資源簡介

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《智能家居用品制作》教學設計
課題 《智能家居用品制作》 單元 第二單元 學科 勞動 年級 七年級上冊
教材分析 本課在之前有了解決方案和設計草圖的基礎上，講解如何使用數字化工具去實現智能家居用品的制作。在了解如何選擇開源主控板和技術方案選擇的標準之后，引導學生進行勞動實踐部分，梳理元件器件清單、連接開源硬件與傳感器、算法設計、封裝調試和優化迭代等步驟的詳細講解，實現學生的創意和想法。
學習目標 1、勞動觀念：懂得勞動創造人、勞動創造美好生活的道理。2、勞動能力：學習傳感器的選擇、連接和使用方法，在完成問題抽象建模的基礎上，繪制程序流程圖，運用數字化工具完成項目原型的制作。3、勞動習慣和品質：培養善于觀察、積極創新、樂于分享的品質 。4、勞動精神：在勞動中不斷追求創新，開拓自己的思維，樹立奮斗、創新的勞動精神。
重點 在完成建模和程序流程圖的基礎上，運用數字化工具進行制作。
難點 可以按照需求選擇合適的傳感器并正確地連接和使用。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 1、創設情境，揭示課題：師：勞動創造智慧生活，有趣的創意、美好的想法，需要我們通過勞動去實現。有了解決方案與設計草圖，我們還需要使用數字化工具去實現它。開源硬件、傳感器、三維建模、激光切割等技術與設備，等待我們去探索。今天老師來和你們一起學習在方案制定和設計草圖完成之后如何制作出實物。2、板書課題：《智能家居用品制作》 學生思考實物制作的方法。引出課題 引導學生思考實物制作的方法，激發學生的興趣。
講授新課 制作基礎知識。師：我們一起來嘗試制作一個智能揮手燈吧！1、選擇開源主控板。在項目原型的制作中，通常會選擇開源主控板。常見的開源主控板有Arduino UNO、micro：bit 、掌控板等。它們均具有物美價廉、易操作的特點，我們可以根據項目的實際需求來選擇合適的主控板。常見的主控板圖片展示2、技術方案選擇。實現同一種功能時，我們通常有許多解決方案可供選擇，不同的解決方案往往會采用不同的傳感器。如智能揮手燈項目中需要實現揮手感應，我們可以采用超聲波傳感器來實現，也可以選擇紅外避障傳感器來實現。不同的傳感器，往往意味著不同的程序與操作方式。超聲波傳感器：能輸出檢測到的距離，結果較精確，因此可以通過程序精確設置感應距離。紅外避障傳感器：輸出數字信號，即用1或0告訴用戶有沒有檢測到障礙。可以通過可變電阻手動設置感應距離。教師提示：確定技術方案時，還應充分考慮技術條件與器材等因素。拓展延伸：常見的傳感器1、溫度傳感器：從源頭收集有關溫度的信息，并轉換成其他設備或人可以理解的形式。2、紫外線傳感器這些傳感器測量入射紫外線的強度或功率。用于監測紫外線空氣處理、紫外線水處理和太陽輻射。3、觸摸傳感器可以根據觸摸位置充當可變電阻器。4、紅外傳感器：該設備發射或檢測紅外輻射以感知環境中的特定相位。一般來說，熱輻射是由紅外光譜中的所有物體發出的，紅外傳感器檢測到這種人眼看不見的輻射。5、接近傳感器接近傳感器檢測幾乎沒有任何接觸點的物體的存在。由于傳感器與被測物體之間沒有接觸，且缺少機械零件，因此這些傳感器的使用壽命長，可靠性高。不同類型的接近傳感器有感應式接近傳感器、電容式接近傳感器、超聲波接近傳感器、光電傳感器、霍爾效應傳感器等。制作步驟。1、梳理元器件清單。制作一個智能揮手燈，需要的元器件清單如下：2、連接開源硬件與傳感器。開源硬件與傳感器的電路連接圖如下：圖片展示電路連接圖3、算法設計。算法設計的關鍵步驟是：對功能需求進行抽象分析，建立算法模型，繪制出程序流程圖。圖片展示4、封裝調試。作品調試、組裝完成后，就可以進行使用測試了。記得記錄使用體會哦！圖片展示揮手燈測試圖5、優化迭代。實際使用中如果發現不足，就需要對作品進行改進優化。例如，添加電池開關、增加亮度等。增加亮度：更換大功率燈泡或增加燈珠。拓展延伸：智能家居電動門模型播放視頻勞動評價：師：請同學們給自己本節課的表現打個分吧！評價內容達成情況能按需選擇傳感器，并學習連接與使用方法能完成問題的抽象建模，繪制程序流程圖能熟練運用數字化工具，完成項目原型的制作團隊通力合作，充滿活力勞動反思：你的創意、想法實現了嗎？是如何實現的？舉例：智能揮手燈的創意實現了；硬件設計和軟件算法設計相結合，完成想法。你在制作過程中遇到了哪些困難？是如何克服的？舉例：閱讀清單、觀影清單。算法流程圖和程序的編寫有一定難度。自學簡單的邏輯編程知識解決問題。 學生閱讀課件，了解開源主控板的基礎知識。觀察圖片認識不同的主控板學生認識不同的傳感器同時了解不同傳感器的功能。學生閱讀拓展資料并進行對比分析。閱讀課件觀察圖片學生詳細了解制作過程的各個步驟。學生觀看視頻。學生進行自我評價聯系整堂課所學知識，思考回答問題。 通過活動掌握基礎知識，為之后的制作實現奠定基礎。通過課件展示，掌握傳感器的相關基礎知識。通過課件展示和拓展資料，引導學生了解不同種類的傳感器的功能和適用范圍，在之后制作過程中便于學生選擇最合適的傳感器進行制作，奠定基礎知識。通過表格直觀地列出家居用品制作需要用到的元器件及其個數。通過課件展示引導學生了解制作的過程和步驟。通過拓展資料的視頻播放展示智能家居電動門模型的制作過程，提醒學生在實物制作的過程中注意安全。通過自我評價引導學生總結這堂課的所得所感，正視自己的優缺點，在之后的課程中加以改正。通過問題的思考回答引導學生總結鞏固課堂所學知識，并運用課堂知識分析。
課堂練習 在校園生活中，你有哪些奇思妙想？你能設計一款智能設備去實現你的創意嗎？舉例：一些奇思妙想：1、智能型導視系統，讓學生清晰了解校園布局，不錯過每一處風景；2、門口的電子班牌，即使課程排課自由，有了人臉識別的AI科技指引，輕松找到自己的班級；3、教室里無線網絡全覆蓋，教學工作更加智能化，第一時間掌握最新教學資訊。 學生思考交流，完成課堂練習 引導學生總結課堂知識，發揮創新思維。
課堂小結 本節課我們認識了不同種類的傳感器，并學習了連接與使用方法，在確定傳感器之后根據算法流程圖和程序流程圖，運用數字化工具完成制作，感受到了團隊合作的力量。 總結 對本節課內容進行總結概括。
板書 智能家居用品制作選擇開源主控板、技術方案選擇梳理元件清單連接開源硬件與傳感器算法設計封裝調試 優化迭代
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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