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第6.2课《电子围栏与红外传感器》教学设计
课题 电子围栏与红外传感器 单元 第六单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：理解红外线在安防、农业中的作用，联系生活实例，感知不可见光技术的实际价值，激发对传感器应用的探索兴趣。计算思维：分解电子围栏“检测-判断-报警”流程，用条件判断编写红外传感器与蜂鸣器的联动程序，调试解决误报、漏报等实际问题。数字化学习与创新：动手搭建电子围栏模型，尝试改进传感器布局或增加警示灯光，对比牧场电子围栏，提出校园安防的优化方案。信息社会责任：探讨技术应用的伦理边界（如电子围栏的安全性、红外监控的隐私问题），形成“技术设计需以人为本”的责任意识。
教学重点 掌握动物警报装置的制作原理及其在饲养场管理中的应用，提升饲养安全与效率。
教学难点 理解动物警报装置的工作原理，以及如何根据实际情况灵活调整装置参数以满足不同饲养场的需求。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第6.2课 电子围栏与红外传感器围栏为饲养动物提供了一个相对自由和安全的生存与生长环境，保护了它们的安全。电子围栏利用电子信号对边界区域进行监测和管控，实现智能控制、预警和报警，有效提高了动物生存空间的安全性。想一想：未来的农场是不是都是全自动的？虽然不能说完全不用人管，但未来的农场确实会越来越智能化。比如，有自动灌溉系统、无人机巡视农田、采摘机器人等。牧场电子围栏也是其中的一种应用。饲养场迎来智能化革新，动物警报装置成为新宠，它不仅实时提醒动物活动，预防逃跑与伤害，更以高效管理，为饲养场带来前所未有的安全与秩序。饲养场智能化升级，动物警报装置成为得力帮手，它实时监测动物动态，预防潜在风险。播放视频《什么是电子围栏》 课程新知导入。完成思考题。观看教学视频。 帮助学生理解电子围栏的基本功能。通过问题导入引发学生思考。通过视频吸引学生的注意力。
讲授新课 新知讲解：一、认识红外传感器电子围栏的基本功能为了实现对饲养场地边界的监测和管控，防止外来动物入侵，电子围栏应该具有以下基本功能：（1）当探测到有动物靠近时会报警；（2）当有动物穿越围栏时会报警。红外线是众多不可见光线中的一种，有温度的物体都会产生红外线虽然人眼无法看见红外线，但使用仪器或传感器可以探测到红外线。红外线被广泛应用于探测、遥控、热成像夜视仪等领域，例如家用电器的遥控器。红外接近传感器红外接近传感器的基本工作原理是物体能将照射到其表面的红外光线反射回去，当物体进入传感器前方的感应范围时，传感器发射的红外线被物体反射回来，传感器接收到反射红外线后，产生控制输出信号；物体离开感应范围后解除输出信号。红外接近传感器广泛应用于智能家居、智能检测、智能控制、机器人障碍识别等。实验探究红外对射传感器设计使用红外接近传感器搭建动物靠近报警模型，画出控制示意图。红外对射传感器具有一对分离的红外线发射管与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，接收管接收红外线信号。当两者之间有障碍物时红外线被阻隔，接收管接收不到信号，产生报警信号。信息链接红外光栅由多对红外对射传感器按一定距离排列组成。发射端可发出多条平行的红外光束，当有物体遮挡一条或多条光束时，接收端接收不到完整的光束信号，便会触发报警。红外光栅广泛应用于安防领域。例如，家庭、工厂、仓库、学校等场所的周界防范，可及时发现非法入侵；在电梯门保护中，能防止夹人夹物等事故的发生。二、体验电子围栏模型制作电子围栏模型制作以红外对射传感器作为输入设备，主控板作为控制器，主控板集成的蜂鸣器作为输出设备，设计电子围栏模型。实验探究制作电子围栏系统模型实验目的：制作电子围栏系统模型。实验设计：利用红外传感器搭建检测区域，当区域内有物体穿越时，控制蜂鸣器发出声音警报，模拟电子围栏报警功能。实验准备：主控板、扩展板、红外对射传感器模块和编程计算机。实验过程：1、硬件搭建。将主控板插入扩展板，通过连接线将红外对射传感器接收端连接到P0口，将红外对射传感器接收端连接到P1口。实验过程：2、编写程序。实验过程：3、运行调试。将程序上传至主控板，检查当有障碍物穿越电子围栏时是否能发出示警声音以及显示相关文字。三、提升练习1.描述红外传感器的基本原理！红外传感器会发射一种人眼看不见的红外线，当有物体靠近时，红外线会被反射回来，传感器里的接收部分检测到反射光，就会发出信号。比如电子围栏用这个原理，一有动物靠近就触发报警啦！2.红外对射传感器还可以用于家居安防、校园安保等，请设计一个类似的方案，并画出模型设计图。四、开拓视野牧场电子围栏牧场电子围栏是一种先进的畜牧业管理设备，通常由通电线缆、绝缘子控制器和报警器等组成。从外观上看，围栏线缆沿着牧场边界埋设或悬挂形成一道无形的屏障。其工作原理基于电击效应，当动物触碰线缆时，会受到轻微电击，从而难以逃逸。这种围栏不仅环保节能，还大大提高了牧场管理的经济性和效率。此外，牧场电子围栏在保护动物、防止野生动物入侵等方面也具有重要的应用价值。五、拓展延伸自动化农场中的科技应用农田里的“智能大脑”：中央电脑分析天气和土壤数据，自动安排浇水施肥时间，让农作物“按时吃饭”。会说话的传感器：土壤湿度传感器发现干旱时，会“打电话”给灌溉系统：“土壤渴了，快浇300升水！”。空中巡逻小帮手：无人机带着摄像头巡视农田，既能拍下生病的庄稼照片，又能精准喷洒农药，比人工快5倍。机器人摘果子冠军：采摘机器人用摄像头识别成熟水果，机械手轻轻一抓，1分钟能摘60个苹果，还不怕累！电子围栏护菜园：当野猪靠近菜地时，红外传感器立刻闪红灯、响警报，吓得动物们转身逃跑。太阳能的秘密供电：农场屋顶的太阳能板白天吸收阳光发电，晚上还能给自动灌溉系统充电，就像“吃阳光的电池”。 了解红外传感器与电子围栏的基本功能。动手制作电子围栏模型。完成练习题。了解牧场电子围栏的基本功能。了解自动化农场中的科技应用。 认识本课使用设备的基本功能。培养学生的动手能力。巩固所学知识。引导学生了解电子围栏，扩展学生知识点。引导学生自动化农场中的科技应用，扩展学生知识点。
课堂小结 电子围栏与红外传感器1.进行新知引入2.认识红外传感器3.体验电子围栏模型制作4.完成课堂练习5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本课内容，尝试制作红外传感报警器。学完本节课，尝试制作电子围栏模型。完成PPT35-36页的练习题。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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