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控制蜂鸣器周期响铃教学设计
课题 控制蜂鸣器周期响铃 单元 物联网实验流程——灯光警报呼叫器 学科 初中信息技术 年级 八年级
教材分析 本课教材围绕蜂鸣器周期响铃展开教学。先科普蜂鸣器知识，让学生了解其分类与特性。接着详细讲解用按钮控制周期响铃的算法，通过自然语言描述及循环结构优化，引导学生设计流程图。实践环节清晰呈现硬件准备、连接、程序编写与调试步骤，让学生动手实现功能。拓展部分提出改变音调的问题，激发学生探索欲望，培养创新思维与实践能力。
学习目标 信息意识：了解蜂鸣器在日常生活及物联网应用中的广泛存在，认识到蜂鸣器作为电子讯响器在信息传递和警报提示中的重要作用。计算思维：学会运用循环结构对重复的响铃和停止响铃步骤进行优化，理解循环结构在简化算法、提高程序效率方面的作用。数字化学习与创新：尝试不同的参数设置，探索实现不同响铃效果的方法，培养创新思维和数字化实验探索能力。信息社会责任：将所学的蜂鸣器控制知识应用到实际生活中，体会信息技术在改善生活、服务社会方面的价值。。
重点 清晰阐述有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的区别，通过通电测试等直观方式让学生掌握分辨方法，明白无源蜂鸣器需方波信号输入才能发声及音调可调特性，为后续控制应用筑牢基础。引导学生将周期响铃的算法逻辑转化为程序代码，运用循环结构优化算法，实现按下按钮后蜂鸣器按设定时间周期性响铃，强化计算思维与编程实践能力。
难点 理解循环结构在周期响铃算法中的作用，准确把握循环条件的设置和循环体的内容，将响铃与停止响铃步骤合理嵌入循环，避免出现逻辑错误或无限循环问题。让学生理解音调与声音频率的关系，并尝试通过改变变量实现音调高低变化有一定难度。学生要探索合适的变量及调整方式，需综合运用所学知识进行实践与创新。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 实现LED小灯闪烁之后，灯光警报呼叫器的“灯光部分”便完成了。接下来我们完成“警报部分”,使用蜂鸣器来进行周期响铃。本课我们先一起认识蜂鸣器，然后学习周期响铃的算法流程，按照物联网实验流程设计方案，最终实现利用按钮控制蜂鸣器周期响铃的功能。 了解本课的学习主题。 通过教师简要介绍，让学生知晓本课的学习主题。
讲授新课 一、认识蜂鸣器如果仅仅是让蜂鸣器可以发出声音，那么我们给蜂鸣器通电即可；但是要想实现发出周期响铃的声音这样稍微复杂的功能，就需要用到主控板。本课我们会用到的物联网硬件设备是主控板和主控板上自带的蜂鸣器设备。那么,什么是蜂鸣器呢 蜂鸣器是一种常用电子讯响器，在日常生活中可以说是无处不在，计算器、打印机、电子玩具等电子产品中的发声器件都是蜂鸣器。能量加油站按驱动方式的原理划分，蜂鸣器分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。简单分辨这两类蜂鸣器的方法是给蜂鸣器通电，发出声音的是有源蜂鸣器，不发出声音的是无源蜂鸣器。无源蜂鸣器需要方波信号输入才能鸣响，因此仅仅是通上电并不会发出响声，还需要输入方波信号。也就是说，无源蜂鸣器可以通过调整高低电压发出不同的音调，而有源蜂鸣器只能发出一种音调。写一写计算器、八音盒、定时器都用到了蜂鸣器，把它们用到的蜂鸣器是有源蜂鸣器还是无源蜂鸣器写在括号中。二、周期响铃的算法流程要想用按钮控制蜂鸣器周期响铃，基础的算法逻辑是如果按下按钮，就给蜂鸣器高电平几秒，再给蜂鸣器低电平几秒，再给蜂鸣器高电平几秒，再给蜂鸣器低电平几秒……,周期体现在各个电平持续的时间是相等的。其自然语言描述如下。①按下按钮②蜂鸣器接入高电平③保持状态5秒④蜂鸣器接入低电平⑤保持状态5秒⑥蜂鸣器接入高电平⑦保持状态5秒⑧蜂鸣器接入低电⑨保持状态5秒……做一做由上述自然语言描述的算法可以看出，每四步所进行的内容是相同的，因此可以用循环结构将算法进行精简。循环内容的自然语言描述如下。①按下按钮②蜂鸣器接入高电平③保持状态5秒④蜂鸣器接入低电平⑤保持状态5秒⑥接下来我们设计蜂鸣器周期响铃的流程图，补充流程图中缺失的部分。能量加油站循环结如果条件成立，会一直重复执行某些步骤的情况(其中重复执行的步骤称为循环体),直到出现不满足的条件为止。三、实现周期响铃功能1.准备硬件。要实现蜂鸣器周期响铃，需要用到的硬件如下。含有蜂鸣器模块的主控板×12.连接硬件。选好硬件设备后，我们需要连接硬件设备之间的线路。蜂鸣器为主控板上配带的模块，因此我们按照如下实物图进行硬件连接。3.编写程序。(1)使用如下图所示的程序，让蜂鸣器接入高电平。(2)使用等待程序模块，保持蜂鸣器高电压状态持续5秒。(3)循环模块执行的是循环结构程序，采用循环模块将我们的响铃5秒和停止响铃5秒功能进行循环，从而实现周期响铃的效果。4.运行调试。程序编写完成后，将程序下载到主控板中，即可听到蜂鸣器发出一阵一阵的蜂鸣声。拓展生活中警报器的声音听起来有的音调高，有的音调低，而音调的高低是由声音的频率决定的。我们是否可以通过改变某一个变量，实现警报器音调的高低变化呢 大家自己动手试试看吧。