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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 本教材分析指出，《超声波传感器》一课通过项目式学习，引导学生探索电机、继电器与超声波传感器的应用。教学内容结合实际生活情境，旨在解决电风扇资源浪费问题，提升学生信息技术实践能力。通过拆解模块、编程控制，学生不仅掌握超声波传感器的工作原理，还能学会利用传感器数据控制风扇，实现知识的综合应用与创新。
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，理解信息科技如何改善生活质量并减少资源浪费。计算思维：学生将通过项目实践，学习如何将复杂问题分解为更小的、可管理的模块，如超声波探测和继电器控制。通过编程解决实际问题，学生能够理解并运用逻辑判断、循环等计算思维的核心概念。数字化学习与创新：学生将掌握使用编程工具和硬件设备进行数字创作的能力，如通过编程控制超声波传感器和继电器。鼓励学生进行创新和实验，通过修改脚本和硬件连接，探索不同的解决方案，以优化风扇的自动感应控制。信息社会责任：学生将认识到信息科技的使用对社会和环境的影响，如通过自动感应风扇减少电能消耗，体现环保意识。培养学生负责任地使用信息技术的态度，确保技术的应用符合伦理和法律要求，同时关注其对社会的积极影响。
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“智能家居”和“物联网”的概念，简述这些技术如何改变我们的生活。指出本节课将利用超声波传感器、电机和继电器等元件，设计一个能够自动感应并控制风扇的装置。 认真观看PPT，思考教师提出的问题。尝试提出自己对智能家居和物联网的理解或应用实例。对即将学习的内容表示出兴趣和期待。 激发学生的学习兴趣和好奇心。引导学生认识到学习这些内容的重要性和实用性。
讲授新课 环节一：1. 项目情境近年来，随着科技水平和人们生活质量的不断提高，家用电器在款式、功能等方面不断得到优化。然而，市场上的电风扇很多都是手动控制的，如果人离开或者温度降低，风扇仍然会运作，这无疑是一种资源的浪费。为了减少电能的消耗，我们可以设计一个自动感应装置，当有人靠近时自动开启风扇，若人离开则自动关闭风扇。2. 项目准备本项目将要用到电机、继电器和超声波传感器。我们需要先了解这些零件的基本知识和功能：电机：用于驱动风扇的转动。继电器：作为电子开关，用于控制电机的启动和停止。超声波传感器：用于探测前方物体的距离。3. 项目实施本项目我们将分为两个模块进行学习：获取超声波传感器和物体的距离，以及利用继电器控制风扇。最后进行完整脚本的搭建。（1）模块拆解超声波模块：在编程界面选择好超声波传感器与控制板的连接接口，就能探测出超声波传感器和前方物体之间的距离。示例程序如下：python复制代码# -*- coding: utf-8 -*- from microbit import * import urm10 Dist = urm10.read(0, 1)继电器模块：将继电器和风扇电机进行连接，这样我们可以通过控制继电器开关，实现对风扇转动和停止的控制。示例程序如下：python复制代码# -*- coding: utf-8 -*- pin2.write_digital(1) # 打开 pin2.write_digital(0) # 关闭（2）脚本搭建学习了以上知识后，我们就可以实现探测风扇与人之间的距离，并根据距离远近自动开关风扇。请学生根据流程图6-8进行动手实践。环节二：超声波传感器的讲解与编程教师活动：展示超声波传感器的实物，并介绍其工作原理（发射超声波，遇到障碍物后反射回来，通过计算时间差来确定距离）。演示超声波传感器与编程板的连接方法，并讲解编程代码（如上面提到的代码片段）。强调超声波传感器在智能家居中的应用价值，如自动门、自动避障小车等。环节三：脚本搭建与项目实现教师活动：引导学生回顾前面学习的内容，并给出完整的项目流程图（如流程图6-8）。讲解如何根据流程图搭建脚本，包括超声波传感器模块、继电器模块以及两者之间的逻辑控制。示范如何编写脚本，并解释每个部分的作用和含义。 认真听讲，观察实物和PPT上的图片。尝试复述电机的种类和主要功能。小组内讨论继电器的作用，并尝试在图纸上画出继电器的连接方式。认真观察超声波传感器的实物和连接方式。尝试理解并复述超声波传感器的工作原理。在编程界面上输入教师提供的代码，并尝试运行，观察结果。认真听讲，观察教师示范的脚本搭建过程。小组内分工合作，根据流程图搭建自己的脚本。尝试运行脚本，观察风扇的自动开关效果，并进行调试和改进。 帮助学生了解电机和继电器的基础知识。培养学生的观察能力和团队协作能力。帮助学生掌握超声波传感器的基础知识。培养学生的编程能力和实践能力。帮助学生将前面学习的知识整合起来，实现项目的完整功能。培养学生的实践能力和解决问题的能力。
课堂练习 给出一些练习题，如修改脚本中的某些参数，观察风扇的开关距离是否发生变化；或者设计一个能够自动调整风扇转速的脚本等。巡视学生的练习情况，给予必要的指导和帮助。 认真完成练习题，尝试修改脚本并观察结果。小组内交流讨论，分享自己的发现和心得。向教师请教不懂的问题，寻求帮助。 巩固和加深对所学知识的理解。培养学生的创新思维和解决问题的能力。
课堂小结 总结本节课所学的内容，包括电机、继电器、超声波传感器的基础知识以及项目的实现过程。强调超声波传感器在智能家居中的重要作用和价值。鼓励学生在课后继续探索和实践，尝试将所学知识应用到其他领域。 认真听讲，回顾本节课所学的内容。尝试总结自己的收获和心得。对教师的鼓励和建议表示赞同和感谢。 帮助学生巩固所学知识，形成完整的知识体系。激发学生的学习热情和探索精神。
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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