第1课 初识BBC micro:bit
一、目标:
在本课中,学生结合科学中的电学和数学知识,初步了解BBC micro:bit电路元件和基本功能;认识makecode编程工具,了解编程工具的窗口布局;能够在编辑区添加删除、移动指令块,掌握指令块的嵌入方法;学会把编好的程序下载到开发板上运行,养成观察模拟器运动状态的习惯;初步了解顺序结构的概念和运行机制。 二、小组:4-5人一组,并需分工。
三、工具:每人一块micro:bit开发板,一根USB数据线,一台电脑,两根双头鳄鱼夹线,一支耳机。 四、教具:
1. micro:bit开发板、USB数据线
2.计算机机房、网络授课平台、投影仪 3.PPT课件、微课视频
五、课堂环节:
本课做为一个新知识内容的引领认识课,需要引导学生认识micro:bit开发板,了解其强大功能和众多扩展,培养学生的学习兴趣和积极性,为今后的学习打好基础。
(一)情景导入,确立项目
我同学们,进入我们的校园看到LED屏幕上滚动着“老师、同学们,早上好!”的信息,你们有没有考虑过这是如何实现的?这些滚动的文字信息是通过什么设备实现的?请同学们分组讨论。
随着时代的发展电子屏已经成为生活中非常普及的宣传媒介,被应用到各个领域。下面咱们根据刚才同学们的讨论说说你所理解的LED屏幕是如何让文字或者图案输出的。
从本节课开始我们一起来认识学习BBC micro:bit开发板,大家一起合作,尝试创作一个属于我们自己的电子屏吧。
(二)创意分析,制定计划 创意分析
预习课本,同学们思考问题:创作一个电子屏需要哪些步骤? (1)BBC micro:bit是什么?
(2)怎样为 micro:bit编写程序?
(3)设计一个LED滚动字幕,该怎样完成? 制定一份简单的计划。 制定计划
(1)认识硬件设备。 (2)了解编程界面。
(3)搭建硬件平台。编写程序,设定内容和显示顺序。 (4)将程序发送到micro:bit主板,验证效果。 (三)协同创作,辅助点拨
1.认识BBC micro:bit开发板。
BBC micro:bit是英国广播公司联合微软、三星等众多企业推出的一个基于ARM芯片的单片机开发板,其设计的初衷是让每个人都能零基础地接触电脑编程。
他的大小就像一张名片,但却五脏俱全:除了核心芯片,还有内置了加速度计、磁力计、光电传感器、蓝牙芯片、LED显示器和两个可定义的功能按钮。在编程方面,可以使用微软公司制作的版的makecode这个可视化积木编程工具。
BBC micro:bit开发板的硬件组成: 5×5LED点阵:
可显示文字、数字、图形等,亮度传感器。 按键A/B: 可编程按钮
I/O扩展接口:
含SPI、UART、I2C、AD、PWM等接口。 nRF51822处理器:
16MHz 32位ARM Cortex-M0内核、蓝牙4.0低功耗/2.4GHz RF无线、温度传感器。 KL26Z单片机:
48MHz ARM Cortex-M0+内核、USB烧写编译器,免驱动。 地磁传感器MAG3110: 获取三轴地磁数学。 加速度传感器MMA8652: 获取三轴加速度数据。 Micro USB接口:可接入电脑烧写/仿真,串口通讯。
2.认识Makecode编辑器
Makecode可视化积木编程软件可分为在线版和离线版两类: 在线版地址:https://makecode.microbit.org/
我们本学期学习以离线版为例来进行学习,离线版和在线版是完全一样的,只是不需要网络实时在线。
(1)下载Makecode3.X离线版并安装,打开编译器后,选择新建项目,进入程序设计界面。
(2)认识界面,界面可分为三部分,最左侧是模拟器,中间是指令块工具栏,右侧是编程区,用来放置指令块。
3.搭建硬件,使用USB数据线将micro:bit开发板和电脑连接起来。 4.程序编制
使用Makecode编写第一程序:向世界问好,让micro:bit显示“Hello World!”,并演奏音
乐生日歌。
步骤1:选择新建项目,在指令块工具栏中选择“
”,
在基本指令块中选择
,在显示字符串指令块单击按住鼠标左键拖动,当指令块上的光标移动到“当开机时”的控制指令块中间的凹陷时松开鼠标。
指令块此时自动吸附嵌入其中,背景纹也消失了。此时我们一起来观察界面最左侧的模拟器,我们会发现模拟器被激活了。在矩形LED点阵中显示字符串内容。 步骤2:修改显示内容
在“”指令块中,单击“Hello”,单词可以被选中,表明指令块内容可
以被修改,输入:“Hello World!”当修改完成后,左侧模拟器会自动重新启动程序,显示更改后的信息。
步骤3:保存和下载
使用Micro USB线将micro:bit主板联接到电脑USB接口上,在编程界面的下面有个项目名称,输入“Hello World!”后,点击左侧的“下载”按钮。,可以将程序文件保存在micro:bit开发板中了,此时,开发板背面的橙色指示灯会闪烁,等闪烁结束,表示程序写入完成,就可以在micro:bit 开发板上验证作品效果了。
思考尝试:“显示字符串”指令块能输入显示中文吗?如何用micro:bit开发板显示中文呢? “显示字符串”指令块并不支持中文输入,要显示中文我们该如何解决呢?
