資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
超聲波傳感器 教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 超聲波傳感器 單元 第二單元 學(xué)科 信息科技 年級(jí) 八年級(jí)
教材分析 本教材通過(guò)引入生活中的實(shí)際問(wèn)題，即手動(dòng)控制風(fēng)扇的電能浪費(fèi)，激發(fā)學(xué)生興趣。教學(xué)內(nèi)容涵蓋電機(jī)、繼電器和超聲波傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)，并通過(guò)模塊拆解和腳本搭建的方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握超聲波傳感器的工作原理及其在自動(dòng)控制風(fēng)扇中的應(yīng)用。教材注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，旨在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維，同時(shí)也體現(xiàn)了信息技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用價(jià)值。
學(xué)習(xí)目標(biāo) 信息意識(shí)：通過(guò)學(xué)習(xí)超聲波傳感器在風(fēng)扇自動(dòng)控制中的應(yīng)用，學(xué)生能夠敏銳地察覺(jué)到信息技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用潛力，增強(qiáng)對(duì)信息技術(shù)改變生活方式的認(rèn)識(shí)，形成主動(dòng)探索和利用信息技術(shù)解決問(wèn)題的意識(shí)。計(jì)算思維：學(xué)生將學(xué)習(xí)如何分解復(fù)雜問(wèn)題（如設(shè)計(jì)自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇），將其轉(zhuǎn)化為一系列可操作的步驟（如獲取超聲波傳感器與物體的距離、控制繼電器開(kāi)關(guān)風(fēng)扇）。通過(guò)這一過(guò)程，學(xué)生將鍛煉邏輯思維、抽象思維和算法設(shè)計(jì)能力，提升計(jì)算思維水平。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐，學(xué)生將掌握數(shù)字化工具（如編程軟件、超聲波傳感器等）的使用方法，學(xué)會(huì)利用這些工具進(jìn)行創(chuàng)作和創(chuàng)新。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生將不斷探索、嘗試和改進(jìn)，培養(yǎng)數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。信息社會(huì)責(zé)任：在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生將認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)對(duì)社會(huì)的深遠(yuǎn)影響，理解在使用信息技術(shù)時(shí)應(yīng)遵循的倫理規(guī)范和法律法規(guī)。通過(guò)設(shè)計(jì)節(jié)能、環(huán)保的自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇項(xiàng)目，學(xué)生將培養(yǎng)起對(duì)社會(huì)的責(zé)任感和使命感，學(xué)會(huì)利用信息技術(shù)為社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
重點(diǎn) 通過(guò)學(xué)習(xí),了解溫濕度傳感器的工作原理及使用。
難點(diǎn) 認(rèn)識(shí)串口打印的可視化顯示；掌握通過(guò)程序使傳感器獲取環(huán)境溫濕度的方法。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課 展示市場(chǎng)上常見(jiàn)的手動(dòng)控制電風(fēng)扇，并提問(wèn)：“大家有沒(méi)有想過(guò)，如果風(fēng)扇能夠自動(dòng)感應(yīng)人的存在而開(kāi)關(guān)，會(huì)怎樣呢？”引發(fā)學(xué)生思考，引出課題——超聲波傳感器在風(fēng)扇自動(dòng)控制中的應(yīng)用。 聆聽(tīng)問(wèn)題，思考并分享自己的見(jiàn)解。 通過(guò)實(shí)際問(wèn)題引入，激發(fā)學(xué)生興趣，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。
