资源简介

(共42张PPT)
第5单元 第2课
坐姿监控与超声波传感器
（湘科2024版）六年级
下
1
核心素养目标
3
活动目标
5
练习提升
7
活动日志
2
新知导入
4
新知讲解
6
拓展延伸
板书设计
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
在学习与实践中，认识技术应用带来的社会影响，培养学生遵循信息道德与安全规范的责任感。
鼓励学生运用数字工具设计和制作坐姿监控器，激发创新思维和实践能力，提升数字化学习效果。
通过编写程序和调试传感器，培养学生分解问题、分析数据和设计解决方案的能力。
通过了解坐姿监控器和传感器技术，增强学生对信息技术的认知与应用意识，促进信息获取和利用的能力。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
根据人类眼睛的生理特点，在阅读时，眼睛与书本的距离应保持在30厘米以上，这样不容易产生视力疲劳。不过，要时刻保持正确的坐姿并不容易。我们可以尝试制作一个能够及时提醒保持正确坐姿的监控器模型帮助我们养成良好的习惯。
02
新知导入
超声波传感器是如何测量距离的？
超声波传感器通过发射超声波并接收反射回来的声波，计算声波的传播时间来测量距离。
02
新知导入
思考
除了测量距离，超声波传感器还有其他用途吗？
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
超声波传感器不仅用于距离测量，还广泛应用于汽车倒车雷达检测障碍物、无人机避障、液位测量监控液体高度、工业自动化中的物体识别，以及智能家居中自动设备的触发。
02
新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
超声波传感器通过发射和接收声波来测量距离。声波遇到物体后反射回来，传感器计算声波往返所需的时间，从而精确地确定物体的距离。这一技术在许多现代设备中被广泛应用。
坐姿监控器利用超声波传感器监测眼睛与书本的距离。
02
新知导入
03
活动目标
了解超声波传感器基本原理。
理解坐姿监控器模型基本控制原理。
04
新知讲解
一、坐姿监控器模型基本功能
坐姿监控器的主要功能是监控阅读时眼睛与书本的距离，当距离小于设定值时发出提示音，距离越近，提示音音调越高；距离越远，提示音音调越低，从而实现监控坐姿的功能。
了解基本功能
04
新知讲解
一、坐姿监控器模型基本功能
要实现监控功能，实时测量阅读时眼睛与书本的距离是关键。
04
新知讲解
二、超声波传感器基本原理
人们在山中大声呼喊时，会听到回声。这是因为声波遇到山的阻碍会反射回来。
掌握基本原理
04
新知讲解
二、超声波传感器基本原理
根据这一原理，人们发明了超声波传感器。它可以通过向障碍物发射超声波，接收反射回来的超声波，测量发送声波和接收到反射声波的时间间隔，根据声波在空气中的传播速度，计算传感器与障碍物之间的距离。
开动脑筋
假如超声波传感器测量发送声波和接收到反射声波的时间间隔是0.01秒声波传播速度大约为340米/秒，算一算，传感器和障碍物之间的距离大约是多少米。
04
新知讲解
要计算传感器和障碍物之间的距离，我们可以使用公式： 距离 = 速度 × 时间 ÷ 2
已知： 声波传播速度 = 340 米/秒 ， 时间间隔 = 0.01 秒
代入公式： 距离 = 340 × 0.01 ÷ 2 ，距离 = 3.4 ÷ 2 ，距离 = 1.7 米
参考答案：传感器和障碍物之间的距离大约是 1.7 米。
实践体验
验证超声波传感器
实验目的：了解和验证超声波传感器的基本功能。
04
新知讲解
实践体验
验证超声波传感器
实验设计：通过超声波传感器测量距离并实时显示在显示屏上，并将其与传统测距方法进行比较，了解传感器测量的精度。
04
新知讲解
实践体验
验证超声波传感器
实验准备：主控板、超声波传感器、I/0扩展板、尺和编程计算机。
04
新知讲解
实践体验
验证超声波传感器
实验过程：1、正确连接超声波传感器、I/0扩展板和主控板。
04
新知讲解
实践体验
验证超声波传感器
实验过程：2、运行编程软件，添加I/0扩展板和超声波传感器模块。
04
新知讲解
实践体验
验证超声波传感器
实验过程：3、编写程序。
04
新知讲解
实践体验
验证超声波传感器
实验过程：4、上传并运行程序，改变传感器与障碍物之间的距离，观察并记录显示屏数据，同时，用尺测量传感器与障碍物之间的距离。
04
新知讲解
位置 传感器测量数值 用尺测量数值
位置1 30 29
位置2 35 37
位置3 32 30
04
新知讲解
三、设计制作坐姿监控器模型