结合课本第6页了解各种字符显示屏需要用多少的矩阵。(汉字显示屏是16×16的矩阵,有256个灯,而显示字母或数字,只需要5×5的矩阵)
这里我们矩阵灯只有5×5,如何实现显示中文呢。我们在指令块工具栏中找到基本,基本里面找到“显示LED”指令块。通过在“显示LED”中绘制中文,可以实现简单汉字的输出效果。
试一试,能不能让你的名字显示在micro:bit开发板上?
Micro:bit主板还可以输出音乐:
步骤1:单击指令工具栏中的“音乐”工具箱,将“播放旋律”指令拖动嵌入到“显示字符串”下方。
步骤2:在播放旋律指令块中选择播放列表选择“生日歌”,如右图,设置完成后,模拟器就可以播放音乐了。
步骤3:保存和下载 因为micro:bit开发板没有集成声音输出设备,我们可以用鳄鱼夹线将0号接口和GND接口分别连接至耳机插头的两个触点(观察makecode模拟器的图示),即可在耳机中听到声音。
(四)展示成果,修订完善 1.展示成果
师:同学们,滚动字幕这个项目创作时间已到,接下来进入激动人心的成果展示阶段,有请1组上台展示...... 生:(展示、发言、补充)
(教学建议:以小组为单位,进行作品的演示与讲解;包含作品的搭建过程、程序设计过程、作品演示过程,引导学生说出或画出思维导图、流程图;其他小组对作品进行评价,可以从搭建过程、程序设计过程是否能够优化?设备功能对现实生活有什么用处?等方面入手) 2.修正完善
师:每组的作品都进行了展示,相信同学们也有了更多的思路和想法,我们请几位同学说一下你们的完善思路。 生:(发言)( )
师:请同学们利用课余时间,继续完善你的作品吧!
(设计意图:本环节是为学生搭建一个成果展示的平台。在协同创作,点拨引导环节中,存在项目阶段1、2、3……,在本环节中以小组为单位进行展示。展示成果时,组内其他同学可以进行补充完善,通过展示可以反映出学生个性设计的风采和创新成果,也能够反映出学生创作过程中存在的不足和问题。如果时间允许,可以安排每组讲一讲自己的思路,要提醒学生记下相关思路,并给一定时间进行作品完善;如果时间不足,可以鼓励学生展示完善思路待课后继续完善。)(五)评价总结,拓展升华 1.评价总结
通过本节课的学习,你有哪些收获?和大家一起分享一下吧!
(会启动Makecode并新建项目;掌握程序的三个界面:最左侧是模拟器,中间是指令块工具栏,右侧是编程区,用来放置指令块。并且会合理的使用指令块,对指令块的内容进行修改。) 评价项目 会启动Makecode并新建项目;掌握程序的三个界面。 能在逻辑编程界面中拖动积木到工作区并组合,体验积木组合的意义。 通过小组合作,能对项目进行保存;对程序进行编译,会通过模拟器观察运行情况并及时作出调试。
同伴评价 我的收获 2.拓展升华
编程中最基本的三大控制结构: 顺序结构、分支结构、循环结构。
通过本课的项目,我们发现本课的程序是严格按顺利执行的,从顶部开始一条一条