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第三单元 《任务一 控制系统连接》教学设计
课题 任务一 控制系统连接 单元 第三单元 学科 劳动技术 年级 八年级
核心素 养目标 劳动观念：认识智能传感与控制系统在生活与科技领域的广泛应用，了解智能技术对社会发展、科技进步的重要意义，树立科技劳动、智慧劳动的观念。 劳动能力：认识Arduino开发板、面包板、各类传感器和电子元件，掌握简单电路的规范连接方法，能够独立完成发光二极管点亮的基础实操。 劳动习惯与品质：养成细致观察、规范操作、严谨接线的良好实验习惯，做事认真细心、遵守实验规则，培养严谨求实的科学品质。 劳动精神：主动探索智能控制新技术，敢于尝试、乐于探究，遇到问题积极思考解决，形成积极进取、勇于创新的科创劳动精神。
教学重点 认识Arduino套件设备、各类传感器、开发板与面包板功能，掌握发光二极管的正确电路连接方法。
教学难点 分清电子元件正负极、规范对接开发板接口，理解智能控制系统与普通开关控制的区别与原理。
教学准备 多媒体课件、计算机、UNO开发板、面包板、导线、发光二极管、9V电池、各类传感器套件；知识准备：提前了解简单电路常识、智能控制生活应用案例。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 一、新知引入（劳动情境） 师：同学们，在我们的生活中，智能电器越来越多。大家平时用遥控器开灯、用手机操控设备，有没有好奇过，这些电器为什么可以不用手动开关，就能自动感应、远程控制呢？ 师：很多同学都有这样的疑惑，就像这位同学提出的问题——学生1：生活中，很多电器可以通过遥控器或手机控制，这是怎么实现的呢？ 师：这个问题提得非常好！其实所有智能设备的自动控制，都离不开一种关键的电子元件，大家知道它是什么吗？ 师：这位同学给出了非常专业的答案！学生2：在智能控制系统中，传感器充当着获取环境信息的“感觉器官”，它们能感知温度、湿度、光线、声音甚至是物体的存在。了解和应用这些传感器是掌握智能控制技术的关键。 师：没错！传感器就是智能设备的“眼睛和耳朵”，是智能控制的核心。今天我们就走进智能科技劳动课堂，认识Arduino智能套件、各类传感器、开发板和面包板，亲手连接电路、点亮指示灯，初步掌握智能控制系统的基础连接技术，开启我们的科创劳动之旅！ 二、劳动目标 ◆认识Arduino套件包含的部分传感器、UNO开发板和面包板。 ◆了解如何将UNO开发板、面包板、发光二极管和电源相连接，提高学习新技术的兴趣。 根据劳动情境认识本课劳动目标并且思考为什么要控制系统连接。 培养学生的观察力和创造力，激发他们对劳动与生活的热爱和表达欲望。
讲授新课 一、劳动准备 1.劳动知识 由于开放源代码和硬件的特性，Arduino社区拥有大量可分享的资源。这些资源有助于初学者快速地找到信息和例程来启动项目。同时，对于高级用户或研究人员来讲，Arduino平台的灵活性和可扩展性使得更复杂、更高级的技术项目的完成成为可能。 2.劳动工具 计算机、发光二极管、UNO 开发板、电线、面包板、9V 电池、各类传感器模块等。 二、实践过程 1.认识Arduino套件包含的部分传感器 传感器一 传感器二 2.认识UNO开发板和面包板 UNO开发板的引脚简介 Arduino UNO是最具代表性的开源微控制器开发板之一，适合初学者和专家进行各种电子编程项目。从简单的家庭项目到复杂的机器人项目，Arduino UNO提供了一个可靠的平台来实现各种产品原型量产前的试验，可以用来完成自动化控制、智能感知系统、教育学习工具等项目。 面包板是一种多用途的万能实验板，可以将小功率的常规电子元器件直接插入，搭接出各式各样的实验电路。由于在面包板上元器件可以反复插接、重复使用，便于电路调试、元件调换，因此面包板非常适合初学电子技术的用户使用。 3.正确使用硬件，将发光二极管点亮 发光二极管有两根金属针脚，长的接UNO开发板的3.3V接口，短的接UNO开发板的GND接口，通过面包板和电线完成电路连接，二极管便可发光。 阅读教材图文：两种不同接法的9V电池供电、两种不同接法的计算机USB供电 ★谈一谈：使用Arduino控制系统控制发光二极管的亮灭与日常使用开关控制灯光之间的区别和联系。 联系：二者都可以实现灯光的点亮与熄灭，都需要完整的电路和电源才能工作。 区别：普通开关是手动控制，只能直接接通或者断开电路；Arduino 控制系统依靠开发板、传感器，可以通过程序自动控制 LED，能实现延时、感应触发等智能效果，控制方式更灵活。 三、劳动评价 1.你成功点亮发光二极管了吗？操作过程中你遇到了哪些困难？通过什么方法解决的？这次实践活动你有哪些收获？