机灵的老鼠
教学目标
1.认识 Arduino 主板与光敏传感器，学会连接 Arduino 主板与光敏传感器，Arduino 主板与电脑；
2.了解 S4A，能使用 S4A、Arduino 主板、光敏传感器做出交互作品；
3.知道硬件设备操作常识，能进行规范的操作。
4.培养学生观察、记录、分析数据的能力，理解光敏传感器与 S4A 程序中角色的互动。
教学重点
1.Arduino 主板与光敏传感器的认识和连接；
2.使用 S4A、Arduino 主板、光敏传感器做出交互作品。
教学难点
光敏传感器与 S4A 程序中的角色互动。
教学策略与手段
考虑学生爱玩、好奇心强的特点，本节课以案例教学法为主线，运用了自主探究，合作交流的学
习方法，让学生在欣赏案例、分析案例、修改案例的基础上，发挥想像、运动掌握的知识进行创作。
第一部分——魔术激趣 导入揭题：在案例中融合情境，通过“魔术”表演激发学生想了解“机灵小
老鼠”为什么能这样“机灵”的欲望，为学生研究“案例”垫厚扎实基础。第二部分——自主探究 连
接设备：预设环环相连的活动，先通过自学与小组互动，认识 Arduino 主板和光敏传感器，再通过“找
一找”、“连一连”，知道硬件设备操作常识，进行规范的连接；然后结合教师介绍并演示操作 S4A，
对案例中应用到的硬件设备和使用的 S4A 软件进行了解，不自不觉中学生开始了对案例的分析。第三
个部分——对比实验 确定交互方式：当硬件连接好，并能正常工作，对案例的分析进入到另一个重
要的节点：光感值。此时，要让学生观察 A0 数值的变化，思考数值的变化传递了哪些信息？然后在
实验中探究明亮和阴暗情况下光感值的差别，结合实验汇报结果，辅以标记数值的数轴，引导学生发
现中间值，最终运用学过的“如果···如果···”来表述，实现学生对光感值的理解与运用。第四个部
分——合理规划 编写脚本。在比较“如果…如果…”与“如果…否则…”两个控件的区别中，进一
步加强对光感值应用的理解，然后通过为作品增添脚本，在对案例的修改与创作中实现更丰富互动。
最后通过展示、交流、创作，给学生们提升创造能力的空间。
教学过程
（一）魔术激趣，导入揭题
表演：同学们喜欢魔术吗？今天老师就给大家带来了一个魔术，打开 “魔术”的程序并表演。
提问：对魔术中什么比较感兴趣？
揭题：想拥有这样一个机灵的小老鼠吗？今天我们就来做一做，学习“机灵的小老鼠”。
设计意图：从魔术导入，以奇激趣，学生们急切地想破解谜底，在趣味中激起强烈的探究欲望，
对于本课内容的学习将有极大的促动。同时，在魔术中还渗透了光敏传感器对光线的检测，以及小老
鼠根据光线进、出洞的原理，使得魔术不仅有趣，更有味，可以细细的品味。
（二）自主探究，连接设备
魔术的奥秘就在盒子里，请一位学生上台取出盒里的设备：Arduino 板和光敏传感器。
活动 1：认识 Arduino 主板和光敏传感器。
(1)认识名称：实物展示光敏传感器、Arduino 主板（板书），并齐读名称。
(2)初步感知：自学教材 P106 页，了解光敏传感器、Arduino 主板的知识。同桌之间指一指、认一
认。
(3)了解作用：观看动画，进一步认识 Arduino 主板和光敏传感器的作用。
（动画配音：大家好，我叫光敏传感器，我身上最重要的东西是感光元件，我可以测量光线的亮
度，然后把亮度转换成计算机可用的数字信号。我叫 Arduino 板，我可以连接很多的传感器，还可以
和计算机相连接，把传感器的数字信号传输给计算机。）
(4)互动交流：将刚才对 Arduino 主板和光敏传感器的认识在小组内分享。
活动 2：连接光敏传感器与 Arduino 主板。
(1)认识光敏传感器端口
找一找：教师按顺序依次介绍光敏传感器的 4 个端口名称和功能，学生在光敏传感器中找到对应
的端口。
(2)光敏传感器与 Arduino 主板连接
猜想：这些端口是做什么用的？
指导：出示光敏传感 器与 Arduino 主板的
导线连接图，并强调连接 要点：细心观察、一
一对应、注意安全。（板书： 规范操作、注意安全）
操作：学生连接光敏传感器和 Arduino 主板。
交流：请完成好的 1-2 组同学介绍连接的心得体会。
小结：在操作的过程中，我们首先要找到传感器与 Arduino 主板之间对应的端口，尽量用不同颜
色的导线连接，便于区分，便于操作。
活动 3：Arduino 主板与计算机连接及启动 S4A 程序。
（1）Arduino 主板与计算机连接。
