《制作无线报警器》教学设计
【 教学内容分析】
本课来自《信息技术》八年级下册第3课“设计无线报警器”第2课时，通过动手实践“制作无线报警器”，让学生在课堂上利用micro:bit硬件和MakeCode编程来真切感受开源硬件在生活中的应用。无线报警器的制作涉及诸多器件，包括温度传感器、蜂鸣器、无线通信等器件与编程，编程用到分支、循环等多种程序设计知识。无线报警器的实现难度较大，需要两块micro:bit硬件合作完成，学生要先学会编写程序实现无线通信及报警功能，再结合温度传感器做进一步功能提升。
【 学情分析】
学生在现实生活中已接触过报警器的发声情况，这对他们理解开源硬件执行指令发声的工作原理有一定帮助。学生通过前面的学习已能够将micro:bit硬件与计算机进行连接且会编写简单的程序。本节课实践性较强，涉及内容较多，编程时又用到多种程序设计技巧，这对开源硬件刚入门的学生来说，难度较大。教学时先从生活中的报警实况入手，结合上节课超温报警器的制作进一步实现无线报警功能。在进行micro:bit无线通信实验时，重在让学生理解发送端和接收端的运作方式，并引导学生配置发送端和接收端，实现micro:bit无线报警功能。
【 教学目标】
1、了解micro:bit无线通信功能；
2、在MakeCode虚拟器中，配置无线通信中的发送端和接收端；
3、连接硬件实现无线通信及报警功能；
4、培养在实际生活中运用可视化编程思维进行解决问题，提升动手能力和信息素养，进一步感受开源硬件的强大功能和魅力。
【 教学重难点】
1、教学重点
1）无线报警器实现原理；
2）用程序实现无线报警器功能；
2、教学难点
用程序实现无线报警器功能。
【 教学过程】
教学环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
创设情境， 导入新课 | 1.创设情境，播放视频《夏季车内温度究竟有多高》 2.提问：我们在离开车后如何及时知晓车内温度过高的情况？ 3.展示教师课前用micro:bit开发板制作好的无线报警器 4.思考：这个无线报警器是如何实现的？ | 带着疑问观看视频。 聆听教师讲解，思考问题； 回答问题：利用无线通信技术，分享各自感受和解决方案。 | 激发学生的学习兴趣。 通过分享交流找到解决办法，引出本节课的任务。 让学生对其设计制作有个初步的映像，为动手实践任务埋下伏笔； |
新课讲授， 原理分析 | 1．提问：什么是无线通信？ 2.通信的目的是为了将信息快速、准确的从一点传输到另一点。 3.无线通信指的是多个节点间不经由导体或者缆线传播的一种通信方式。 4.micro:bit中的无线通信：2.4G HzRF天线和蓝牙5.0，默认使用2.4G无线功能。 | 思考并回答问题； 聆听教师讲解； | 教师讲解无线通信的概念，让学生储备概念性知识，为学生更好的理解无线报警器的工作原理做准备； |
| 1.提问：两块micro:bit开发板间存在怎样的交互？ 2.回顾无线报警器演示中AB板分别做的事情； 3.在无线通信里，存在着发送信息和接收信息的节点，也就是发送端和接收端，这里的发送端就是开发板A，接收端就是开发板B，A板实时检测环境温度，当温度超过预设条件时发出信号，B板在接收到特定信号后发出警报。 | 思考并回顾无线报警器中两块开发板的分工； | 结合课前展示让学生理解无线报警器的工作原理 |
动手实践， 学以致用 | 环节一：配置发送端 1.提问：发送端要做哪些事情？ 2.根据学生回答梳理算法，讲解并演示编程实现； 3.布置任务一：在虚拟器上新建项目，利用模块化编程完成发送端的制作； 4.巡视并指出存在的问题。 |
回答问题 聆听讲解
在模拟器上完成发送端的编程； | 这部分内容实践性较强，教师演示发送端的制作，提出易错点，让学生少走弯路，降低学习难度；增加成功的可能性，为后续学习提升信心； 结合操作文档完成任务。 |
| 环节二：配置接收端 1.提问：接收端应该如何实现？ 2.根据学生回答梳理算法，讲解编程实现； 3.布置任务二：在虚拟器上新建项目，利用模块化编程完成接收端的制作； 4.巡视并指出存在的问题。 | 回答问题
聆听讲解
在模拟器上完成接收端的编程； | 这部分内容在讲授后结合操作文档完成任务。 提高学生应用信息技术能力。 |
| 环节三：连接实测 1.布置任务三：各小组将制作完的发送端和接收端程序分别下载到开发板A和开发板B中，检验能否实现真正的无线报警功能； 2.展示部分小组的实际完成情况； | 连接硬件测试无线报警功能； | 让先做好的学生进行演示，提高自信心，同时形成良性竞争，帮助遇到困难的学生发现问题和解决问题。 |
总结延伸， 拓宽视野 | 1.回顾本节所学内容； 2.提问：你希望micro:bit开发板还可以实现什么功能？ 3.分享视频《智能家居模型》 |
头脑风暴分享交流； 观看视频，感受开源硬件的魅力； | 在交流讨论中培养锻炼学生的发散思维，激发他们创造的欲望； 透过视频了解开发板结合其它传感器设计的创客作品，感受开源硬件的强大功能和魅力。 |