资源简介

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温湿度传感器 教学设计
课题 温湿度传感器 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
教材分析 本教材内容紧密围绕信息科技八年级第二单元《生活中的万物互联》的主题，通过第5课《温湿度传感器》的学习，使学生深入了解温湿度传感器的工作原理及其在生活中的实际应用。教材通过档案馆保存纸质档案的情境引入，激发学生的学习兴趣，同时强调温湿度对纸质档案保存的重要性。在项目实施环节，教材详细拆解了串口打印、获取传感器数据等关键步骤，并提供了完整的脚本搭建示例，有助于学生掌握通过程序获取环境温湿度的方法，培养学生的实践能力和创新思维。
学习目标 信息意识：学生能够认识到温湿度信息在日常生活和工作中的重要性，理解温湿度对纸质档案等物品保存的影响，从而培养对环境信息的敏感度和关注度。计算思维：通过学习温湿度传感器的工作原理和使用方法，学生能够理解传感器数据采集和处理的逻辑，掌握串口打印等基本技能，并运用这些技能解决实际问题，如模拟档案室对温湿度的检测。数字化学习与创新：学生能够利用编程工具和传感器技术，搭建完整的温湿度检测系统，通过实践探索和创新，提升数字化学习和创新的能力，为后续学习和工作打下坚实的基础。信息社会责任：在学习和使用温湿度传感器技术的过程中，学生能够意识到信息安全和隐私保护的重要性，遵守相关法律法规和道德规范，负责任地使用和传播信息，为社会的可持续发展做出贡献。
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 引入话题：首先，教师通过提问的方式引发学生思考：“在日常生活中，我们如何知道室内的温湿度是否适宜？有哪些应用场景需要精确控制温湿度？”随后，教师展示档案馆中纸质档案因温湿度不当而受损的图片，以及温湿度传感器在自动调节室内环境中的应用实例。激发兴趣：教师简短介绍温湿度传感器的重要性，并说明本节课将要学习如何通过编程来获取环境的温湿度信息。 思考问题，分享自己的生活经验或了解的相关知识。观看图片和实例，对温湿度传感器的应用产生兴趣。 通过实际问题引导学生思考，激发他们的学习兴趣。为接下来的新知学习做好铺垫。
讲授新课 环节一：变量回顾与温湿度相关变量教师活动：回顾变量：简要回顾变量的定义、命名规则和不同类型（整数、浮点数、字符串等），并强调在编程中合理选用变量类型的重要性。引入温湿度变量：教师指出，在获取温湿度信息时，我们需要定义变量来存储温度和湿度的值。教师示范如何定义表示温度和湿度的变量，如temperature（浮点数）和humidity（浮点数）。环节二：for循环语句与串口打印教师活动：for循环语句基础：首先，教师讲解for循环语句的基本语法结构和用途，强调其在编程中用于重复执行特定代码块的重要性。串口打印简介：然后，教师介绍串口打印的概念和作用，指出通过串口可以将数据输出到计算机或其他设备上进行观测。结合for循环与串口打印：教师展示一个示例程序，该程序使用for循环语句定时读取温湿度传感器的数据，并通过串口打印出来。教师逐行解释代码，特别是for循环中的循环条件和串口打印的语句。示例代码：python复制代码import time # 导入time模块用于延时 import serial # 导入serial模块用于串口通信 # 假设已经有一个温湿度传感器对象sensor，可以通过其方法获取温度和湿度 # sensor.get_temperature() 获取温度，sensor.get_humidity() 获取湿度 ser = serial.Serial('COM3', 9600) # 初始化串口通信，COM3为串口号，9600为波特率 try: while True: temperature = sensor.get_temperature() # 获取温度值 humidity = sensor.get_humidity() # 获取湿度值 # 使用for循环模拟定时读取（实际应用中可使用time.sleep()更简洁） for i in range(1): # 此处仅作为示例，实际上循环一次即可 # 打印温湿度信息到串口监视器 ser.write(f"Temperature: {temperature:.2f}°C, Humidity: {humidity:.2f}%\n".encode()) time.sleep(1) # 延时1秒后再读取下一次数据 except KeyboardInterrupt: print("Program terminated by user.") finally: ser.close() # 关闭串口通信环节三：温湿度传感器获取数据教师活动：传感器工作原理：教师简要介绍温湿度传感器的工作原理，包括其内部结构、测量原理等。获取数据方法：教师详细讲解如何通过编程从温湿度传感器中获取数据，并展示具体的代码示例。教师强调在编程中需要注意的问题，如数据的准确性和实时性等。示例代码（假设已有传感器库）：python复制代码from sensor_library import TemperatureHumiditySensor # 假设有一个传感器库 # 创建传感器对象 sensor = TemperatureHumiditySensor() # 获取温度和湿度数据 temperature = sensor.get_temperature() humidity = sensor.get_humidity() print(f"Temperature: {temperature:.2f}°C, Humidity: {humidity:.2f}%") 回顾并巩固变量的相关知识。跟随教师的示范，自己尝试定义温湿度变量。认真听讲，理解for循环语句和串口打印的基本原理。跟随教师的示范，自己尝试编写和调试简单的for循环与串口打印程序。认真听讲，理解程序的基本结构和关键语句。尝试编写程序，控制传感器获取并打印环境温湿度数据，与小组成员交流学习心得。 为后续编程学习奠定基础，确保学生能够正确理解和使用变量。使学生掌握for循环语句的基本用法，并能将其应用于实际编程中。通过串口打印的实践操作，增强学生对编程输出的直观感受。通过讲解和编程实践，帮助学生掌握通过程序控制传感器获取环境温湿度数据的方法，培养学生的编程能力和解决问题的能力。
课堂练习 设计一组关于温湿度传感器使用的练习题，要求学生独立完成。巡视课堂，解答学生的疑问，并给予指导和帮助。 认真阅读练习题，理解题目要求。独立完成练习题，巩固所学知识。对于不确定的问题，举手提问或小组讨论。 通过课堂练习，巩固学生对温湿度传感器使用的理解和掌握，培养学生的独立思考和解决问题的能力。
课堂小结 总结本课学习的知识点，包括温湿度传感器的工作原理、串口打印的可视化显示以及通过程序控制传感器获取环境温湿度数据的方法。提问：“通过今天的学习，大家有哪些收获和感悟？在实际生活中，我们可以如何应用这些知识来保护纸质档案呢？”鼓励学生分享自己的学习心得和收获，并进行互动评价。 回顾本课学习的知识点，思考并回答教师的问题。分享自己的学习心得和收获，与同学们交流学习经验。听取他人的评价和建议，进行自我反思和提升。 通过课堂小结和互动评价，帮助学生巩固本课学习的知识点，培养学生的表达能力和自信心。同时，鼓励学生将所学知识应用于实际生活中，培养学生的实践能力和创新精神。
板书 温湿度传感器一、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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