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【Python园地】 《LED闪烁——MicroPython编程入门》教学设计

  • 2026-09-06 16:34:25
【Python园地】 《LED闪烁——MicroPython编程入门》教学设计

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《LED闪烁—MicroPython编程入门》

教学设计

一、教学目标

01

信息意识

了解LED的应用与发展,识别LED模块、主板关键接口,感知信息科技在生活中的价值,建立对电子技术的探究兴趣。

02

计算思维

拆解LED闪烁任务,理解电平信号与编程逻辑,掌握模块化编程和循环结构,形成“需求—拆解—实现”的思维路径。

03

数字操作与创新

规范完成电路连接、程序编写与运行,能修改参数拓展闪烁效果,提升硬件操作与编程实践能力。

04

信息社会责任

养成爱护器材、规范操作的习惯,通过合作交流培养协作精神,树立安全使用电子设备的意识。

二、教学重难点

01

教学重点

LED模块与扩展板的正确电路连接(正负极、引脚对应关系)。

MicroPython基础程序编写(模块导入、引脚设置、循环结构、延时函数)。

程序上传与运行的规范操作流程。

02

教学难点

理解电平信号“1”和“0”与LED亮灭的对应关系。

梳理编程逻辑,将实际需求转化为程序代码。

解决程序运行过程中可能出现的硬件连接错误、代码语法错误等问题。

三、教学准备

硬件准备:ESP32主板、蓝色LED模块、扩展板、导线(每组1套)。

软件准备:Thonny编程软件(提前安装到学生电脑)。

教学资源:教学课件(PPT)、LED闪烁基础程序代码、故障排查指南。

其他准备:分组座位安排、器材分发清单、课堂评价表。

四、教学过程

01

情境导入,激发兴趣(5分钟)

展示生活中的LED应用场景图片(红绿灯、救护车警报灯、汽车大灯、手机闪光灯等),提问:“同学们,这些设备中都有一个共同的元件,你们知道是什么吗?”引导学生说出“LED”。

介绍LED的由来:“50年前人们就了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于1960年。LED是发光二极管的缩写,它的抗震性能好,在生活中应用广泛。”

提出问题:“我们能不能通过编程让LED灯按照我们的想法闪烁呢?”引出本节课主题——LED闪烁的MicroPython编程实现,激发学生的探究欲望。

02

认识器材,理解原理(10分钟)

认识核心器材:分发LED模块、扩展板,引导学生观察:

LED模块的正负极标识(“+”为正极,“-”为负极),说明其单向导电性的特点。

扩展板上的关键接口:GND(地线)、5号引脚、VCC(电源),解释GND是公共端,5号引脚是本节课控制LED的关键引脚。

电路连接教学:

展示电路连接表格,明确LED模块与扩展板的对应关系:LED正极(+)接扩展板5号引脚,LED负极(-)接扩展板GND。

示范连接方法,强调“正负极不能接反”,否则LED无法点亮甚至损坏元件;提醒学生连接时轻插轻拔,避免损坏接口。

原理讲解:

介绍电平信号:“电平分为高电平‘1’和低电平‘0’,高电平时主板输出5V电压,低电平时输出0V电压。”

结合LED亮灭:“当5号引脚输出高电平‘1’时,LED灯点亮;输出低电平‘0’时,LED灯熄灭。”用简单通俗的语言帮助学生理解电压与LED状态的关系。

03

编程实践,实现功能(20分钟)

流程梳理:

展示LED闪烁程序流程图,引导学生一起梳理步骤:导入模块→设置引脚5为输出模式→点亮LED→延时1秒→熄灭LED→延时1秒→循环执行。

强调“循环结构”的作用:“while True:”语句能让后面的代码不断重复,实现LED持续闪烁。

代码讲解:

打开Thonny软件,逐一讲解基础代码的含义:

From machine import Pin:导入控制硬件引脚的模块。

Import time:导入实现延时功能的模块。

led=Pin(5,Pin.OUT):创建引脚对象,将5号引脚设为输出模式。

led.value(1):输出高电平,点亮LED;

led.value(0):输出低电平,熄灭LED。

time.sleep(1):延时1秒;

while True::无限循环。

学生编程实践:

学生分组按照步骤编写代码,教师巡视指导,重点关注:

代码语法错误(如大小写、标点符号)。

引脚编号是否正确(确保是5号引脚)。

遇到问题时,引导学生先对照流程图检查逻辑,再查看代码是否与示范一致,培养自主排查问题的能力。

分步讲解离线运行操作:

第一步:找到“00boot”文件夹,打开boot.py程序,上传到ESP32主板。

第二步:将编写好的LED闪烁程序(命名为Blink.py)保存到主板中。

第三步:按下主板复位按键,观察LED是否闪烁。

教师针对学生出现的“LED不亮”“闪烁异常”等问题进行集中排查(如电路接反、代码错误、引脚插错等)。

04

拓展延伸,创新应用(5分钟)

提出拓展任务:“如果想让LED灯点亮2秒、熄灭1秒,或者点亮0.5秒、熄灭0.5秒,应该修改代码中的哪个部分?”

引导学生尝试修改time.sleep()函数中的参数,重新上传程序,观察不同延时参数带来的闪烁效果差异。

鼓励学生小组讨论:“还可以通过什么方式改变LED的闪烁效果?”(如增加多个LED、设置不同的闪烁节奏等),为后续学习埋下伏笔。

05

复习总结,巩固提升(5分钟)

学生展示:邀请2-3组学生展示自己的作品,介绍电路连接方式、编程思路及拓展创新点。

课堂小结:

知识回顾:LED的应用、电路连接规则、电平信号概念。

技能梳理:Thonny软件使用、基础编程语句、程序上传流程。

方法总结:“先梳理流程,再编写代码,最后调试优化”的问题解决思路。

06

布置作业

记录本节课的实验过程与收获,画出LED闪烁的流程图。

尝试修改程序,实现“点亮3秒、熄灭2秒”的闪烁效果,下节课分享。

07

器材整理

提醒学生规范整理实验器材,确保硬件完好。

五、板书设计

LED闪烁——MicroPython编程入门

(一)认识LED

应用:红绿灯、警报灯、汽车大灯等

连接:正极(+)→5号引脚;负极(-)→GND

(二)核心原理

高电平(1)→5V→LED亮

低电平(0)→0V→LED灭

(三)编程步骤

导入模块:from machine import Pin;import time

设置引脚:led=Pin(5,Pin.OUT)

循环控制:while True:

点亮:led.value(1);time.sleep(1)

熄灭:led.value(0);time.sleep(1)

六、拓展任务

修改time.sleep()参数,改变闪烁节奏

采编丨郗英菊 钢城区艾山第二初级中学

技术丨亓顺英

审核丨吕祯禄

发布丨曹国峰

采编团队丨钢城信息科技教研

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