人工智能课例教学设计
学 校 | 银川市金凤区实验小学 | 授课教师 | 吴雅星 | 学 科 | 人工智能 | ||
课题 | 智能走马灯 | ||||||
教 材 内 容 |
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教学目标 | 1.了解并探究走马灯的动效原理。 2.理解依次点亮6盏单色LED的编程思路。 3.理解光线传感器基本工作原理并尝试利用其检测环境中的光线的方法和语句。 4.尝试搭建走马灯模型实现灯光流动与闪烁的效果 5.通过小组汇报的方式，展示汇报自己的作品。 | ||||||
教学重难点 | 1.尝试搭建走马灯。 2.尝试通过编程实现走马灯的多种方式探究，利用单色LED灯依次闪烁的效果，实现走马灯的功能。 3.编程思路的梳理，通过流程图设计，实现通过单色LED灯及光线传感器的多种使用方式，实现走马灯的功能。 | ||||||
教学准备 | 初级零件模块（核心控制板、USB转TTL模块，传感器扩展板，USB连接线，传感器连接线，电池横扩模块，红绿黄单色LED灯各两个，光线传感器。）、电脑、作品记录单、笔 | ||||||
教学课时 | 2课时 | ||||||
教学过程 | |||||||
教师活动 | 学生活动 | 设计意图 | |||||
一、引入探究 1.上节课学习的“呼吸灯”，这节课我们趁热打铁继续认识彩灯家族的成员，并利用它制作一个“走马灯”，即本节课主题——智能走马灯 师：走马灯是什么？ 师：看几张走马灯的图片和视频，讲讲走马灯的原理是什么？ 师：几种方式可以实现灯光动起来的感觉？ 2.师：我们来看一下今天的任务
任务分别逐步递增：简单易行的——选择学生操作演示 稍微难的——小组自学探究共同解决问题 创意实现的需要集思广益——小组合作汇报 师：古代的走马灯是怎么转起来的呢？ 走马灯:古称蟠螭灯（秦汉）、仙音烛和转鹫灯（唐宋）、马骑灯（明），是元宵、中秋等佳节供人玩赏的传统灯笼之一。它利用热空气上升产生推力的原理制成。灯内点上蜡烛，热气上升形成气流，令轮轴转动，同时烛光将轮轴上的剪纸的投影射到屏上，图像便不断走动。因剪纸常做成古代武将骑马的图像，灯转动起来就好像几个人你追我赶一样，顾名走马灯。 | 讲述走马灯原理及历史； 生：古代典故、样式、出现的场景、效果原理等等… 讨论按灯光流动起来的方式。 生：①添加马达，让灯笼的外壁旋转起来，里面的灯光照映形成走马灯 ②让小灯逐个亮起，实现灯光流动的效果
| 了解并讨论出走马灯的动效原理 | |||||
二、原理探究 1.模块清单 回顾基础模块：教师播放PPT，学生来讲模块名称及功能 (1)核心控制板 核心控制板（Core）主控模块用于加载程序，控制其他模块的运作。 (2)USB-TTL模块(1个) 把USB转换成串口，配合主控，用于加载程序，同时可通过USB为其他模块进行供电。 (3)传感器扩展板 传感器扩展板-插座式（SensorHub）能使大部分传感器轻松地和控制板连接。 (4) USB连接线 将USB连接线一端插入USB转TTL模块，就可以将程序加载到模块张，也可以通过电脑给应用供电。 (5) 传感器连接线 传感器线（SensorCable）四色传感器线，黑色线GND，红色线对应VCC,黄色和白色为数据传输线。 (6) 电池横扩模块 电源模块，配合核心模块及其他模块使用。通过两节3.7V锂电池为电路供电。 (7) 光线传感器 用于检测环境中的光线的有无和光照强度。 (8) 单色LED灯 包括红绿黄三种颜色的LED灯，亮度可调控。本小节中使用了红绿黄三种颜色的LED灯各2个 2.连接方式
强调几点： ①两个RED LED分别连接到2、8号管脚 ②两个GREEN LED分别连接到4、10号管脚 ③两个YELLOW LED分别连接到6、12号管脚 ④ 光线传感器连接到A0管脚 | 模块认识和讲解； 尝试探究硬件连接方式； | 认识常见传感器的链接方式和基本原理 | |||||
三、项目制作 任务一：点亮所有的小灯教师讲解程序程序基本操作步骤
2.任务二：利用光线传感器检测环境中的光线——教师引导学生探究
3.任务三：设计一个灯光流动与闪烁的走马灯效果——教师引导学生进行任务合作 | 任务一：点亮所有的小灯——学生操作演示 ②学生5分钟实操，动手编写单色LED灯程序 ③学生操作演示并讲解单色LED灯的使用方法和编程技巧(管脚的选择、COM口的选择) 任务二：利用光线传感器检测环境中的光线——小组自学探究 ①学生了解光线传感器，光线传感器检测光照强度，范围在0-1023 ②学生结合数学知识=、≠、＜、＞等，认识逻辑选项卡中逻辑语句 ③教师进行任务二描述，学生绘制流程图 ④根据流程图完成任务二程序编写
3.任务三：设计一个灯光流动与闪烁的走马灯效果——小组合作汇报 | 小组合作完成作品 | |||||
四、分享评价 教师引导并组织各小组汇报 | 小组汇报演示： 小组长：汇报本组任务分工，例如：现在由我们小组汇报，请大家认真倾听，首先由***来讲解，请***演示，***补充，***小结。 组员：讲解作品设计理念、搭建创意、编程思路、功能实现等，演示同学配合讲解成员进行功能、外观等演示。 其他组员：补充讲解，组长或指定成员进行小结，例如：我们小组汇报完毕，大家有什么问题或者有什么建议？台上的学生直接点名台下学生回答，演示小组成员针对台下学生提出的问题和建议进行回答。 | 小组汇报作品，展示本节课所学和成果 | |||||
五、创新应用 1.说说这节课你尝试了什么知识，有哪些收获，还有哪些疑惑？ 2.还可以做出哪些灯光流动效果呢？ | 总结知识点，头脑风暴讲述创新想法 | 培养学生创新能力及总结能力 | |||||
板书设计 | |||||||
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