开源硬件及软件PPT课件下载小学信息技术川教版（2019）六年级上册

教学设计

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一、单元导入

欢欢体验了物联网及其应用，感到非常兴奋，想把它们应用到教室里。

欢欢体验了物联网及其应用，感到非常兴奋，想把它们应用到教室里。

二、新课导入

 欢欢的志愿者岗位是图书角管理员。他发现有时候光线不足，同学们也没意识到应该开灯，担心这样看书会造成眼睛近视。你有什么好办法吗？

情景展示：

欢欢： 爷爷，我想保护同学们的视力，让他们在光线合适的图书角看书，但不知道该怎么做？

爷爷：你可以上网查一查，寻找解决方案。

欢欢利用搜索引擎查找资料，经过分析发现可以借助开源硬件来解决问题。

我们需要了解开源硬件、开源软件及其相应的操作方法。

这节课有哪些部分需要我们注意呢？

小提示：

1、开源硬件

2、开源软件

3、点亮、熄灭Arduino板上的灯

三、知识积累,学一学

1、开源硬件

开源硬件是指电路原理图、材料清单、设计图等都使用开源许可协议设计、授权的硬件，在遵守协议的前提下人们可以制造、使用、修改。

你知道哪些开源硬件信息？

(1) Arduino

如图2-1-1所示的Arduino是一款较为常见的开源硬件，它是以ATmega 328单片机为核心的主控板，对外围设备兼容性强，加上价格低廉，网络学习资源丰富，初学者容易上手，因此深受广大电子爱好者的喜爱。

（2）树莓派

如图2-1-2所示的树莓派是一块只有银行卡大小的微型电脑。它价格低廉，扩展性强，能够实现很多普通电脑才能完成的工作。

(3) micro: bit

如图2-1-3所示的miero: bit 是一款基于ARM架构的主控板。它是继Arduino、树莓派之后，又一款适合中小学生学习的工具。

（4）掌控板

如图2-1-4所示的掌控板是中国原创的开源硬件，它是一块以MieroPython微控制器为核心，仅有银行卡一半大小的主控板。它板载了很多传感器，还有一块小屏幕，支持众多编程软件。

综合考虑价格和易用性，欢欢选择了Arduino，因为它价格低廉、简单易用。它有很多种型号，其中，最为常用的是Arduino Uno主控板，习惯上简称Arduino板。

欢欢发现用于编程的软件有很多，其中有许多是可以自由使用的开源软件。

情景展示：

欢欢：爷爷，Arduino板怎么用呢？

爷爷：我们可以借助软件编程来实现对Arduino板的控制。

2、开源软件

开源软件就是开放源代码的软件，在遵守相关协议的前提下，人们可以自由使用、修改、分发。常见的安卓、Linux等属于开源的系统软件，Seratch、Mind+等编程软件属于开源的应用软件。

欢欢选择了Mind+，它是一款基于Seratch3扩展的图形化编程软件，能支持Arduino、miero.bit等各种开源硬件。

在浏览器里搜索Mind+，我们以Win_ V1.6.2_RC2.0为例，下载到本地，安装完成后，从电脑桌面找到Mind+软件，双击启动。

观察Mind+界面由哪几部分组成？

情景展示：

欢欢：爷爷，接下来我该怎么做呢？

爷爷：我们需要让Mind+识别到Arduino主控板。

3、软件与硬件的通讯

（1）添加 “Arduino Uno”扩展

进人Mind+界面后，在左下角找到图标“扩展”，单击，在主控板选项卡中选择 “Arduino Uno”，如图2-1-6所示，选中后返回。

（1）添加 “Arduino Uno”扩展

可以看到Mind+主界面左侧底部，增加了Arduino

（2）连接设备，建立通讯

用USB连接线将Arduino板和电脑的USB口连接起来，如图2-1-7所示。

连接成功后，会显示连接的端口号及 “连接设备成功”字样如图2-1-9所示。

这样就建立起了Mind+和Arduino板的通讯，可以通过编程实现任务。

情景展示：

欢欢：爷爷，现在可以给Arduino板编程了吗？

爷爷：可以的，我们来编程点亮一盏灯。

四、技能学习，试一试

Arduino板白带了一个通常被标记为“L”的LED（发光二极管），默认连接到引脚13。引脚13既可以用作输入，也可以用作输出。用作输出时，就相当于电源开关，通过编程，开启或者关闭引脚13所连接的设备。

1、试一试

从“Arduino”类里找到“设置数字引脚2输出为高电平”拖到“积木搭建区”，单击此积木，观察主控板上标记为"L”的LED有没有反应，想一想，为什么？

2、做一做

单击“2”里的小三角，把编号 “2”换为“13”，成为 “设置数字引脚13输出为高电平”，再单击此积木，观察标记为“L”的LED状态。

3、改一改

将积木中“高电平”改成“低电平”，单击 积木，观察标记为“L”的LED的状态。

我们发现，LED熄灭了。

情景展示：

欢欢：我发现，只要正确选择了LED所在的引脚，设置高电平可以点亮这盏灯,设置低电平就可以熄灭这盏灯。

五、互帮互助，做一做

Mind+有很多积木，请根据学过的相关知识，尝试用更多的积木搭建脚本，实现闪烁灯或者其他效果。

六、学习延伸，读一读

 Arduino板上除了单片机，还集成了很多设备接口，可以连接多种外围设备。对应的接口及作用如表2-1-2所示。

七、课堂小结

今天你有哪些收获？遇到了哪些困难？是怎么解决的？还有哪些困惑？

七、作业布置

    预习下一课《感知光线》。

观看

思考

学习

了解

了解

思考

学习

学习

思考；表达

操作练习

交流表达

操作练习

了解

交流表达

预习下一课

创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣；

了解本节课学习任务

了解开源硬件

培养倾听习惯

增加知识面

锻炼思维

了解开源软件

了解软件与硬件的通讯

培养动脑思考能力

培养表达能力

培养动手能力

培养表达能力

举一反三

增加知识面

培养表达能力

培养自主学习能力

板书

第1节  开源硬件及软件

1、开源硬件

2、开源软件