要点、课后延伸任务单。
活动意图说明：巩固学习成果，提升学生对信息系统“输入—处理—输出”的整体认识，强化学习闭环。
本课学习评价量表
评价维度 优秀 良好 合格 待提升
硬件连接操作 独立快速完成主控板与LED灯的接线，线路整齐规范，连接稳定 在少量帮助下完成接线，线路较清晰，基本无误 连接过程较慢，有接错或松动的情况，但能调试通过 连接不完整或反复出错，需教师反复干预
程序编写能力 能使用图形化模块编写清晰规范的LED灯闪烁程序，结构简洁，逻辑准确 能实现LED灯闪烁，程序结构基本合理，存在少量冗余 能借助提示实现基本的LED灯闪烁功能，程序逻辑较混乱 无法独立编写程序或程序运行失败
任务完成情况 LED灯闪烁功能实现稳定，可调频率和次数，并尝试了个性化设置（如序列、节奏） 正确实现基础闪烁功能，能对程序进行简单调试 功能基本实现，但闪烁效果不稳定，参数设置不合理 闪烁功能未实现或实现效果差
计算思维表现 善于将任务拆解为子任务，灵活运用循环与延时控制模块优化程序结构 能理解顺序执行与延时逻辑，程序中能体现基本控制思路 依赖示例模板，控制结构理解浅显，调试过程较被动 缺乏问题分析与程序调整思维，未能形成控制概念
学习过程表现 学习积极主动，能主动与同伴交流问题与思路，学习状态专注 能较好地投入任务，有合作意识与调试耐心 参与了学习活动但缺乏主动性，部分环节注意力不集中 表现消极，缺乏参与意愿，学习状态较差

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