和同学们分享一下经验和心得吧。 学生 1：我成功点亮了发光二极管。一开始分不清 LED 长短引脚，接反后灯不亮，对照资料学习，知道长脚是正极、短脚是负极，调整接线就成功了。这次实践让我认识 Arduino 开发板和面包板，学会简单电路搭建，明白了电路正负极不能接反。 学生 2：我在插导线的时候接触不良，LED 时亮时灭，检查面包板插孔，重新插紧导线就解决问题。我体会到电子实验一定要细心，接线规范是实验成功的关键，也感受到智能控制技术的魅力。 2.完成本次任务后，希望同学们能够以客观、公正的态度，邀请老师或同学和自己一起做个评价吧。 评价指标 评价内容 自评 他评劳动观念认识智能控制技术的运用对国家富强、人类发展的意义★★★★★★★★★★劳动能力使用UNO开发板和面包板组成电路，成功点亮发光二极管★★★★★★★★劳动习惯和品质细致认真，操作规范，能够按照正确的步骤进行★★★★★★★★★劳动精神在学习和应用新技术的过程中主动探索，形成积极进取的精神★★★★★★★★★★
劳动思考 1.传感器在智能控制系统中起到什么作用？ 传感器相当于智能设备的“感觉器官”，可以感知温度、光线、声音等环境信息，将物理信号转化为电信号，为智能控制提供数据依据，是实现自动化、智能化控制的核心。 2.为什么面包板适合初学者搭建电路？ 面包板无需焊接，元件可反复插拔、拆卸调试，操作安全便捷，适合新手练习电路搭建与调试。 3.Arduino UNO开发板的优势是什么？ 开源免费、资源丰富、兼容性强、拓展性高，既能完成基础实验，也能制作复杂智能项目，适合青少年学习智能科创技术。 五、拓展延伸 Arduino控制系统的传感器众多，选择一个你最感兴趣的传感器，弄清它的工作原理，并和同学们交流分享。 我选择光敏传感器。原理：光敏传感器可以感知环境光线强弱，把光信号转换成电信号传给开发板。光线强时电阻变小，光线弱时电阻变大，Arduino 读取信号后，就可以实现光线暗时自动开灯、光线充足时关灯，适合制作智能感应灯。 学生了解Arduino开源平台特点，整理实验器材，提前储备智能控制相关基础知识，为实操做好准备。 学生认识各类传感器、开发板和面包板的功能，掌握电路接线规范，动手搭建电路并成功点亮发光二极管，对比区分智能控制与传统开关控制的差异。 学生总结实操中的困难与解决方法，分享实践收获，通过自评、他评客观反思自身劳动表现。 小组讨论、思考、回答 学生自主探究感兴趣的传感器原理，主动拓展智能控制知识，准备与同学交流分享。 帮助学生熟悉学习资源与实验工具，养成课前准备的良好劳动习惯，为后续电路实操奠定知识和器材基础。 让学生掌握智能硬件基础认知与简单电路搭建技能，提升动手实操能力，初步建立智能控制的科学认知。 引导学生反思实操问题、总结经验，培养善于总结、精益求精的劳动品质，树立正确的科技劳动观念。 深化学生对智能控制系统基础原理的理解，夯实理论知识，提升学生的科创思维与知识运用能力。 鼓励学生学以致用、自主探究，拓宽科创视野，培养主动探索、乐于创新的劳动精神。
课堂练习 Arduino开发板模拟端口和数字端口的作用是什么？ 数字端口主要用于输入输出高低电平，控制开关类设备；模拟端口用于接收传感器模拟信号，检测环境数据变化。 完成课堂练习 巩固课堂知识
课堂小结 本节课我认识了Arduino UNO开发板、面包板以及各类智能传感器，了解了开源硬件的优势与应用场景。通过动手搭建电路、规范接线，成功完成LED灯点亮实操，掌握了基础智能电路的连接方法，区分了智能控制与传统手动控制的差异。在实践中培养了严谨规范的操作习惯、主动探索的科创精神，提升了智能劳动素养与科技创新实践能力，深刻认识到智能控制技术对现代社会发展的重要价值。 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 结合本课所学，说说智能控制系统为什么比传统开关控制更具优势？ 传统开关只能手动控制、功能单一；智能控制系统依托传感器和开发板，可自动感知环境、智能调控、可拓展性强，能够实现自动化、智能化作业，适配现代智能生活与科技发展需求。 布置作业书 拓展学生学习能力
板书 任务一 控制系统连接 1.核心器材：UNO开发板、面包板、传感器、LED灯、电源、杜邦线 2.核心原理：传感器采集信号 → 开发板处理 → 设备智能响应 3.实操重点：区分正负极、规范接线、形成完整电路回路 4.技术特点：开源、灵活、可拓展、智能化、自动化 5.素养目标：严谨实操、主动探索、科技创新、智慧劳动 观看板书 强调教学重点内容
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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