小学创客教育Arduino创意机器人 第一单元智能LED

第1课走进Arduino的世界
一、教材与学生情况分析
本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第一节课。

学生在此之前对Arduino机器人毫无了解，本节课的学习，主要是让学生初步了解Arduino控制器，认识Arduino机器人，帮助学生打破对机器人的神秘感，拉近学生和机器人的距离，激发学生学习和探究机器人的兴趣。

二、教学目标
1.认识Arduino，了解Romeo控制板的种类。

2.掌握Arduino驱动的安装。

3.体验Arduino。

三、教学重难点
教学重点：Arduino的板卡和串口
教学难点：Arduino的串口
四、教学流程
1．引入新课
教师展示机器人以及用Arduino制作的机器人视频。

总结：视频中的机器人作品使用的控制板都是Arduino。

师：Arduino是一个基于开放源码的软硬件平台，具有使用类似Java、C语言的开发环境，再加上价格低廉，Arduino风靡全球各地，吸引了许多电子爱好者开发使用。

你想不想学会制作机器人呢？
生：想。

出示课题《走进Arduino的世界》
2．教学新课
（1）任务描述
安装Mixly编程环境与Arduino驱动，打开并测试Blink范例。

（2）认识
师：Arduino已经先后发布了十几种型号的板子，比如有巨大版的Arduino MEGA，有可缝在衣服上的类似纽扣的Arduino LilyPad，也有微型的Arduino
Micro，当然还有最基础的Arduino UNO，等等。

我们使用的是现在最流行、最基础的UNO板。

这款控制器叫做Arduino Romeo。

（2）安装Mixly编程环境
Mixly程序是一款绿色软件，不用安装就可以使用。

但在使用之前需要先安装JAVA环境，才能正常使用。

（3）安装驱动
师：Arduino控制器和计算机的连接采用USB连接线。

第一次连接需要安装驱动。

相关驱动程序在Arduino IDE安装目录的Drivers文件夹中。

学生活动：安装驱动
师：驱动安装完后，就可以开始Arduino之旅了。

请你打开设备管理器，查看自己的Arduino UNO的端口，并尝试使用Mixly 开发环境。

（4）测试Blink程序
师：接下来，我们通过Mixly开发环境中打开LED闪烁的范例来体验一下
Arduino，程序打开后，单击，再单击，当提示上传成功的时候，就可以看到连接到13号管脚的LED灯在不停的闪烁。

3．拓展探究
上网或者查阅相关的资料，了解一下通过Arduino平台可以制作哪些有生活意义、有趣的智能人造物。

4．课堂总结
通过这节课的学习，我们初步了解了Arduino机器人，掌握了Arduino驱动的安装，体验了Arduino机器人的魅力。

要通过Arduino完成一项机器人作品，我们不仅要学会硬件的搭建，还要学习更多的机器人技术。

第2课闪烁LED
一、教材与学生情况分析
本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第二节课。

经过第一节课的学习，学生对Arduino机器人已经有了一定的了解，掌握了Arduino驱动的安装，但是限于编程能力以及硬件的搭建，虽然感兴趣，但无从下手。

通过这一节课的学习，学生真正的动手体验Arduino机器人的魅力——自己动手搭建硬件，编写程序，点亮一个LED。

二、教学目标
1.认识Mixly
2.体验Mixly编程界面
3.点亮一个LED
三、教学重难点
教学重点：数字口的输出、硬件的搭建
教学难点：数字口的输出
四、教学流程
1．引入新课
师：上节课我们已经体验了Arduino机器人的魅力，但是我们并没有自己动手去完成；而完成一个机器人作品，不仅要有硬件的搭建，还要有程序的编写，这节课我们来制作第一个机器人作品。

出示课题《点亮LED》
2．教学新课
（1）任务描述
点亮一盏LED灯。

（2）搭建硬件
师：今天我们就将LED灯连接到Romeo板，并点亮LED。

学生动手操作。

（3）编写程序（仅作参考）
师：注意，范例里连接led的是数字针脚3。

（4）编译上传
程序编写完成，单击，再单击。

学生活动：尝试点亮LED
3．拓展探究
想想日常生活中哪些地方用到了LED？这些LED有何功能？有什么效果？4．课堂总结
通过这节课的学习，我们初步了解了LED，掌握了LED与Arduino控制器的连接，熟悉了Mixly的编程环境，并能够通过编写程序控制LED的亮灭。

第3课闪烁LED
一、教材与学生情况分析
本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第三节课。

经过上一节课的学习，学生已经掌握了数字口的输出，熟悉了Mixly编程环境，学会了Arduino控制器与LED的连接。

这一节课主要是实现LED闪烁，熟悉顺序结构、循环结构和延时语句。

二、教学目标
1.熟悉Mixly；
2.搭建电路；
3.让LED闪烁，模拟交通灯效果。

三、教学重难点
教学重点：顺序结构和延时语句。

教学难点：Arduino的串口
四、教学流程
1．引入新课
师：在这节课里，我们将学习更多LED灯的变化，让多个led模块闪烁起来。

这节课我们来模拟交通灯的变化。

2．教学新课
（1）任务描述
三种颜色的LED依次闪烁。

（2）搭建硬件
将三个LED发光模块分别接在控制板的数字口，并记住连接的管脚号。

学生开始操作
（3）编写程序（仅作参考）
师：想想看，在生活中，交通灯是如何闪烁的？
学生汇报：三种颜色轮流点亮。

师：那在我们编程中要如何实现呢？
（4）编译上传
程序编写完成，单击，再单击。

3．拓展探究
大家现在已经学会了制作闪烁LED，能够运用更多LED模块，制作一个彩色循环装饰灯，呈现更多效果呢？
4．课堂总结
通过这节课的学习，我们初步了解了LED，掌握了LED与Arduino控制器的连接，熟悉了Mixly编程环境，不仅能够通过编写程序控制LED的亮灭，还能够让LED轮流闪烁，非常棒，下节课我们讲学习怎样控制LED。