坐姿监控器采用超声波距离传感器，实时测量眼睛与书本的距离，通过报警提醒使用者保持正确坐姿。
用眼睛与书本的距离（连续量）作为输入
当距离小于阈值时，控制蜂鸣器发声，提示距离过近
蜂鸣器发出警报后，在距离大小与蜂鸣器发声音调之间建立关联。距离越近，蜂鸣器发声音调越高，催促阅读者尽快拉大阅读距离。
当阅读距离拉大超过阈值后，控制蜂鸣器停止发声。
实践体验
设计制作坐姿监控器模型
实验目的：设计制作坐姿监控器模型。
04
新知讲解
实践体验
设计制作坐姿监控器模型
实验设计：通过超声波传感器测量距离，实时显示在显示屏上，根据测量距离调整蜂鸣器的音调，实现警示功能。
04
新知讲解
实践体验
设计制作坐姿监控器模型
测量距离大于等于 33 厘米不报警，小于33 厘米开始报警，距离越近蜂鸣器音调越高。将距离值转换为音调值，控制蜂鸣器的音调。数值越大，音调越高。
04
新知讲解
实践体验
实验准备：主控板、超声波传感器、I/0扩展板和编程计算机。
设计制作坐姿监控器模型
04
新知讲解
实践体验
实验过程：1、正确连接超声波传感器、扩展板和主控板。
设计制作坐姿监控器模型
04
新知讲解
实践体验
实验过程：2、运行编程软件，添加扩展板和超声波传感器模块
设计制作坐姿监控器模型
04
新知讲解
实践体验
实验过程：3、编写程序
设计制作坐姿监控器模型
04
新知讲解
实践体验
实验过程：4、上传并运行程序，改变传感器与障碍物之间的距离，观察显示屏距离数据，验证当距离小于 33 厘米时，蜂鸣器音调是否随距离变化。
设计制作坐姿监控器模型
04
新知讲解
05
练习提升
1.检测距离可以用传感器 超声波传感器
2.以下关于超声波传感器的说法正确的是（ A ）
A.超声波传感器只能测人体到传感器的距离
B.超声波传感器可以测任意物体到传感器的距离
C.超声波传感器的数据可以精确到毫米
D.超声波传感器可以精确地测出人体的坐姿是否正确
06
拓展延伸
其他类型传感器原理与应用
红外传感器原理：
红外传感器通过发射和接收红外线来检测物体。红外线是一种人眼不可见的光。
红外传感器应用：
用于遥控器和自动门，感应物体或人体的存在。
06
拓展延伸
其他类型传感器原理与应用
温度传感器原理：
温度传感器将温度变化转化为电信号，用来监测环境或物体的温度。
温度传感器应用：
广泛用于空调和冰箱，帮助检测和调节温度。
06
拓展延伸
其他类型传感器原理与应用
光电传感器原理：
光电传感器利用光束的中断或反射来检测物体的位置或运动。
光电传感器应用：
用于自动门和生产线中，检测物体是否通过或存在。
07
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX
活动名称 坐姿监控与超声波传感器
活动环节 1口验证超声波传感器 2口设计制作坐姿监控器模型
（在对应环节画V）
活动完成内容 设计制作坐姿监控器模型
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：语法错误、编辑错误。
改进的方法：加强对超声波传感器的理解。
08
板书设计
坐姿监控与超声波传感器
1.进行新知引入
2.超声波传感器基本原理
3.设计制作坐姿监控器模型
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
根据本课内容，尝试使用超声波传感器检测超声波。
09
课后作业
02
学完本节课，尝试制作一个设计制作坐姿监控器模型。
09
课后作业
1、超声波传感器的主要功能是什么？（ ）
A. 测量温度 B. 测量距离 C. 测量速度 D. 测量重量
2、什么情况下蜂鸣器会发出高音调？（ ）
A. 当距离增大 B. 当距离不变 C. 当距离减少 D. 当距离超过阈值
3、以下哪项不是超声波传感器的应用？（ ）
A. 汽车倒车雷达 B. 测量液体高度 C. 温度控制 D. 无人机避障
4、坐姿监控器提醒功能的核心是？（ ）
时间计时 B. 距离检测 C. 声音识别 D. 气味感应
5、超声波在空气中的传播速度大约是多少？（ ）
A. 150 米/秒 B. 300 米/秒 C. 340 米/秒 D. 500 米/秒
B
C
C
B
C
09
课后作业
6、请简述超声波传感器的工作原理。
7、超声波传感器只能用于测量固体物体的距离。（ ）
8、坐姿监控器可以通过超声波传感器帮助改善用户的坐姿。（ ）
9、超声波传感器的精度能达到毫米级别。（ ）
超声波传感器通过发射超声波并接收反射波来测量物体的距离，计算声波往返所需的时间来确定距离。
错
错
对
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