资源简介

(共39张PPT)
活动3
设计并制作
简易无线抢答器
（黔科版）六年级
01
教学目标
02
课堂导入
03
学习目标
04
分析与设计
05
准备与制作
06
运行测试
08
拓展延伸
09
课堂小结
10
板书设计
07
单元小结
01
教学目标
1、信息意识：能够认识到无线抢答器在现代教学中的应用价值，提高对信息技术工具的敏感度。
2、计算思维：能够掌握无线抢答器的设计思路和技术要点，包括电路设计、信号传输和接收等。
3、数字化学习与创新：能够利用数字工具（如编程软件、电子元件等）设计和制作无线抢答器，提升动手能力和创新能力。
4、信息社会责任：能够在使用无线抢答器时遵守课堂纪律和公平竞争的原则，培养社会责任感和诚信意识。
在一些知识竞赛活动中，经常可以看到参赛选手使用抢答器(图2-3-1)进行抢答。当主持人按下“开始”按键或发出抢答命令后，参赛选手迅速按下自己面前抢答器的按键进行抢答。通过使用抢答器，可以快速而准确地确定最先获得抢答权的选手，从而保障抢答过程的准确性、公正性和公平性。
抢答器是如何实现抢答功能的呢 让我们通过制作一套简单的无线抢答器来研究抢答器系统，并进一步理解系统、子系统和功能模块。
02
课堂导入
图2-3-1
02
课堂导入
你将学到
★无线抢答器具有哪些模块
★如何完成设计并制作简易无线抢答器
1.分析与设计
2.准备与制作
活动向导
3.运行测试
知识拓展
02
课堂导入
03
分析与设计
简易无线抢答器包含主控端和抢答端。主控端是主持人用来发布抢答命令、判断抢答结果的，抢答端是参赛选手用来完成抢答的，其主要功能分析如图 2-3-2 所示。
图 2-3-2
03
分析与设计
为了实现无线抢答功能，需要相应的模块。简易无线抢答器系统主要包含按键、显示屏、无线通信模块、控制器等功能模块。其中，按键用于发布命令和选手抢答;显示屏用于显示提示信息和抢答结果;无线通信模块用于实现主控端和抢答端的无线通信;控制器负责系统的总体控制。
03
分析与设计
想一想
简易无线抢答器系统还可以有哪些模块
一、抢答开关模块：这是抢答器的核心部分，负责接收选手的抢答信号。它通常由一组按键组成，每个按键代表一个选手。当选手按下抢答键时，该模块会立即检测到并发送信号给主控模块。
二、输入模块：除了基本的抢答开关外，输入模块还可以包括其他类型的输入设备，如触摸屏、键盘或遥控器等，用于设置抢答器的参数或输入题目信息。
03
分析与设计
画一画简易无线抢答器系统的系统结构图，并讨论本系统的运作是否可以划分为典型三环节。
做一做
答：可以分为典型三环节
输入环节、处理环节和输出环节。
05
分析与设计
知识拓展
无线抢答器具有哪些模块
一、复位电路：用于在系统出现故障或需要重新启动时，将系统恢复到初始状态。复位电路是保证系统可靠性的重要组成部分。
二、蜂鸣器音频输出电路：通过控制不同频率的矩形脉冲来控制蜂鸣器发声，用于提示抢答违规、开始抢答、抢答时间结束和回答时间结束等信息。
三、存储模块：在某些高级的系统中，存储模块可能用于存储选手信息、题目信息等数据，以便在系统重启或重置后保留重要数据。
06
准备与制作
(1)准备硬件器材
根据模块分析，可以大致知道所需基本硬件。在本实验中，可以独立使用抢答按键、LED 灯、无线通信模块、显示屏、控制器(如电子开发板、拓展板)等硬件器材，也可以使用集成了按键、LED灯、显示屏、无线通信模块和微控制器的电子开发板。
06
准备与制作
以一个主控端、两个抢答端为例,为本实验准备所需要的硬件器材，填写表 2-3-1。
做一做
硬件器材 数量
主控端
抢答端
LCD显示屏
电源模块
蜂鸣器音频输出电路
1
1
1
按键输入模块
指示灯或蜂鸣器
电源模块
2
2
2
06
准备与制作
(2)连接硬件器材搭建无线抢答器
若本实验使用集成各功能部件的电子开发板，则不需要进行专门的器材连接。若选用单独的部件和微控制器，则需要通过连接线进行连接。
06
准备与制作