講授新課 環(huán)節(jié)一：電機(jī)與繼電器的介紹教師活動(dòng)：介紹電機(jī)的種類（如直流電機(jī)、交流電機(jī)等）及其工作原理。展示繼電器實(shí)物，講解繼電器的作用（作為電氣開(kāi)關(guān)）及其工作原理。演示如何通過(guò)編程控制繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。代碼示例（繼電器控制）：python復(fù)制代碼# 假設(shè)pin2連接了繼電器 pin2.write_digital(1) # 打開(kāi)繼電器，風(fēng)扇啟動(dòng) sleep(5000) # 風(fēng)扇運(yùn)行5秒 pin2.write_digital(0) # 關(guān)閉繼電器，風(fēng)扇停止環(huán)節(jié)二：超聲波傳感器的介紹與工作原理教師活動(dòng)：展示超聲波傳感器實(shí)物，講解其工作原理（發(fā)射超聲波并接收反射波以計(jì)算距離）。演示如何通過(guò)編程讀取超聲波傳感器測(cè)量到的距離數(shù)據(jù)。代碼示例（超聲波傳感器讀取距離）：python復(fù)制代碼from microbit import * import urm10 # 假設(shè)urm10庫(kù)已安裝，用于讀取超聲波傳感器數(shù)據(jù) while True: dist = urm10.read(0, 1) # 讀取超聲波傳感器測(cè)量到的距離 display.scroll(str(dist)) # 在顯示屏上顯示距離值 sleep(1000) # 每隔1秒更新一次環(huán)節(jié)三：綜合應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考如何將電機(jī)、繼電器和超聲波傳感器結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇的功能。展示流程圖，解釋每個(gè)步驟的作用和邏輯關(guān)系。演示完整的腳本搭建過(guò)程，包括超聲波傳感器數(shù)據(jù)讀取、距離判斷、繼電器控制等。代碼示例（自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇完整腳本）：python復(fù)制代碼from microbit import * import urm10 THRESHOLD = 50 # 設(shè)定距離閾值（單位：厘米） while True: dist = urm10.read(0, 1) # 讀取超聲波傳感器測(cè)量到的距離 if dist < THRESHOLD: pin2.write_digital(1) # 如果距離小于閾值，打開(kāi)繼電器，風(fēng)扇啟動(dòng) else: pin2.write_digital(0) # 如果距離大于或等于閾值，關(guān)閉繼電器，風(fēng)扇停止 sleep(1000) # 每隔1秒檢測(cè)一次 觀看教師演示，理解電機(jī)與繼電器的基本概念和工作原理。嘗試在編程軟件中模擬控制繼電器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。觀看教師演示，理解超聲波傳感器的工作原理。嘗試在編程軟件中編寫代碼，讀取超聲波傳感器測(cè)量到的距離數(shù)據(jù)。觀看教師演示，理解整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)流程。嘗試自己動(dòng)手搭建腳本，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇的功能。 幫助學(xué)生建立對(duì)電機(jī)和繼電器的初步認(rèn)識(shí)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。幫助學(xué)生掌握超聲波傳感器的工作原理和使用方法，為后續(xù)實(shí)現(xiàn)智能風(fēng)扇控制打下基礎(chǔ)。幫助學(xué)生掌握繼電器控制風(fēng)扇的方法，并能夠通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)智能風(fēng)扇的控制。
課堂練習(xí) 布置課堂練習(xí)任務(wù)：要求學(xué)生分組完成自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇的項(xiàng)目，包括硬件連接、腳本編寫和調(diào)試。提供必要的指導(dǎo)和幫助，解答學(xué)生遇到的問(wèn)題。 分組進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐，按照教師的要求完成自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇的制作。在實(shí)踐過(guò)程中相互討論、協(xié)作，共同解決問(wèn)題。 通過(guò)實(shí)踐練習(xí)，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力。
課堂小結(jié) 總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括電機(jī)、繼電器、超聲波傳感器的介紹及其在工作中的應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)自動(dòng)感應(yīng)風(fēng)扇項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及其意義。鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活中，解決實(shí)際問(wèn)題。 回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)自己的收獲和體會(huì)。思考如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于其他領(lǐng)域或項(xiàng)目中。 幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)課程內(nèi)容的理解。引導(dǎo)學(xué)生思考知識(shí)的應(yīng)用和價(jià)值，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。
板書(shū) 超聲波傳感器一、項(xiàng)目情境二、項(xiàng)目準(zhǔn)備
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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