拓展实践——蜂鸣器创意应用（一）创意构思结合生活实际或个人兴趣，思考蜂鸣器可以应用于哪些新的场景或实现哪些有趣的功能。例如，设计一个智能门铃，当有人按门铃时，蜂鸣器能发出不同的音乐；或者制作一个闹钟，通过蜂鸣器发出特定的提示音来提醒自己起床等。将自己的创意构思记录下来，包括项目的名称、功能描述、所需材料等。（二）方案设计根据创意构思，设计项目的具体实现方案。可以绘制项目的流程图或电路图，明确硬件连接方式和程序逻辑。列出项目所需的材料清单，除了蜂鸣器和主控板外，可能还需要按钮、传感器、LED灯等其他电子元件。考虑项目中可能遇到的问题和解决方案，例如如何实现蜂鸣器的多种音调控制、如何与其他元件进行协同工作等。（三）项目实施按照设计方案，准备所需的材料和工具，进行硬件连接。确保连接正确、牢固，避免出现短路等问题。使用编程软件编写程序，实现项目的功能。在编程过程中，可以参考之前学过的知识，结合新的需求进行代码编写和调试。对项目进行测试和优化，检查蜂鸣器是否能正常发声，功能是否符合预期。如果发现问题，及时分析原因并进行调整和改进。（四）成果展示每个小组或个人将自己的项目成果进行展示，包括项目的实物演示和功能介绍。可以通过制作PPT、视频等形式，详细展示项目的创意构思、设计过程和实现效果。在展示过程中，向其他同学和老师讲解项目的工作原理、遇到的问题及解决方法，分享自己在项目实践中的收获和体会。 学习蜂鸣器分类和特点。了解常见的蜂鸣器应用场景。学习周期响铃的算法流程，包括使用自然语言描述算法，使用流程图描述算法及循环结构在算法设计中的应用。按照物联网实验流程实现周期响铃的功能。小组合作，尝试蜂鸣器创意应用实践活动。 以实现简单和复杂发声功能引出主控板与蜂鸣器，自然引入对蜂鸣器的介绍，让学生了解其常见性。通过“能量加油站”区分有源和无源蜂鸣器，并给出简单分辨方法，最后设置“写一写”练习，帮助学生巩固知识，加深对两类蜂鸣器应用的理解。先阐述按钮控制蜂鸣器周期响铃的基础算法逻辑，以自然语言详细描述步骤，让学生理解原理。接着引导学生发现步骤重复性，引出循环结构精简算法，再通过设计流程图并补充缺失部分，强化对循环结构的运用，最后“能量加油站”辅助学生理解循环概念。按步骤引导学生实现蜂鸣器周期响铃功能，从准备、连接硬件到编写、运行程序，清晰呈现操作流程，让学生掌握实践技能。“拓展”部分提出改变警报器音调的问题，激发学生探索兴趣，培养创新思维与自主探究能力，助力学生将知识迁移应用到生活场景。通过创意构思激发学生对蜂鸣器应用的创新思考，方案设计培养其规划与逻辑能力。项目实施锻炼动手和编程调试技能，成果展示则提升表达与交流能力，全方位促进学生将知识转化为实践，提升综合素养。
课后练习 选择题以下哪种设备常用到蜂鸣器（ ）A. 电视遥控器B. 计算器C. 无线鼠标D. 蓝牙耳机答案：B。有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的主要区别是（ ）A. 外观不同B. 价格不同C. 驱动方式不同D. 颜色不同答案：C。判断题仅仅是给无源蜂鸣器通电，它就能发出声音。（ ）答案：错误。在用按钮控制蜂鸣器周期响铃的算法中，循环结构可以让响铃和停止响铃的步骤重复执行。（ ）答案：正确。解答题请简要描述如何用主控板实现按下按钮后蜂鸣器周期响铃（响铃 5 秒，停止 5 秒）。答案：硬件准备：准备含有蜂鸣器模块的主控板和按钮模块。硬件连接：按照实物图将按钮模块与主控板正确连接，蜂鸣器使用主控板上自带的模块。程序编写：首先编写程序检测按钮是否按下，当按下按钮时，使蜂鸣器接入高电平。使用等待程序模块，保持蜂鸣器高电平状态持续 5 秒。接着让蜂鸣器接入低电平，再用等待程序模块保持低电平状态 5 秒。采用循环模块将上述响铃 5 秒和停止响铃 5 秒的功能进行循环，从而实现周期响铃效果。运行调试：将编写好的程序下载到主控板中，按下按钮，检查蜂鸣器是否能按照响铃 5 秒、停止 5 秒的周期进行响铃。 结合本课学习内容，独立完成课后练习。 通过课后练习，进一步巩固本课学习的蜂鸣器相关的内容。
课堂小结 组织学生分小组总结本课学习内容，请每个小组代表说说自己小组总结的结果。教师做最后的补充。参考：同学们，这节课咱们在物联网的小世界里又迈进了一步！大家深入认识了蜂鸣器，清楚了有源和无源蜂鸣器的差别，这可是后续灵活运用它们的基础。在实践操作中，从硬件连接到程序编写，大家一步步让按钮成功控制蜂鸣器周期响铃。通过运用循环结构优化算法，咱们的计算思维得到了锻炼。希望大家课后多思考、多实践，让所学知识在生活中绽放光彩！ 在小组讨论基础上，推选代表总结本课学习内容。其他小组做补充总结。 学生自己总结学习内容是一种学习方法，每次课可以梳理出学习了哪些知识、技能方法和思维方式，在头脑中形成本课程的学科结构。
板书 从教师板书上归纳本课学习内容的重点。 通过板书，帮助学生形成本课学习内容思维导图。
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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