画出连接示意图，并完成搭建。
做一做
06
准备与制作
(3)编写程序
同样，在编写程序之前，首先需要建立编程软件与电子开发板之间的连接通道，然后选择电子开发板类型、工作模式和编程语言。针对本实验的需求，还需要添加“无线广播”通信模块，如图 2-3-3所示，以实现无线通信功能。
06
准备与制作
要实现无线抢答器系统功能，需要分别为各个模块编写相应的程序。程序所需要使用的主要功能图块如图 2-3-4 所示。
06
准备与制作
06
准备与制作
无线通信是一种不需要网线、光纤等线缆，而是通过利用电磁波传递信号的通信方式。它被广泛应用于遥控、遥测、通信等日常生产、生活的各个领域。
小贴士
06
准备与制作
图 2-3-5~图2-3-7所示是实现简易无线抢答器主控端子系统各功能的算法流程图(局部)，尝试完成实现抢答端子系统各功能的算法流程图设计，并完成程序编写(图形化编程或Python 编程)
做一做
图 2-3-5
06
准备与制作
做一做
图 2-3-6
图 2-3-7
06
准备与制作
数字化学习
打开配套资源中的参考程序，阅读后与自己编写的程序进行比较，看看有何区别。
一、我们的程序缺乏严格的代码规范和最佳实践，如变量命名不规范、缺少必要的注释、代码结构混乱等。此外，我们的程序可能包含较多的冗余代码和未使用的功能。
二、程序只实现基本功能，缺乏对异常情况的处理和复杂的业务逻辑。此外，我们的程序难以扩展以适应新的需求或变化。
三、我们的程序未经充分优化，导致运行速度慢、内存占用高等问题。此外，我们的程序未考虑并发处理、资源管理等高级性能优化技术。
05
准备与制作
知识拓展
如何完成设计并制作简易无线抢答器
一、主控端电路设计：将STM32F103微控制器与NRF24L01模块、LCD显示屏、蜂鸣器等组件连接。设计电源管理电路，确保各组件稳定工作。
实现按键输入模块的接口设计。
二、主控端软件：编写程序以初始化各个硬件模块。实现抢答信号的接收、处理和显示逻辑。添加倒计时功能和抢答结果的记录。调试程序，确保各功能正常运行。
06
运行测试
简易无线抢答器制作完成后，须运行测试，可以由一名同学使用主控端，其他同学使用抢答端进行测试。
06
运行测试
做一做
各小组按照表2-3-2所示简易无线抢答器系统测试单中的测试内容进行测试，并完成表的填写。
组长
成员
测试 设备 主控端数量：（ ）抢答端数量：（ ） 是 否
功能 测试 1.主控端未发出“开始抢答”信息时，抢答端能否进行抢答 是 否
2.某个抢答端抢答成功后，主控端能否显示出最先抢答的抢答端编号 是 否
3.某个抢答端抢答成功后，主控端是否还能收到其他抢答端的抢答信息 是 否
4.进行多次测试后，本系统能否保障每个抢答端都有均等的抢答机会 是 否
张三
李四、王五、赵六
√
1
2
√
√
√
06
运行测试
做一做
距离 测试 1.主控端与抢答端相距 10 米时，本系统能否正常工作 是 否
2.主控端与抢答端相距 20 米时，本系统能否正常工作 是 否
3.主控端与抢答端相距 50 米时，本系统能否正常工作 是 否
4.主控端与抢答端相距 100 米时，本系统能否正常工作 是 否
抗干扰测试 测试过程中，是否受到了其他小组设备的干扰 是 否
如果受到干扰，请写出你们的解决方案:
√
√
√
√
√
因为并不会受到其他小组的干扰，所以并不需要解决方案、如果会收到干扰我们小组建议将小组之间的测试距离保持在一百米以上既可避免干扰。
各小组按照表2-3-2所示简易无线抢答器系统测试单中的测试内容进行测试，并完成表的填写。
06
运行测试
挑战时刻
有些抢答器除了显示最先抢答成功的选手编号外，还能在主控端发出“开始抢答”的同时，发出“滴滴”的声响，提示选手开始抢答当选手“抢答成功”后，他面前的指示灯会同时亮起，以通知主持人其他选手和现场观众。
以小组为单位，讨论如何对无线抢答器进行功能升级，并完成你们的改进方案，填写表 2-3-3。
需求分析(功能改进)
系统设计
