資源簡介

(共42張PPT)
第5單元 第2課
坐姿監(jiān)控與超聲波傳感器
（湘科2024版）六年級
下
1
核心素養(yǎng)目標
3
活動目標
5
練習提升
7
活動日志
2
新知導入
4
新知講解
6
拓展延伸
板書設(shè)計
8
01
核心素養(yǎng)目標
信息意識
計算思維
數(shù)字化學習與創(chuàng)新
信息社會責任
在學習與實踐中，認識技術(shù)應用帶來的社會影響，培養(yǎng)學生遵循信息道德與安全規(guī)范的責任感。
鼓勵學生運用數(shù)字工具設(shè)計和制作坐姿監(jiān)控器，激發(fā)創(chuàng)新思維和實踐能力，提升數(shù)字化學習效果。
通過編寫程序和調(diào)試傳感器，培養(yǎng)學生分解問題、分析數(shù)據(jù)和設(shè)計解決方案的能力。
通過了解坐姿監(jiān)控器和傳感器技術(shù)，增強學生對信息技術(shù)的認知與應用意識，促進信息獲取和利用的能力。
02
新知導入
在我看來，計算機計算機依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
根據(jù)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(chǎn)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(jiān)控器模型幫助我們養(yǎng)成良好的習慣。
02
新知導入
超聲波傳感器是如何測量距離的？
超聲波傳感器通過發(fā)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。
02
新知導入
思考
除了測量距離，超聲波傳感器還有其他用途嗎？
在我看來，計算機計算機依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
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(jiān)控液體高度、工業(yè)自動化中的物體識別，以及智能家居中自動設(shè)備的觸發(fā)。
02
新知導入
在我看來，計算機計算機依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，讓計算機能夠處理和分析。編碼就像是一個神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計算機的世界里起著非常重要的作用。
超聲波傳感器通過發(fā)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(shù)在許多現(xiàn)代設(shè)備中被廣泛應用。
坐姿監(jiān)控器利用超聲波傳感器監(jiān)測眼睛與書本的距離。
02
新知導入
03
活動目標
了解超聲波傳感器基本原理。
理解坐姿監(jiān)控器模型基本控制原理。
04
新知講解
一、坐姿監(jiān)控器模型基本功能
坐姿監(jiān)控器的主要功能是監(jiān)控閱讀時眼睛與書本的距離，當距離小于設(shè)定值時發(fā)出提示音，距離越近，提示音音調(diào)越高；距離越遠，提示音音調(diào)越低，從而實現(xiàn)監(jiān)控坐姿的功能。
了解基本功能
04
新知講解
一、坐姿監(jiān)控器模型基本功能
要實現(xiàn)監(jiān)控功能，實時測量閱讀時眼睛與書本的距離是關(guān)鍵。
04
新知講解
二、超聲波傳感器基本原理
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。
掌握基本原理
04
新知講解
二、超聲波傳感器基本原理
根據(jù)這一原理，人們發(fā)明了超聲波傳感器。它可以通過向障礙物發(fā)射超聲波，接收反射回來的超聲波，測量發(fā)送聲波和接收到反射聲波的時間間隔，根據(jù)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(fā)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。
04
新知講解
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。
04
新知講解
實踐體驗
驗證超聲波傳感器
實驗設(shè)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(tǒng)測距方法進行比較，了解傳感器測量的精度。
04
新知講解
實踐體驗
驗證超聲波傳感器
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。
04
新知講解
實踐體驗
驗證超聲波傳感器
實驗過程：1、正確連接超聲波傳感器、I/0擴展板和主控板。
04
新知講解
實踐體驗
驗證超聲波傳感器
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。
04
新知講解
實踐體驗
驗證超聲波傳感器
實驗過程：3、編寫程序。
04
新知講解
實踐體驗
驗證超聲波傳感器
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(shù)據(jù)，同時，用尺測量傳感器與障礙物之間的距離。
04
新知講解
位置 傳感器測量數(shù)值 用尺測量數(shù)值
位置1 30 29
位置2 35 37
位置3 32 30
04
新知講解
三、設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
坐姿監(jiān)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(xù)量）作為輸入
當距離小于閾值時，控制蜂鳴器發(fā)聲，提示距離過近
蜂鳴器發(fā)出警報后，在距離大小與蜂鳴器發(fā)聲音調(diào)之間建立關(guān)聯(lián)。距離越近，蜂鳴器發(fā)聲音調(diào)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(fā)聲。
