第2章开源硬件项目剖析2.3通信模块与扩展板-高中教学同步《信息技术人工-开源硬件项目设计》(说课稿）（人教-中图版2019）
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
设计思路
本节课以《信息技术人工-开源硬件项目设计》第二章“开源硬件项目剖析2.3通信模块与扩展板”为内容，结合高中学生认知特点，设计了一系列与课本紧密相关的实践项目。通过引导学生动手实践，让学生在理解通信模块与扩展板的基础上，掌握开源硬件项目设计的基本方法，提高学生的创新能力和实践能力。
核心素养目标
培养学生信息意识，通过通信模块与扩展板的学习，使学生能够识别不同模块的功能，理解其在项目中的应用。提升计算思维，通过项目实践，引导学生运用逻辑推理和算法设计解决实际问题。增强数字化学习与创新，让学生在项目实践中学会使用开源硬件工具，培养自主探索和解决问题的能力。同时，强化学生信息社会责任，让学生认识到开源硬件在信息技术发展中的重要作用。
教学难点与重点
1.教学重点：
-通信模块的类型与功能：重点讲解串口、I2C、SPI等通信模块的基本原理和功能，使学生能够识别不同模块在项目中的应用。
-扩展板的功能与应用：强调扩展板在增加硬件接口和功能方面的作用，如显示、按键、传感器等，以及如何根据项目需求选择合适的扩展板。
2.教学难点：
-通信协议的理解：学生可能难以理解I2C、SPI等通信协议的细节，如地址编码、数据传输过程等。教师应通过实例演示和逐步解析，帮助学生掌握通信协议的核心概念。
-通信模块的配置与调试：学生在实际操作中可能会遇到通信模块配置错误或调试困难的问题。通过分组讨论和问题解决，引导学生学习如何正确配置通信模块，并使用调试工具诊断问题。
-项目实践中的综合应用：将通信模块和扩展板应用于具体项目中，需要学生综合运用所学知识，这可能是学生的难点。教师应通过逐步引导，帮助学生将理论知识与实际操作相结合，完成项目设计。
教学资源准备
1.教材：确保每位学生拥有《信息技术人工-开源硬件项目设计》教材，以便同步学习。
2.辅助材料：准备与通信模块和扩展板相关的图片、图表、视频等多媒体资源，辅助学生理解。
3.实验器材：准备串口模块、I2C模块、SPI模块等通信模块，以及相应的扩展板和连接线，确保实验器材的完整性和安全性。
4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生交流；在实验操作台布置实验器材，确保学生能顺利进行实验操作。
教学过程设计
（一）导入环节（5分钟）
1.创设情境：展示一些开源硬件在日常生活和工业领域的应用案例，如智能家居、智能交通等，激发学生的兴趣。
2.提出问题：引导学生思考开源硬件在现代社会中的重要性，以及通信模块和扩展板在项目设计中的作用。
3.引导思考：提问学生，如果他们要设计一个智能设备，会考虑哪些通信模块和扩展板？
（二）讲授新课（20分钟）
1.通信模块的类型与功能（10分钟）
-介绍串口、I2C、SPI等通信模块的基本原理和功能。
-通过实例演示，讲解每个模块在实际项目中的应用。
2.扩展板的功能与应用（10分钟）
-讲解扩展板在增加硬件接口和功能方面的作用。
-展示不同类型的扩展板，如显示、按键、传感器等，并分析其在项目中的适用场景。
（三）巩固练习（15分钟）
1.通信模块配置练习（5分钟）
-学生分组，每组配置一个通信模块，并尝试完成基本通信功能。
-教师巡视指导，解答学生在配置过程中遇到的问题。
2.扩展板应用练习（5分钟）
-学生分组，每组选择一个扩展板，设计一个小项目，如温度传感器数据读取。
-教师巡视指导，确保学生理解项目设计思路，并能正确操作。
（四）课堂提问（5分钟）
1.教师提问：通信模块和扩展板在项目设计中的优缺点是什么？
2.学生回答：鼓励学生分享自己的观点，并引导他们思考如何根据项目需求选择合适的模块。
（五）师生互动环节（10分钟）
1.教师提问：如何解决通信模块配置错误的问题？
2.学生讨论：分组讨论，提出解决方案，并分享给全班。
3.教师总结：根据学生的讨论，总结解决通信模块配置错误的步骤。
（六）核心素养拓展（5分钟）
1.教师提问：开源硬件项目设计对学生的核心素养有哪些提升？
2.学生回答：引导学生思考开源硬件项目设计对创新思维、实践能力、团队合作等核心素养的影响。
（七）总结与反思（5分钟）
1.教师总结：回顾本节课的重点内容，强调通信模块和扩展板在项目设计中的重要性。
2.学生反思：引导学生反思自己在学习过程中的收获和不足，鼓励他们在课后继续探索开源硬件项目设计。
整个教学过程共计45分钟，环节紧凑，师生互动频繁，注重学生核心素养的培养，符合实际学情和教学需求。
知识点梳理
1.开源硬件概述
-开源硬件