器材准备
算法设计
程序实现
增加抢答成功的声音和视觉反馈，如蜂鸣器声音加LED灯光闪烁
LCD显示屏用于展示比赛信息，蜂鸣器提供声音反馈。
LCD显示屏或OLED显示屏
蜂鸣器
一旦收到抢答信号，立即记录抢答者ID和时间戳。
编写倒计时、计分和显示更新函数。
在中断服务程序中发送抢答信号至主控端
07
单元小结
07
单元小结
说一说
通过本单元的学习，你有哪些收获
一、不仅掌握了系统的基本概念和描述方法，还学会了如何使用流程图来直观地表示抢答器的算法。更重要的是，我在学习过程中锻炼了自己的逻辑思维能力，提升了沟通与协作能力，并对计算机科学产生了浓厚的兴趣。我相信，这些知识和技能将对我未来的学习和职业发展产生积极的影响。我期待在未来的学习中，能够深入学习更多关于系统与模块的知识，掌握更多实用的技能。
07
单元小结
评一评
评价项目 自我评价 小组评价
能说出身边的系统
能够将系统分解为各子系统
了解模块的功能
能和小组成员一起合作完成简易无线抢答器的设计与制作
学会用模块化设计思想解决问题
07
单元小结
评一评
教师评语
在《系统》这一单元的学习中表现出色。他不仅掌握了这一单元的核心概念和技术，还展示了出色的实践能力和创新思维。
07
拓展延伸
1、无线电脑抢答器功能
07
拓展延伸
2、抢答器在日常生活中造成了哪些影响？
(1)教育领域：在课堂上，抢答器被广泛用于教学互动，激发学生的学习兴趣和参与度。它打破了传统教学模式的局限，使得学生能够更积极地参与到课堂讨论中，提高了教学效果。
（2）会议与活动：在各类会议、研讨会或活动中，抢答器常用于提问环节，使得与会者能够实时、公平地参与到讨论中，增加了活动的互动性和趣味性。
（3）娱乐节目：抢答器在电视娱乐节目中也发挥着重要作用，如知识竞赛、游戏问答等。它为节目增添了紧张刺激的氛围，提高了观众的参与感和观赏体验。
07
拓展延伸
3、生活中抢答器给我们带来哪些优势？
(1)提高效率：抢答器能够快速响应用户的操作，实时反馈结果，大大提高了活动或教学的效率。
（2）增强互动性：通过抢答器，参与者可以更加积极地投入到活动中，增强了人与人之间的互动和交流。
（3）公平公正：抢答器采用电子化操作，减少了人为因素的干扰，确保了比赛或活动的公平公正。
（4）便捷易用：现代抢答器通常设计简洁、操作方便，即使是非技术人员也能轻松上手使用。
07
拓展延伸
4、我们如何更好的学习抢答器制作？
(1） 了解基本原理：首先需要了解抢答器的工作原理和基本构成，包括控制器、输入设备（如按钮）、输出设备（如显示屏）以及通信模块等。
（2）学习相关知识：掌握一定的电子技术基础和编程知识对于制作抢答器至关重要。可以通过阅读相关书籍、观看教学视频或参加培训课程来学习这些知识。
（3）实践操作：理论知识的学习需要通过实践来巩固。可以尝试购买现成的抢答器套件进行组装和调试，或者自己设计电路图并焊接制作。通过实际操作来加深对抢答器制作过程的理解。
08
课堂小结
《设计并制作简易无线抢答器》课程小结： 本课程中，我们了解了无线抢答器的基本原理，并通过动手实践，掌握其设计和制作方法。了解了无线抢答器的基本构成和工作原理，包括主控端和抢答端的硬件组成、无线通信模块的使用以及程序的编写等不仅让我学到了丰富的知识和技能，还激发了我对科技创新的热爱。从器材准备、电路连接、程序调试到最终的功能测试，每一个环节都充满了探索和学习的乐趣我们相信在未来的学习和生活中，这些宝贵的经验将对我产生深远的影响。
09
板书设计
设计并制作简易无线抢答器
一、分析与设计
二、准备与制作
三、运行测试
课后作业
1、在父母陪同在网上查找简易无线抢答器的制作硬件、网购回来之后在父母的陪同下建议制作。
https：//www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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