Arduino 主板不仅连接传感器，还需要与计算机相连接。
指导：出示主板与计算机连接图示
操作：学生对照图示，连接 Arduino 主板和计算机，并观察连接前后 Arduino 主板上指示灯的不
同状态。
（2）认识“S4A”程序。
硬件设备都连接好了，还需要有相应的软件。
演示：启动 S4A 程序，了解 S4A 窗口的检测的方法，判断硬件是否处于工作状态。
实践：启动 S4A 程序，观察硬件正常工作时，S4A 程序舞台区、角色区显示的内容。
指导：默认的舞台上传感器反馈窗口数值较多，看起来可能觉得混乱，为了便于观察光敏传感器
传递的信息，需将 value of senser Analog0 控件设置为显示模式。
设计意图：对于初次接触 Arduino 主板和传感器类硬件的学生来说，认识端口和接口，学会连接
方法的意义重大，是后续探究和学习的基础。采用微视频、猜想、操作的方法,将零散的问题逐个解决，
在自主探究的过程中，学生的主体性得到充分体现。
（三）对比实验，确定交互方式
活动 4：更便捷的交互，感受光感值。
（1）认识光感值
观察：舞台区 A0 显示的数值，有哪些发现？如果用手把光敏传感器遮住，数值会产生哪些变化？
思考：舞台区 A0 显示的数值表示的是什么信息？（光敏传感器传递的信息。）( 板书：光感值）
（2）记录光感值
实验：小组合作，根据明亮处、阴暗处两个类别分 3 次记录不同的光感值。
光线明亮处 光线阴暗处
1 2 3 1 2 3
光感值
交流：分小组汇报实验结果，并将结果在数轴中标记。
（3）分析光感值
观察：为什么每个小组记录的光感值都不一样？
看数轴中标记的点，光线明亮处的光感值在哪一个区域？阴暗处呢？
思考：用一句话来表述光感值和光线强弱之间的关系。
如果找一个点把它们分开，同学们觉得在哪儿比较合适？（板书：中间值）
光线明亮处 中间值 光线阴暗处
…… ……
讨论：结合我们以前学过的“用声音控制小猫”的办法，可以怎样实现控制。（超过中间值就···低
于中间值就···） 小组内互相之间用学过的“如果···如果···”来表述。
交流：如果光线强的时候我们可以让它执行一些动作指令，如果光线弱的时候可以执行另外的一
些指令。
小结：同学们平时要做一个有心人，留心观察、记录、分析传感器传递的信息，根据这些信息的
特点，选择便捷的控制（交互）方式。
设计意图：通过对比实验，观察并记录光感值，在此基础上引导学生进行数据分析，从而确定最
合适的数据，在此过程中不仅训练的学生的思维能力，更让学生体会到便捷的交互方式，为他们使用
其他传感器提供了方法指导。
（四）合理规划，编写脚本
活动 5：更有趣的脚本，应用光感值。
（1）摆弄程序，体验光感值
实践：运行“机灵的小老鼠” 文件，自己玩魔术。
观察：脚本中控制小老鼠控制活动的是什么指令? 指令中的数值代表什么？
交流：说一说对“如果……否则……”控件的理解。
尝试：试试将数值修改为前面确定的中间值或其他值，看看有变化么？
（2）修改程序，应用光感值
实践：展开想象，运用光感值为魔术程序增加角色和指令，使程序功能更丰富，更有趣。（板书：
科学规划）
操作提示：
多思考，使程序更好玩
多选择，使指令更丰富
多测试，使运行更稳定
展示交流：展示学生改编的魔术，分享创意、小技巧与心得体会。
设计意图：结合“魔术”范例，进一步体验和应用光感值，设计“看、改、创”三个层次的教学
活动，让学生在分析案例、修改案例的基础上，深入理解“运用传感器实现控制”这一便捷的交互方
式，进而发挥想像、运动掌握的知识进行创作。
（五）拓展应用，认识其它传感器
拓展： 课件展示多种传感器图片及应用。
（六）课堂总结
今天这节课，你有哪些收获？课后以“机灵的 ”为主题，创作作品。
设计意图：联系日常生活中的传感器应用案例，展示多种传感器，不仅开阔学生视野，也激发了
学生学习 Arduino 和传感器的兴趣。学生可以根据今天所学习的知识，自由地发挥想象，从而创作出
更多优秀的程序。这样既是巩固了所学知识，又培养了学生的创新能力。让学生在课后交流展示自己
的作品，使学生之间互相学习，互相提升，从而得到一次提高改进和取长补短的学习机会。
【板书设计】
机灵的老鼠
连接设备 传感器 — Arduino — 计算机 科学规划
设计交互 光感值 中间值 S4A 规范操作
编写脚本 看 改 创 注意安全
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