1、智能彩燈課堂及心得xxxx年6月10日至6月12日，浙江省中小學(xué)信息技術(shù)疑難問(wèn)題解決專題研訓(xùn)活動(dòng)在溫州市九山湖畔的溫州市籀園小學(xué)和溫州市第四中學(xué)舉行，旨在明確浙江省義務(wù)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究等在實(shí)際課堂中的實(shí)施情況。在浙江省教研員z老師、溫州市教研員z老師和溫州中學(xué)z老師的支持與鼓勵(lì)下，我十分幸運(yùn)地開(kāi)出了一節(jié)關(guān)于Arduino開(kāi)源機(jī)器人的公開(kāi)課智能彩燈。一、問(wèn)題描述隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機(jī)器人教學(xué)也逐漸地進(jìn)入了中小學(xué)信息技術(shù)的課堂。然而大部分人（包括學(xué)生、教師）對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)卻只停留在表層，認(rèn)為只有帶輪子的、會(huì)動(dòng)的、有機(jī)械臂的才算是機(jī)器人；其實(shí)生活中有許許多多機(jī)器人的應(yīng)用，如：A

2、TM取款機(jī)、交通紅綠燈、超市的自動(dòng)門等。而對(duì)LED燈的控制則是機(jī)器人最為常見(jiàn)的一種生活應(yīng)用，也是機(jī)器人入門的一般途徑，故初步確定本節(jié)機(jī)器人公開(kāi)課的主題為：智能彩燈全彩LED燈光色彩的調(diào)制。二、設(shè)計(jì)方案一：基礎(chǔ)任務(wù)：利用Word軟件獲取顏色RGB值，用數(shù)值控制全彩LED燈的燈光色彩；進(jìn)階任務(wù)：利用電位器控制全彩LED燈光色彩，電位器數(shù)量為：13個(gè)。方案二：基礎(chǔ)任務(wù)：利用Word軟件獲取顏色RGB值，用數(shù)值的設(shè)置調(diào)制全彩LED燈光色彩；進(jìn)階任務(wù)：制作創(chuàng)意小臺(tái)燈。方案三：基礎(chǔ)任務(wù)：利用一個(gè)電位器調(diào)制全彩LED燈光色彩；進(jìn)階任務(wù)：制作創(chuàng)意小臺(tái)燈。根據(jù)學(xué)情，學(xué)生雖然是第二節(jié)課接觸Arduino，但在Ar

3、duino機(jī)器人方面仍然是零基礎(chǔ)狀態(tài)。再結(jié)合40分鐘的課堂環(huán)節(jié)的預(yù)設(shè)、機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容的難易情況分析，最終確定了本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容為方案一：基礎(chǔ)任務(wù)利用Word軟件獲取顏色RGB值，用數(shù)值控制全彩LED燈光色彩，進(jìn)階任務(wù)利用電位器控制全彩LED燈光色彩。三、RGB三原色原理1、三原色原理：利用紅色（R）、綠色（G）、藍(lán)色（B）三種顏色的不同濃度的混合可以調(diào)制出各種色彩，其中RGB三色值的范圍：0255。2、獲取顏色的RGB值：在Word軟件的“字體顏色”工具的“顏色”對(duì)話框中的“自定義”選項(xiàng)卡下，可以任意選擇喜歡的顏色，同時(shí)可以獲得該顏色的RGB值，如圖所示。四、硬件搭建1、全彩LED燈模塊本節(jié)課

4、所用到的全彩LED燈模塊是由紅、綠、藍(lán)三個(gè)單色LED燈共陽(yáng)極（5伏電壓）組合而成的，該模塊的三種顏色信號(hào)輸出范圍是0255，可以通過(guò)PWM端口控制三種顏色信號(hào)的變化得到多種燈光色彩（也可通過(guò)高低電平控制其中三個(gè)單色LED的亮滅）。2、電位器課堂任務(wù)中所涉及的電位器是采用奧松公司的Arduino旋轉(zhuǎn)角度傳感器，輸入信號(hào)為模擬信號(hào)：01023，可調(diào)角度為：0300度，接口為：S、+、-。3、硬件連接1）通過(guò)USB數(shù)據(jù)線，連接ArduinoUno控制器與計(jì)算機(jī)。2）將全彩LED燈模塊連接到ArduinoUno控制器板的PWM端口上，記錄LED燈顏色信號(hào)針腳所連接的PWM端口的編號(hào)（3、5、6、9、1