實踐體驗
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
實驗目的：設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型。
04
新知講解
實踐體驗
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
實驗設(shè)計：通過超聲波傳感器測量距離，實時顯示在顯示屏上，根據(jù)測量距離調(diào)整蜂鳴器的音調(diào)，實現(xiàn)警示功能。
04
新知講解
實踐體驗
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
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(diào)越高。將距離值轉(zhuǎn)換為音調(diào)值，控制蜂鳴器的音調(diào)。數(shù)值越大，音調(diào)越高。
04
新知講解
實踐體驗
實驗準備：主控板、超聲波傳感器、I/0擴展板和編程計算機。
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
04
新知講解
實踐體驗
實驗過程：1、正確連接超聲波傳感器、擴展板和主控板。
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
04
新知講解
實踐體驗
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
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
04
新知講解
實踐體驗
實驗過程：3、編寫程序
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
04
新知講解
實踐體驗
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(shù)據(jù)，驗證當距離小于 33 厘米時，蜂鳴器音調(diào)是否隨距離變化。
設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
04
新知講解
05
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(guān)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(shù)據(jù)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
06
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(fā)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。
06
拓展延伸
其他類型傳感器原理與應用
溫度傳感器原理：
溫度傳感器將溫度變化轉(zhuǎn)化為電信號，用來監(jiān)測環(huán)境或物體的溫度。
溫度傳感器應用：
廣泛用于空調(diào)和冰箱，幫助檢測和調(diào)節(jié)溫度。
06
拓展延伸
其他類型傳感器原理與應用
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(chǎn)線中，檢測物體是否通過或存在。
07
活動日志
活動日志 班級：XX 姓名：XX
活動名稱 坐姿監(jiān)控與超聲波傳感器
活動環(huán)節(jié) 1口驗證超聲波傳感器 2口設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
（在對應環(huán)節(jié)畫V）
活動完成內(nèi)容 設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
活動完成度 口口口口口口口口口(100%)
活動小結(jié) 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。
08
板書設(shè)計
坐姿監(jiān)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(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型
4.完成課堂練習
5.進行知識拓展
09
課后作業(yè)
01
根據(jù)本課內(nèi)容，嘗試使用超聲波傳感器檢測超聲波。
09
課后作業(yè)
02
學完本節(jié)課，嘗試制作一個設(shè)計制作坐姿監(jiān)控器模型。
09
課后作業(yè)
1、超聲波傳感器的主要功能是什么？（ ）
A. 測量溫度 B. 測量距離 C. 測量速度 D. 測量重量
2、什么情況下蜂鳴器會發(fā)出高音調(diào)？（ ）
A. 當距離增大 B. 當距離不變 C. 當距離減少 D. 當距離超過閾值
3、以下哪項不是超聲波傳感器的應用？（ ）
A. 汽車倒車雷達 B. 測量液體高度 C. 溫度控制 D. 無人機避障
4、坐姿監(jiān)控器提醒功能的核心是？（ ）
時間計時 B. 距離檢測 C. 聲音識別 D. 氣味感應
5、超聲波在空氣中的傳播速度大約是多少？（ ）
A. 150 米/秒 B. 300 米/秒 C. 340 米/秒 D. 500 米/秒
B
C
C
B
C
09
課后作業(yè)
6、請簡述超聲波傳感器的工作原理。
7、超聲波傳感器只能用于測量固體物體的距離。（ ）
8、坐姿監(jiān)控器可以通過超聲波傳感器幫助改善用戶的坐姿。（ ）
9、超聲波傳感器的精度能達到毫米級別。（ ）
超聲波傳感器通過發(fā)射超聲波并接收反射波來測量物體的距離，計算聲波往返所需的時間來確定距離。
錯
錯
對
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