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，通过模块拆解和脚本搭建，让学生掌握超声波传感器控制风扇的方法。整个教学过程注重实践操作，旨在培养学生的创新思维和解决问题的能力，同时提高学生的信息技术素养。
学习目标 信息意识：学生能够认识到信息技术在日常生活中的广泛应用，如通过超声波传感器实现智能家居的自动化控制。培养学生观察生活中信息科技应用的敏锐度，理解技术如何改善生活质量并减少资源浪费。计算思维：学生通过编程和模块拆解，学会将复杂问题分解为更小的、可管理的部分，如将风扇自动控制系统分解为超声波测距和继电器控制两个模块。培养逻辑推理和问题解决能力，能够根据超声波传感器获取的数据，设计并实现自动开关风扇的逻辑。数字化学习与创新：学生掌握使用编程语言和工具（如microbit）进行数字化创作的能力，通过实践学习超声波传感器和继电器的使用方法。鼓励创新思维，尝试在原有基础上改进或创新设计，如优化风扇控制逻辑，提高系统响应速度或增加其他功能。信息社会责任：学生理解信息技术应用对环境和社会的影响，如通过自动感应风扇减少电能消耗，体现对可持续发展的贡献。培养在信息技术使用过程中遵守法律和道德规范的意识，确保技术应用合法、安全、有益于社会。
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 展示情境：播放一段视频或展示一些图片，展示市场上常见的电风扇及其使用场景，特别是手动控制的电风扇在无人使用时仍持续运转的情景。提出问题：引导学生思考如何设计一个能够自动感应人靠近并开启，人离开则自动关闭的电风扇装置，以减少电能浪费。引入课题：明确本节课的主题——利用超声波传感器控制风扇，并简要介绍超声波传感器在智能家居中的应用。 观看视频或图片，思考教师提出的问题。尝试提出自己的初步想法或解决方案。 通过情境展示和问题提出，激发学生的学习兴趣和好奇心。引导学生关注实际问题，培养解决问题的能力。
讲授新课 环节一：电机与继电器介绍教师活动：展示实物：展示电机和继电器的实物，并简要介绍它们的基本结构和功能。讲解原理：通过PPT或板书，详细讲解电机的工作原理（如直流电机、交流电机等）和继电器的控制原理。演示操作：演示如何连接电机和继电器，以及如何通过控制继电器来开启或关闭电机。环节二：超声波传感器工作原理及使用教师活动：展示传感器：展示超声波传感器的实物，并介绍其基本结构和功能。讲解原理：通过PPT或板书，详细讲解超声波传感器的工作原理（如发射超声波、接收反射波、计算距离等）。演示编程：在编程环境中演示如何连接超声波传感器，并编写代码来读取传感器与前方物体之间的距离。python复制代码# 示例代码：读取超声波传感器距离 from microbit import * import urm10 # 假设urm10是超声波传感器的库 while True: Dist = urm10.read(0, 1) # 读取传感器距离 display.scroll(str(Dist)) # 在显示屏上显示距离 sleep(1000) # 延时1秒环节三：利用超声波传感器控制风扇教师活动：讲解思路：介绍如何利用超声波传感器读取的距离来控制风扇的开启和关闭。演示脚本搭建：在编程环境中演示如何搭建完整的脚本，包括超声波传感器读取距离、判断距离是否小于设定阈值、控制继电器开关风扇等步骤。python复制代码# 示例代码：利用超声波传感器控制风扇 from microbit import * import urm10 import pin THRESHOLD = 50 # 设定距离阈值（单位：厘米） fan_pin = pin.Pin(2) # 假设使用Pin2控制继电器 while True: Dist = urm10.read(0, 1) # 读取传感器距离 if Dist < THRESHOLD: fan_pin.write_digital(1) # 打开风扇 else: fan_pin.write_digital(0) # 关闭风扇 sleep(1000) # 延时1秒 观察实物，听教师讲解。尝试在笔记本上记录电机和继电器的基本知识和工作原理。跟随教师演示，尝试自己连接电机和继电器。观察实物，听教师讲解。尝试在笔记本上记录超声波传感器的工作原理和代码示例。跟随教师演示，尝试自己编写代码来读取传感器距离。听取教师讲解，理解控制风扇的思路和步骤。跟随教师演示，尝试自己搭建完整的脚本。在搭建过程中，遇到问题及时提问或寻求帮助。 使学生了解电机和继电器的基本知识和工作原理。通过实物演示，增强学生的实践操作能力。使学生了解超声波传感器的工作原理和使用方法。通过编程实践，增强学生的编程能力和对传感器的应用能力。使学生掌握利用超声波传感器控制风扇的方法。通过实践操作，增强学生的动手能力和问题解决能力。
课堂练习 布置任务：要求学生根据所学知识，自己设计一个能够自动感应人靠近并开启，人离开则自动关闭的电风扇装置。提供资源：提供必要的硬件资源（如电机、继电器、超声波传感器等）和编程环境。巡回指导：在学生练习过程中，巡回指导，解答疑问，提供帮助。 根据任务要求，自己设计并搭建装置。在搭建过程中，遇到问题及时提问或寻求帮助。完成装置后，进行测试和调试，确保装置能够正常工作。 通过实践练习，巩固所学知识。培养学生的创新思维和实践能力。
课堂小结 总结知识点：回顾本节课所学的主要知识点，包括电机与继电器的介绍、超声波传感器的工作原理及使用、利用超声波传感器控制风扇的方法等。评价作品：对学生的作品进行评价和展示，肯定学生的努力和成果，指出存在的问题和改进的方向。布置作业：要求学生进一步完善自己的作品，并思考如何将超声波传感器应用到其他智能家居设备中。 听取教师总结，回顾所学知识。展示自己的作品，并听取教师和同学的评价和建议。思考并规划下一步的改进和完善工作。 通过总结回顾，巩固所学知识。通过作品展示和评价，增强学生的自信心和成就感。通过布置作业，引导学生进一步拓展和应用所学知识。
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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