5、0、11），如：11號(hào)（R針腳）、10號(hào)（B針腳）、9號(hào)（G針腳）端口，V則接正極：Vcc。3）將電位器模塊連接到ArduinoUno控制器板的模擬端口上，記錄電位器所連接的模擬端口編號(hào)（0、1、2、3、4、5、6、7），如：7號(hào)、6號(hào)、5號(hào)模擬端口（以3個(gè)電位器為例）。五、程序編寫完成硬件的搭建之后，通過(guò)程序的編寫就可控制全彩LED燈光色彩的調(diào)制了。Arduino機(jī)器人可采用圖形化的編程Ardublock?；A(chǔ)任務(wù)用數(shù)值控制全彩LED燈參考程序如下：進(jìn)階任務(wù)用電位器控制全彩LED燈參考程序如下（以3個(gè)電位器控制3種顏色為例）：六、拓展應(yīng)用根據(jù)“7學(xué)習(xí)模式”，所有的學(xué)習(xí)材料都可以被組織成一個(gè)“

6、7E”概念框架，分別是：激勵(lì)（Excite）、探索（Explore）、解釋（Explain）、擴(kuò)充（Expand）、延伸（Extend）、交流（Exchange）、測(cè)驗(yàn)（Examine）。學(xué)生通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)與動(dòng)手，已經(jīng)掌握了用數(shù)值和電位器控制全彩LED燈光色彩；可以在本節(jié)課的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)遷移和延伸，發(fā)揮想象和創(chuàng)意利用不同傳感器的結(jié)合使用，來(lái)控制全彩LED燈光色彩。例如：結(jié)合電位器、光敏傳感器、溫度傳感器、聲控傳感器等實(shí)現(xiàn)全彩1口燈光色彩的控制，既是對(duì)學(xué)生創(chuàng)意的鍛煉，又可引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)接觸更多的傳感器，為各種傳感器及輸出模塊的綜合應(yīng)用做好鋪墊。七、教學(xué)實(shí)踐（一）激發(fā)興趣，導(dǎo)入新課教師

7、：在同學(xué)們眼里，機(jī)器人應(yīng)該是和變形金剛里的擎天柱一樣（圖）。其實(shí)，機(jī)器人也可以這樣（圖，工業(yè)機(jī)器人）。能自動(dòng)執(zhí)行工作任務(wù)的機(jī)器裝置，都可以稱為機(jī)器人。我們上課用的機(jī)器人是小車樣子的（展示實(shí)物）。機(jī)器人可以劃分為3個(gè)部分：輸入裝置、輸出裝置和控制系統(tǒng)（課件、圖）。LED燈是最常見(jiàn)的輸出裝置。【燈光變色視頻導(dǎo)入】教師：上節(jié)課，我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了呼吸燈的制作，這節(jié)課讓我們繼續(xù)進(jìn)行研究；請(qǐng)大家觀看一個(gè)LED燈的視頻。（播放YeeLight視頻）教師：視頻中的燈有什么變化？小組討論一下：可以用上節(jié)課學(xué)的LED燈顯示多種顏色嗎？（引導(dǎo)：若提供的單色LED燈不止一個(gè)，而是紅綠藍(lán)三個(gè)不同顏色的LED燈呢？）教師：

8、（引導(dǎo)：將紅色、藍(lán)色、綠色三種顏色混合就可以產(chǎn)生其他顏色，就是我們常說(shuō)的RGB三原色原理。）現(xiàn)在就讓我們具體地認(rèn)識(shí)一下“RGB三原色原理”。（二）講解新知，操作演練【RGB三原色原理】教師：科學(xué)發(fā)現(xiàn)，所有的顏色都可以通過(guò)紅、綠、藍(lán)的不同比例混合得到，這就是RGB三原色原理。（播放PPT/教師講述調(diào)色案例）1、顏料混合圖片（引導(dǎo)：中的，顏色調(diào)制）2、RGB三原色中，紅、藍(lán)、綠顏色值的范圍都為：0255。RGB三原色值的范圍R（紅）0255B（藍(lán)）0255G（綠）0255【全彩LED燈的工作原理】教師：那么進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)RGB三原色原理后，可想而知：視頻中的LED燈是利用紅色、綠色、藍(lán)色三盞單色LE

