資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
超聲波傳感器 教學設計
課題 超聲波傳感器 單元 第二單元 學科 信息科技 年級 八年級
教材分析 本教材以生活中的萬物互聯為背景，通過設計自動感應風扇項目，引導學生學習電機、繼電器和超聲波傳感器的應用。教學內容從項目情境出發，逐步深入項目準備和實施，通過模塊拆解和腳本搭建，讓學生掌握超聲波傳感器控制風扇的方法。教材注重實踐操作，旨在培養學生的動手能力和創新思維，同時提高學生對信息技術在生活中的應用意識。
學習目標 信息意識：學生將能夠識別并理解超聲波傳感器在日常生活中的潛在應用，特別是在自動化控制方面的作用。培養學生關注信息技術如何改變和優化日常生活的意識。計算思維：通過拆解和組合超聲波傳感器、繼電器和電機等模塊，學生將學會邏輯思考和問題解決的方法。學生將能夠利用編程知識，將實際情境轉化為計算機可理解的指令，實現自動化控制。數字化學習與創新：學生將掌握利用編程語言和工具進行項目設計的能力，如使用microbit等編程平臺進行超聲波傳感器的讀取和控制。鼓勵學生通過實踐操作，不斷嘗試和創新，以實現更智能、更高效的自動化控制方案。信息社會責任：學生將了解并意識到，在設計和應用信息技術時，需要考慮其對環境、能源和社會的影響。培養學生利用信息技術減少能源消耗、提高資源利用率的責任感，推動可持續發展。
重點 通過學習,了解溫濕度傳感器的工作原理及使用。
難點 認識串口打印的可視化顯示；掌握通過程序使傳感器獲取環境溫濕度的方法。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 展示生活中常見的電風扇，提問：“大家有沒有想過，如果電風扇能夠自動感應人的靠近而開啟，人離開后自動關閉，會怎樣呢？”引導學生思考電能浪費的問題，并引出超聲波傳感器在自動感應風扇中的應用。 聆聽教師提問，思考并回答。激發對超聲波傳感器的好奇心和探索欲。 通過生活實例引入，拉近學生與科技的距離，激發學習興趣。
講授新課 環節一：項目情境與零件介紹（10分鐘）教師活動：詳細介紹項目情境，強調自動感應風扇設計的背景和意義。展示電機、繼電器和超聲波傳感器的實物或圖片，講解它們的特點和功能。環節二：超聲波模塊與繼電器模塊的學習（15分鐘）教師活動：演示超聲波模塊的工作原理，展示如何在編程界面選擇連接接口并讀取距離。提供代碼示例（如原教學設計中的代碼），并解釋代碼邏輯。接著介紹繼電器模塊的工作原理，展示如何通過控制繼電器開關來控制風扇電機。提供繼電器控制的代碼示例，并解釋代碼邏輯。演示編程：在編程環境中，演示如何配置超聲波傳感器與控制板的連接接口，并編寫代碼來讀取超聲波傳感器與前方物體之間的距離。python復制代碼# 示例代碼：讀取超聲波傳感器距離 from microbit import * import urm10 # 假設urm10是一個模擬的超聲波傳感器庫 while True: Dist = urm10.read(0, 1) # 讀取超聲波傳感器與前方物體之間的距離 display.scroll(str(Dist)) # 在顯示屏上顯示距離值 sleep(1000) # 每隔1秒刷新一次環節三：腳本搭建與調試（5分鐘）教師活動：引導學生根據流程圖6-8，嘗試搭建完整的腳本。提供必要的指導和幫助，鼓勵學生自行調試腳本。演示編程：在編程環境中，演示如何編寫代碼來控制繼電器的開關狀態，從而控制風扇的轉動和停止。python復制代碼# 示例代碼：控制繼電器開關風扇 from microbit import * # 假設pin2連接了繼電器 pin2.set_analog_period(0) # 設置pin2為數字輸出模式 def turn_fan_on(): pin2.write_digital(1) # 打開繼電器，風扇轉動 def turn_fan_off(): pin2.write_digital(0) # 關閉繼電器，風扇停止 # 示例：根據距離控制風扇 while True: Dist = urm10.read(0, 1) # 讀取超聲波傳感器與前方物體之間的距離 if Dist < 100: # 假設距離小于100cm時打開風扇 turn_fan_on() else: turn_fan_off() sleep(1000) # 每隔1秒檢測一次距離 認真聽講，觀察實物或圖片，理解零件的作用。記錄關鍵信息，為后續學習打下基礎。跟隨教師演示，理解超聲波模塊和繼電器模塊的工作原理。嘗試閱讀和理解代碼示例，提出疑問。分組討論，加深對知識點的理解。分組合作，根據流程圖搭建腳本。調試腳本，確保風扇能夠根據超聲波傳感器的信號自動開關。記錄調試過程中的問題和解決方法。 明確項目目標，了解所需零件，為后續學習提供方向。通過演示和代碼示例，直觀展示超聲波模塊和繼電器模塊的工作原理。提升學生的編程思維和問題解決能力。通過實踐操作，加深對超聲波傳感器控制風扇方法的理解。培養學生的團隊協作和問題解決能力。
課堂練習 布置課堂練習任務，要求學生分組完成一個簡化的自動感應風扇設計。提供必要的資源和指導，鼓勵學生發揮創意，改進設計。 分組合作，完成課堂練習任務。嘗試改進設計，提高自動感應風扇的實用性和可靠性。展示作品，分享設計思路和遇到的問題及解決方法。設計意圖： 通過課堂練習，鞏固所學知識，提升實踐能力。培養學生的創新意識和團隊協作能力。
課堂小結 總結本課所學內容，強調超聲波傳感器在自動感應風扇設計中的應用價值。提問：“通過本課的學習，你們對超聲波傳感器有了哪些新的認識？你們認為它還可以應用在哪些領域？” 回顧本課所學內容，回答教師提問。分享自己的見解和想法，拓展思維 幫助學生梳理所學知識，加深對超聲波傳感器應用的理解。激發學生的創新思維，拓展超聲波傳感器的應用領域。
板書 超聲波傳感器一、項目情境二、項目準備
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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