第4课按钮控制LED
一、教材与学生情况分析
本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第四节课。

经过上三节课的学习，学生对Mixly编程环境已经比较熟悉，对LED与Arduino控制器与LED的连接有了一定了解。

这一节课主要是实现按钮控制LED，从物理电路的连接上，增加了按钮；从编程上，增加了数字口的输入、选择结构等模块。

二、教学目标
1.认识按钮，正确连接电路；
2.制作“按钮按下亮，放开灭”的LED；
三、教学重难点
教学重点：数字口的输入选择结构
教学难点：数字口的输入
四、教学流程
1．引入新课
师：在生活中，我们用什么来控制灯呢？
生：开关
师：其实开关就是按钮，今天我们就尝试在Arduino控制板上加入按钮，来控制LED吧！
2．教学新课
（1）任务描述
当按钮按下时LED灯亮，当按钮放开时LED灯灭
（2）搭建硬件
将按钮模块与LED模块连接到Romeo数字口上，并记住管脚号。

学生连接相关模块。

师：按钮有按下或放开两种状态。

如何让Arduino知道按钮的状态呢？这就需要数字口的读取模块，来读取数字口（按Array钮）的电平（不同厂家生产的按钮可能不同，
本课中使用的按钮按下去为1，放开为0）
（3）知识准备
当我们需要进行双向判断的时候，就需要进行相应的选择:
（4）编写程序（仅作参考）
（5）编译上传
程序编写完成，单击
，再单击。

3．拓展探究 用按钮控制LED 还能实现哪些效果？比如走廊里的灯，亮了之后过一会自动关闭了。

你能发现他的秘密吗？
4．课堂总结
通过这节课的学习，我们初步认识和掌握了按钮的使用，掌握了选择结构以及数字口的输入，并能够编写程序实现按钮控制LED 。

拖出命令，点击蓝色齿轮。

选择需要
的语句 完成！
第5课光线控制LED
一、教材与学生情况分析
本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第五节课。

经过前几节课的学习，学生不仅能够控制LED的亮灭，还能控制LED的亮度情况。

这一节课的学习增加了光线传感器，通过对传感器采集的数值信息，完成光控LED 机器人作品。

二、教学目标
1.认识光纤传感器。

2.能够正确连接传感器，并利用传感器信息进行相应的控制。

3.了解串口监视器的使用。

三、教学重难点
教学重点：传感器、串口监视器
教学难点：串口监视器
四、教学流程
1．引入新课
教师：今天老师给大家带来了一个关于LED的视频，大家看看视频中的LED 是通过什么来控制的？
展示视频。

总结：视频中的灯是通过外界光线的强弱来自动控制的。

出示课题《光线控制LED》
2．教学新课
（1）任务描述
如果光线暗，LED点亮；如果光线亮，LED熄灭
（2）搭建硬件
光线传感器连接到模拟口上，LED连接到数字口上。

（3）认识光线传感器
师：光线传感器是一种模拟传感器，要接到Romeo控制板的模拟口上，值范围为0~1023，光线强弱的不同会输出不同的值，光线越强数值越大，光线越暗数值越小。

光线传感器可以检测当前环境的光线值，光线值的检测就需要用到串口监视器了。

串口监视器可以显示从控制器发来的数据，比如光线传感器、声音传感器的值等。

（4）编写程序（仅作参考）
（5）编译上传
程序编写完成，单击，再单击。

3．拓展探究
通过这几节课的学习，我们了解了传感器、按钮和LED模块，请你想一想，还能用哪些传感器来控制LED？
4．课堂总结
通过这节课的学习，我们初步了解了传感器、传感器的类型，能够正确使用光线传感器，掌握了串口的输出，并能根据传感器采集的数值进行相应的编程。

第6课LED创意设计
一、教材与学生情况分析
本课是《Arduino创意机器人》第一单元《智能LED》的第六节课。

学生本单元的学习中，从对Arduino机器人毫无了解到已经会使用按钮或传感器来控制LED，这节课主要是通过范例的尝试，激发学生的创意，制作出更多有创意的LED作品，激发创新思维。

二、教学目标
1.熟悉Romeo控制板的模拟口和数字口。

2.熟悉各模块与Romeo控制板的连接。

3.熟悉Mixly编程。

三、教学重难点
教学重点：LED创意设计
教学难点：LED创意设计
四、教学流程
1．引入新课
师：在前几课的学习中，我们已经学会了使用LED模块做出变化，还会用按钮和传感器来控制LED，这节课我们就来实现更多创意
出示课题《LED创意设计》
2．声控LED创意制作
（1）声控LED任务描述
当声音高于一定值时，LED灯开启，否则关闭。

（2）搭建硬件
在连接电路时，声音传感器连接到模拟口上面，LED发光模块连接到数字口上。

（3）编写程序（仅作参考）
（4）编译上传
程序编写完成，单击，再单击。

3．水平检测灯创意制作
（1）水平检测灯任务描述
当设备保持水平状态时，LED灯开启，否则关闭。

（2）搭建硬件
在连接电路时，倾斜传感器与LED发光模块都连接到数字口上。

（3）编写程序（仅作参考）
4．欣赏评价
互相欣赏同学的创意LED，并进行评价。

5．课堂总结
通过本单元的学习，我们初步了解了Arduino机器人，通过Arduino完成几项机器人作品，体验了Arduino机器人的魅力。

在接下来的学习中，我们会加入更多模块的学习，让我们的作品更精彩！。