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 本教材以生活中的万物互联为背景，通过设计自动感应风扇项目，引导学生学习电机、继电器和超声波传感器的相关知识。教学内容从项目情境出发，逐步深入，先分别介绍电机、继电器和超声波传感器，再拆解项目实施过程，包括超声波模块和继电器模块的使用，最后搭建完整脚本。整个教学过程注重实践操作，旨在提高学生的动手能力和解决问题的能力。
学习目标 信息意识：学生将能够识别并理解超声波传感器在家用电器自动化控制中的应用价值，意识到信息技术在日常生活和节能减排中的重要作用，从而培养起对信息技术的敏感度和关注度。计算思维：学生将通过模块化学习和脚本搭建，掌握利用编程逻辑处理超声波传感器数据、控制继电器开关风扇的方法，锻炼抽象思维、逻辑推理和问题解决能力，形成计算思维的基本框架。数字化学习与创新：学生将利用数字化工具和资源（如编程软件、超声波传感器等）进行实践操作，通过项目式学习探索自动化控制技术的实现方式，培养数字化环境下的学习能力和创新意识，为未来的技术创新打下基础。信息社会责任：学生将了解信息技术在节能减排、资源优化等方面的应用，认识到信息技术在促进社会可持续发展中的责任，从而树立起利用信息技术为社会服务的意识，积极践行信息社会责任。
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 通过PPT展示生活中常见的电风扇，提问学生：“大家有没有想过，如果电风扇能够在我们靠近时自动开启，离开时自动关闭，那该多方便呢？”引入物联网技术在家电自动化中的应用，激发学生兴趣。简短介绍超声波传感器的基本概念，并指出其在家电自动化中的潜在用途。 认真观看PPT，思考教师提出的问题。小组讨论，分享自己对家电自动化的想法和期待。 通过生活实例，让学生直观感受到物联网技术的便利。激发学生对超声波传感器和家电自动化的好奇心和探索欲。
讲授新课 环节一：电机与继电器的介绍教师活动：使用PPT和实物展示电机和继电器的外观、工作原理和应用场景。讲解电机驱动风扇转动的基本原理，以及继电器作为电气开关的作用。提问：“大家想想，如何通过编程来控制电机的转动和停止呢？”环节二：超声波传感器的工作原理教师活动：使用PPT和动画演示超声波传感器的工作原理，包括发射超声波、接收反射波和计算距离的过程。讲解超声波传感器在测距、避障等方面的应用。展示超声波传感器与微控制器（如micro:bit）的连接方式。环节三：编程实现超声波传感器控制风扇教师活动：展示编程代码，解释如何使用超声波传感器获取距离信息，并根据距离信息控制继电器的开关，从而控制风扇的转动和停止。强调编程中的关键步骤和注意事项，如设置正确的接口、初始化变量、编写条件判断语句等。演示如何将代码上传到微控制器（如micro:bit）进行测试。代码示例：python复制代码# 导入必要的库 from microbit import * import urm10 # 假设urm10是一个用于读取超声波传感器数据的库 # 初始化变量 fan_pin = pin2 # 控制风扇的继电器连接到pin2 distance_threshold = 50 # 设置距离阈值（单位：厘米） while True: # 读取超声波传感器距离 distance = urm10.read(0, 1) # 假设urm10.read(0, 1)返回超声波传感器与前方物体的距离 # 根据距离控制风扇 if distance < distance_threshold: fan_pin.write_digital(1) # 打开风扇 else: fan_pin.write_digital(0) # 关闭风扇 # 为了避免频繁读取和判断，可以添加一个短暂的延时 sleep(1000) # 延时1秒 认真听讲，观察PPT和实物展示。思考并尝试回答教师的问题。认真观看PPT和动画演示。小组讨论超声波传感器的工作原理和应用场景。认真听讲，观察教师的编程演示。小组内分工合作，尝试编写和调试代码。遇到问题及时请教教师或同学。 帮助学生建立对电机和继电器的初步认识。引导学生思考编程在控制电机转动和停止中的应用。帮助学生深入理解超声波传感器的工作原理。培养学生的逻辑思维能力和团队协作能力。通过实际操作，让学生掌握利用超声波传感器控制风扇的方法。培养学生的编程能力和解决问题的能力。
课堂练习 发布课堂练习任务，要求学生小组合作，利用所学知识设计一个能够自动感应人靠近并开启风扇的装置。提供必要的材料和工具，如micro:bit、超声波传感器、继电器、风扇等。巡视指导，及时解答学生遇到的问题。 小组合作，设计并搭建装置。编写和调试代码，实现自动感应和控制风扇的功能。展示作品，分享设计思路和遇到的问题及解决方法。 通过实际操作，巩固所学知识。培养学生的团队协作能力和创新能力。
课堂小结 总结本节课的知识点，包括电机、继电器、超声波传感器的工作原理及应用，以及编程实现超声波传感器控制风扇的方法。强调物联网技术在家电自动化中的重要作用。鼓励学生在日常生活中多观察、多思考，发现更多物联网技术的应用场景。 认真听讲，回顾本节课的知识点。分享本节课的学习收获和感受。 帮助学生巩固所学知识，形成完整的知识体系。激发学生的学习兴趣和探索欲，为后续学习打下基础。
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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