第4课 实现灯光警报呼叫器 教学设计 1. 教学内容分析 本课旨在通过灯光警报呼叫器的综合功能实现，让学生深入理解物联网系统中通信与协作的重要性。教学内容涵盖多主控板之间的通信原理、设备的协同控制及其在实际物联网系统中的应用。本课强化了学生对硬件设备的系统性认知，尤其是在多设备协作和复杂逻辑设计方面，学生将学习如何通过通信模块实现远程信号传递及多功能设备控制。 通过参与硬件连接、程序设计和多设备调试的实践活动，学生在分析任务需求、设计解决方案、完成功能实现的过程中，逐步培养系统化的工程思维与问题解决能力。本课的重点在于实现多设备之间的信息传递与协作，通过软硬件结合帮助学生全面理解多设备通信的逻辑与方法。在实际操作中，学生将体验工程实践的复杂性，并从此过程中获得成就感，同时提升程序调试能力与优化能力。 在设计灯光警报呼叫器的综合功能时，学生可以加入创新设计，如为液晶显示屏设置多种显示模式，或通过按钮实现警报强度的动态调节，探索物联网系统功能的扩展性。在系统整合过程中，学生不仅要关注硬件设备的功能实现，还需要优化程序结构，确保通信的稳定性与准确性，从而提升实际系统的可靠性与高效性。 本课内容将物联网技术的通信原理、设备协作与编程实现相结合，学生在学习中需要兼顾硬件与软件的综合运用，同时理解信号传递、逻辑判断和多设备协同的技术内涵。这种结合了工程实践与编程设计的学习方式，能够帮助学生掌握解决复杂实际问题的方法，并培养他们对物联网系统设计与优化的兴趣与能力。 本课主要培养的学科核心素养为信息意识和计算思维。 信息意识：本课通过多主控板通信与信号传递的实践，让学生深刻理解信息流在物联网系统中的核心作用。通过尝试实现警报信息的远程显示与控制，学生逐步认识到信息技术在提升工作效率、实现智能化生活中的关键意义，增强对信息获取、处理与传递的重视意识。同时，结合生活中的物联网应用案例（如智能家居报警系统），学生能够将所学技术应用于实际问题的解决中，进一步强化对信息技术的社会价值和应用潜力的认知。 计算思维：在编写多设备通信程序的过程中，学生需要分析多主控板之间的交互逻辑，从而设计完整的控制流程，尤其是对通信模块与条件判断的综合应用，可充分锻炼学生的逻辑推理与算法设计能力。通过参与使用“如果……那么执行……”条件控制的编程实践，学生能够梳理复杂的功能需求，分解任务并通过抽象化的计算机语言实现目标功能，培养计算思维的条理性与系统性。 2. 学习者分析 学生在前两课中已掌握基本的输出控制（LED灯、蜂鸣器）与信息显示技能（液晶显示屏），具备初步的程序逻辑构建与硬件连接经验。本课在此基础上引入输入模块———按钮，不仅让学生首次接触到“用户输入”的概念，也标志着物联网系统控制方式从单向控制向交互式控制的转变，这一转变对学生理解物联网系统的交互本质具有关键意义。 尽管学生在日常生活中对“按钮触发”“按键输入”等现象较为熟悉（如电梯按钮、灯光开关等），但要想将其转化为代码控制逻辑，尤其是理解“状态检测—判断执行”的流程控制机制，仍存在一定困难。同时，部分学生可能在理解“高低电平变化”与“程序响应”之间的映射关系方面较为困难。此外，程序中涉及条件判断与状态控制的程序结构，对学生的逻辑推理能力要求较高。 本课旨在帮助学生建立对人机交互机制的理解，引导其掌握事件触发、状态响应等关键程序逻辑，同时深化对多模块协同控制的系统性认知，为后续实现智能判断与设备联动提供必要支撑。 3. 学习目标确定 （1）通过本课的学习，掌握多主控板通信的基本原理与操作方法，理解信号在物联网系统中的传递方式，并能通过实际操作实现多主控板之间 ... ...
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