资源简介

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超声波传感器 教学设计
课题 超声波传感器 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
教材分析 本教材通过引入生活中的实际问题，即手动控制风扇的电能浪费，激发学生兴趣。教学内容涵盖电机、继电器和超声波传感器的基础知识，并通过模块拆解和脚本搭建的方式，引导学生逐步掌握超声波传感器的工作原理及其在自动控制风扇中的应用。教材注重理论与实践相结合，旨在培养学生的动手能力和创新思维，同时也体现了信息技术在日常生活中的应用价值。
学习目标 信息意识：通过学习超声波传感器在风扇自动控制中的应用，学生能够敏锐地察觉到信息技术在日常生活中的应用潜力，增强对信息技术改变生活方式的认识，形成主动探索和利用信息技术解决问题的意识。计算思维：学生将学习如何分解复杂问题（如设计自动感应风扇），将其转化为一系列可操作的步骤（如获取超声波传感器与物体的距离、控制继电器开关风扇）。通过这一过程，学生将锻炼逻辑思维、抽象思维和算法设计能力，提升计算思维水平。数字化学习与创新：通过动手实践，学生将掌握数字化工具（如编程软件、超声波传感器等）的使用方法，学会利用这些工具进行创作和创新。在项目实施过程中，学生将不断探索、尝试和改进，培养数字化学习和创新能力。信息社会责任：在学习过程中，学生将认识到信息技术对社会的深远影响，理解在使用信息技术时应遵循的伦理规范和法律法规。通过设计节能、环保的自动感应风扇项目，学生将培养起对社会的责任感和使命感，学会利用信息技术为社会发展做出贡献。
重点 通过学习,了解温湿度传感器的工作原理及使用。
难点 认识串口打印的可视化显示；掌握通过程序使传感器获取环境温湿度的方法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 展示市场上常见的手动控制电风扇，并提问：“大家有没有想过，如果风扇能够自动感应人的存在而开关，会怎样呢？”引发学生思考，引出课题——超声波传感器在风扇自动控制中的应用。 聆听问题，思考并分享自己的见解。 通过实际问题引入，激发学生兴趣，明确学习目标。
讲授新课 环节一：电机与继电器的介绍教师活动：介绍电机的种类（如直流电机、交流电机等）及其工作原理。展示继电器实物，讲解继电器的作用（作为电气开关）及其工作原理。演示如何通过编程控制继电器的开关状态。代码示例（继电器控制）：python复制代码# 假设pin2连接了继电器 pin2.write_digital(1) # 打开继电器，风扇启动 sleep(5000) # 风扇运行5秒 pin2.write_digital(0) # 关闭继电器，风扇停止环节二：超声波传感器的介绍与工作原理教师活动：展示超声波传感器实物，讲解其工作原理（发射超声波并接收反射波以计算距离）。演示如何通过编程读取超声波传感器测量到的距离数据。代码示例（超声波传感器读取距离）：python复制代码from microbit import * import urm10 # 假设urm10库已安装，用于读取超声波传感器数据 while True: dist = urm10.read(0, 1) # 读取超声波传感器测量到的距离 display.scroll(str(dist)) # 在显示屏上显示距离值 sleep(1000) # 每隔1秒更新一次环节三：综合应用：实现自动感应风扇教师活动：引导学生思考如何将电机、继电器和超声波传感器结合起来，实现自动感应风扇的功能。展示流程图，解释每个步骤的作用和逻辑关系。演示完整的脚本搭建过程，包括超声波传感器数据读取、距离判断、继电器控制等。代码示例（自动感应风扇完整脚本）：python复制代码from microbit import * import urm10 THRESHOLD = 50 # 设定距离阈值（单位：厘米） while True: dist = urm10.read(0, 1) # 读取超声波传感器测量到的距离 if dist < THRESHOLD: pin2.write_digital(1) # 如果距离小于阈值，打开继电器，风扇启动 else: pin2.write_digital(0) # 如果距离大于或等于阈值，关闭继电器，风扇停止 sleep(1000) # 每隔1秒检测一次 观看教师演示，理解电机与继电器的基本概念和工作原理。尝试在编程软件中模拟控制继电器的开关状态。观看教师演示，理解超声波传感器的工作原理。尝试在编程软件中编写代码，读取超声波传感器测量到的距离数据。观看教师演示，理解整个项目的实现流程。尝试自己动手搭建脚本，实现自动感应风扇的功能。 帮助学生建立对电机和继电器的初步认识，为后续的学习打下基础。帮助学生掌握超声波传感器的工作原理和使用方法，为后续实现智能风扇控制打下基础。帮助学生掌握继电器控制风扇的方法，并能够通过编程实现智能风扇的控制。
课堂练习 布置课堂练习任务：要求学生分组完成自动感应风扇的项目，包括硬件连接、脚本编写和调试。提供必要的指导和帮助，解答学生遇到的问题。 分组进行项目实践，按照教师的要求完成自动感应风扇的制作。在实践过程中相互讨论、协作，共同解决问题。 通过实践练习，巩固所学知识，提高动手能力和团队协作能力。培养学生解决实际问题的能力和创新能力。
课堂小结 总结本节课所学内容，包括电机、继电器、超声波传感器的介绍及其在工作中的应用。强调自动感应风扇项目的实现过程及其意义。鼓励学生将所学知识应用于实际生活中，解决实际问题。 回顾本节课所学内容，总结自己的收获和体会。思考如何将所学知识应用于其他领域或项目中。 帮助学生巩固所学知识，加深对课程内容的理解。引导学生思考知识的应用和价值，激发学习兴趣和动力。
板书 超声波传感器一、项目情境二、项目准备
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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