資源簡介

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第5.2課《坐姿監控與超聲波傳感器》教學設計
課題 坐姿監控與超聲波傳感器 單元 第五單元 學科 信息科技 年級 六年級
核心素養目標 信息意識：通過了解坐姿監控器和傳感器技術，增強學生對信息技術的認知與應用意識，促進信息獲取和利用的能力。計算思維：通過編寫程序和調試傳感器，培養學生分解問題、分析數據和設計解決方案的能力。數字化學習與創新：運用數字工具設計和制作坐姿監控器，激發創新思維和實踐能力，提升數字化學習效果。信息社會責任：在學習與實踐中，認識技術應用帶來的社會影響，培養學生遵循信息道德與安全規范的責任感。
教學重點 通過超聲波傳感器的應用，掌握基本的坐姿監控器模型設計和實現方法。
教學難點 理解超聲波傳感器的工作原理并將其應用于編程實現坐姿監控功能。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 第5.2課 坐姿監控與超聲波傳感器根據人類眼睛的生理特點，在閱讀時，眼睛與書本的距離應保持在30厘米以上，這樣不容易產生視力疲勞。不過，要時刻保持正確的坐姿并不容易。我們可以嘗試制作一個能夠及時提醒保持正確坐姿的監控器模型幫助我們養成良好的習慣。想一想：超聲波傳感器是如何測量距離的？超聲波傳感器通過發射超聲波并接收反射回來的聲波，計算聲波的傳播時間來測量距離。思考：除了測量距離，超聲波傳感器還有其他用途嗎？超聲波傳感器不僅用于距離測量，還廣泛應用于汽車倒車雷達檢測障礙物、無人機避障、液位測量監控液體高度、工業自動化中的物體識別，以及智能家居中自動設備的觸發。超聲波傳感器通過發射和接收聲波來測量距離。聲波遇到物體后反射回來，傳感器計算聲波往返所需的時間，從而精確地確定物體的距離。這一技術在許多現代設備中被廣泛應用。坐姿監控器利用超聲波傳感器監測眼睛與書本的距離。播放視頻《超聲波傳感器》 聽講學習完成思考題。觀看教學視頻。 幫助學生了解超聲波測距。通過問題導入引發學生思考。通過視頻吸引學生的注意力。
講授新課 新知講解：一、坐姿監控器模型基本功能了解基本功能坐姿監控器的主要功能是監控閱讀時眼睛與書本的距離，當距離小于設定值時發出提示音，距離越近，提示音音調越高；距離越遠，提示音音調越低，從而實現監控坐姿的功能。要實現監控功能，實時測量閱讀時眼睛與書本的距離是關鍵。二、超聲波傳感器基本原理掌握基本原理人們在山中大聲呼喊時，會聽到回聲。這是因為聲波遇到山的阻礙會反射回來。根據這一原理，人們發明了超聲波傳感器。它可以通過向障礙物發射超聲波，接收反射回來的超聲波，測量發送聲波和接收到反射聲波的時間間隔，根據聲波在空氣中的傳播速度，計算傳感器與障礙物之間的距離。開動腦筋假如超聲波傳感器測量發送聲波和接收到反射聲波的時間間隔是0.01秒聲波傳播速度大約為340米/秒，算一算，傳感器和障礙物之間的距離大約是多少米。要計算傳感器和障礙物之間的距離，我們可以使用公式： 距離 = 速度 × 時間 ÷ 2已知： 聲波傳播速度 = 340 米/秒 ， 時間間隔 = 0.01 秒 代入公式： 距離 = 340 × 0.01 ÷ 2 ，距離 = 3.4 ÷ 2 ，距離 = 1.7 米 參考答案：傳感器和障礙物之間的距離大約是 1.7 米。實踐體驗驗證超聲波傳感器實驗目的：了解和驗證超聲波傳感器的基本功能。實驗設計：通過超聲波傳感器測量距離并實時顯示在顯示屏上，并將其與傳統測距方法進行比較，了解傳感器測量的精度。實驗準備：主控板、超聲波傳感器、I/0擴展板、尺和編程計算機。實驗過程：1、正確連接超聲波傳感器、I/0擴展板和主控板。