9、D組合而成的，這種LED叫做全彩LED。今天，老師也為大家?guī)?lái)了一盞全彩LED。（實(shí)物展示全彩LED燈模塊）一盞全彩LED燈所包含的紅色Red）藍(lán)色Blue）綠包Green）單色燈，與全彩LED燈的R、B、G針腳相對(duì)應(yīng)。（PPT播放全彩LED燈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介）1以上范文由精心整理，如果您覺(jué)得有用，請(qǐng)收藏及關(guān)注我們，或向其它人分享我們。轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處全彩LED燈單色LED針腳V紅色R藍(lán)色B綠色G教師：RGB三原色值與LED燈亮度值范圍一致。RGB三原色值的范圍全彩LED燈針腳值的范圍R0255R0255B0255B0255G0255G0255【重點(diǎn)提示】這一款全彩LED的R、B、G針腳值與RGB三原

10、色的R、B、G值相反?！緬伋鲆蓡?wèn)1】教師：如何利用全彩LED燈顯示出你喜歡的燈光色彩呢？首先，必須獲取喜歡顏色的RGB值。顏色RGB值的獲取方法1）打開(kāi)WORD軟件2）在“開(kāi)始”菜單中，選擇“字體顏色”選項(xiàng)卡中的“其他顏色”。3）在彈出的對(duì)話框中，選擇“自定義”選項(xiàng)卡。4）拖動(dòng)光標(biāo)與滑塊，選擇一種喜歡的顏色，獲取該顏色的RGB值。5）記錄該顏色RGB值，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的R、B、G針腳值。教師：演示連接全彩LED燈與Arduino主板1）用“紅線”連接LED燈V針腳與Arduino主板數(shù)字針腳中的一個(gè)正極針腳。2）用“紅線”連接LED燈R針腳與Arduino主板PWM端口的S針腳，如：9號(hào)針腳S極。

11、3）用“藍(lán)線”連接LED燈B針腳與Arduino主板PWM端口的S針腳，如：6號(hào)針腳S極。4）用“綠線”連接LED燈G針腳與Arduino主板PWM端口的S針腳，如：5號(hào)針腳S極。全彩LED燈針腳Arduino主板PWM端口：3、5、6、9、10、11VVCCRG5號(hào)S板記錄連接的針腳編號(hào)。教師：演示在全彩LED燈中顯示該顏色）打開(kāi)arduino編程軟件的Ardublock可視化編程界面。2）從“引腳”選項(xiàng)卡中拖拽出3個(gè)“設(shè)定模擬針腳值”，設(shè)置對(duì)應(yīng)的端口號(hào)。3）設(shè)置R、B、G針腳對(duì)應(yīng)的模擬值為該顏色對(duì)應(yīng)的“RGB”值。4）選擇正確的串口號(hào)，下載程序。5）展示全彩LED燈效果?！救蝿?wù)1顯示你喜歡

12、的顏色】教師：播放PPT任務(wù)1任務(wù)1內(nèi)容：利用Word軟件獲取喜歡的顏色的RGB值，并用LED燈顯示出來(lái)。任務(wù)時(shí)限：5分鐘溫馨提示：如遇問(wèn)題，可以參考幫助文檔?！救蝿?wù)1作品展示師生互動(dòng)】教師：大家舉起LED，相互展示一下?！疽腚娢黄骺刂茻艄馍省拷處煟喝绾巫孡ED燈色彩變換更加智能？（引導(dǎo)：比如，上節(jié)課怎么控制燈光亮度？）教師：全彩LED燈RGB針腳的數(shù)值范圍為：2550，而電位器的數(shù)值范圍為：01023。那么，電位器如何來(lái)控制LED燈呢？（演示電位計(jì)與“映射”的編程）【任務(wù)2旋出來(lái)的顏色】教師：播放PPT任務(wù)2任務(wù)內(nèi)容：利用電位器旋出你喜歡的顏色。任務(wù)時(shí)限：5分鐘（三）展示作品，【展示作品