實驗過程：2、運行編程軟件，添加I/0擴展板和超聲波傳感器模塊。實驗過程：3、編寫程序。實驗過程：4、上傳并運行程序，改變傳感器與障礙物之間的距離，觀察并記錄顯示屏數據，同時，用尺測量傳感器與障礙物之間的距離。三、設計制作坐姿監控器模型坐姿監控器采用超聲波距離傳感器，實時測量眼睛與書本的距離，通過報警提醒使用者保持正確坐姿。用眼睛與書本的距離（連續量）作為輸入當距離小于閾值時，控制蜂鳴器發聲，提示距離過近蜂鳴器發出警報后，在距離大小與蜂鳴器發聲音調之間建立關聯。距離越近，蜂鳴器發聲音調越高，催促閱讀者盡快拉大閱讀距離。當閱讀距離拉大超過閾值后，控制蜂鳴器停止發聲。實踐體驗設計制作坐姿監控器模型實驗目的：設計制作坐姿監控器模型。實驗設計：通過超聲波傳感器測量距離，實時顯示在顯示屏上，根據測量距離調整蜂鳴器的音調，實現警示功能。測量距離大于等于 33 厘米不報警，小于33 厘米開始報警，距離越近蜂鳴器音調越高。將距離值轉換為音調值，控制蜂鳴器的音調。數值越大，音調越高。實驗準備：主控板、超聲波傳感器、I/0擴展板和編程計算機。實驗過程：1、正確連接超聲波傳感器、擴展板和主控板。實驗過程：2、運行編程軟件，添加擴展板和超聲波傳感器模塊實驗過程：3、編寫程序實驗過程：4、上傳并運行程序，改變傳感器與障礙物之間的距離，觀察顯示屏距離數據，驗證當距離小于 33 厘米時，蜂鳴器音調是否隨距離變化。練習提升：1.檢測距離可以用傳感器 超聲波傳感器2.以下關于超聲波傳感器的說法正確的是（ A ）A.超聲波傳感器只能測人體到傳感器的距離B.超聲波傳感器可以測任意物體到傳感器的距離C.超聲波傳感器的數據可以精確到毫米D.超聲波傳感器可以精確地測出人體的坐姿是否正確拓展延伸：其他類型傳感器原理與應用紅外傳感器原理：紅外傳感器通過發射和接收紅外線來檢測物體。紅外線是一種人眼不可見的光。紅外傳感器應用：用于遙控器和自動門，感應物體或人體的存在。溫度傳感器原理：溫度傳感器將溫度變化轉化為電信號，用來監測環境或物體的溫度。溫度傳感器應用：廣泛用于空調和冰箱，幫助檢測和調節溫度。光電傳感器原理：光電傳感器利用光束的中斷或反射來檢測物體的位置或運動。光電傳感器應用：用于自動門和生產線中，檢測物體是否通過或存在。活動日志： 活動日志 班級：XX 姓名：XX活動名稱坐姿監控與超聲波傳感器活動環節1口驗證超聲波傳感器 2口設計制作坐姿監控器模型（在對應環節畫V）活動完成內容設計制作坐姿監控器模型活動完成度口口口口口口口口口(100%)活動小結問題與反思：語法錯誤、編輯錯誤。改進的方法：加強對超聲波傳感器的理解。 了解坐姿監控器模型基本功能。掌握超聲波傳感器基本原理設計一個坐姿傳感器模型。完成練習題。了解色溫與護眼的關系。 幫助了解本課需要學習的基本知識點。幫助學生理解超聲波的基本原理，掌握應用超聲波所需的基本知識。指導學生掌握制作傳感器模型的基本方法。鞏固所學知識。幫助學生了解合適色溫和亮度對眼睛的重要性，學習如何選擇和使用燈光來保護視力。
課堂小結 坐姿監控與超聲波傳感器1.進行新知引入2.超聲波傳感器基本原理3.設計制作坐姿監控器模型4.完成課堂練習5.進行知識拓展 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 根據本課內容，嘗試使用超聲波傳感器檢測超聲波。學完本節課，嘗試制作一個設計制作坐姿監控器模型。完成PPT39-40頁的練習題。 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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