13、】教師：任務(wù)的挑戰(zhàn)時(shí)間已經(jīng)結(jié)束，我們一起來(lái)欣賞下幾個(gè)小組的燈光作品。看到你們的燈光作品用了3個(gè)電位器（或1個(gè)電位器），可否給我們演示一下你們是怎么編程并調(diào)制出這種顏色呢？【課堂總結(jié)】教師：本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了用數(shù)值和電位器調(diào)制全彩LED燈光色彩。還有其他方式來(lái)控制LED的色彩嗎？我們還可以用聲音、溫度、光線等信號(hào)來(lái)控制LED燈光的變化。八、教學(xué)本節(jié)課智能彩燈的設(shè)置為機(jī)器人課程的第二課，意在為學(xué)生呈現(xiàn)直觀的全彩LED燈光色彩的控制，消除對(duì)機(jī)器人的片面認(rèn)識(shí)和對(duì)機(jī)器人編程的恐懼。從學(xué)生掌握的角度去看，幾乎所有的學(xué)生都已經(jīng)掌握了全彩LED燈的控制使用調(diào)制出自己喜歡的燈光色彩；雖然部分學(xué)生比較安靜、不活躍

14、，但從學(xué)生課堂的具體行為上分析，他們對(duì)本節(jié)課是十分感興趣的，甚至有學(xué)生敢于自主地探索、嘗試全彩LED燈與電位器的結(jié)合使用。學(xué)生的探究精神、動(dòng)手能力的培養(yǎng)與鍛煉正是機(jī)器人課程開(kāi)設(shè)的初衷，而學(xué)生的興趣則是探究精神、動(dòng)手能力培養(yǎng)的前提，認(rèn)為本節(jié)課基本上成功地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。但課堂還有許多問(wèn)題與不足，此教學(xué)設(shè)計(jì)共在兩個(gè)中進(jìn)行上課實(shí)施，然而兩個(gè)班級(jí)的課堂教學(xué)情況卻截然相反。兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生在平時(shí)課堂中都很活躍，且都積極參與課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)；但是在公開(kāi)課的過(guò)程中，卻只有一個(gè)班級(jí)的學(xué)生十分地活躍，而另一個(gè)班級(jí)的學(xué)生卻是十分地安靜、沉悶，甚至不敢大聲說(shuō)話。分析其原因，兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生水平都相差不大，唯一的不同是兩個(gè)班級(jí)學(xué)生的位置排列與聽(tīng)課老師的就坐位置。一班學(xué)生是豎排就坐的與平時(shí)上課相同，學(xué)生自然地適應(yīng)該上課環(huán)節(jié)，同時(shí)聽(tīng)課老師基本就坐于后排對(duì)學(xué)生的影響不大。二班學(xué)生的就坐位置是六角形桌子，同時(shí)聽(tīng)課老師比較多且都分布于每組學(xué)生周圍，學(xué)生很拘謹(jǐn)且難以自由地開(kāi)展小組的討論活動(dòng)；因此相對(duì)一班的學(xué)生，二班學(xué)生在上課中的反饋與互動(dòng)環(huán)節(jié)相對(duì)減少了很多，進(jìn)而對(duì)課堂的教學(xué)進(jìn)度產(chǎn)生了一定的影響。為此，針對(duì)這些問(wèn)題，從以下方面進(jìn)行反思：1、面對(duì)不同活躍程度的班級(jí)，及時(shí)對(duì)教學(xué)方案進(jìn)行調(diào)整上課過(guò)程中，多多預(yù)備幾個(gè)教學(xué)方案，根據(jù)課堂的實(shí)際情況進(jìn)行靈活的調(diào)整。1）、任務(wù)的難度：根據(jù)課堂學(xué)