资源简介

2.4.1、2.4.2、2.4.3常见的传感技术及信息获取教学设计
一、教学设计模板
课程标准
和
教学目标
常见的传感技术及信息获取
教材内容：
2.4.1、2.4.2、2.4.3常见的传感技术及信息获取
适应的课程标准：
2.3通过分析物联网应用实例，知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感与控制机制。
教学目标：
●通过分析物联网应用实例，知道信息系统与外部世界的连接方式。
●认识常见的传感器与控制机制，了解常见的传感器技术。
●理解智能终端获取传感器信息，掌握运用掌控板作为智能终端和通过pathon编程采集传感器数据的方法。
指向的核心素养：
●信息意识：能够按要求获取与处理信息；在合作学习过程中，愿意与团队成员共享信息。
●计算思维：知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感与控制机制，以及接入方式、带宽等因素对信息系统的影响。
●信息社会责任：认识信息系统在社会应用中的优势，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。
学习环境：有教学控制软件的多媒体机房，装有思维导图软件。
建议课时：1课时
教学活动设计
教学环节
教学过程
设计意图
情境导入
教师引导学生针对以下问题进行思考、讨论回答。
导入1：看视频，思考“机器人怎样感知世界？”请学生指出需要何种不同的感官。
导入2：请学生思考：如果要制作一个智能浇花系统，需要哪些条件？以PPT等多媒体投影或板书：介绍传感器。
通过观看视频，认识信息系统如何获取外部世界信息，师生对话、探讨启发学生思考，让学生从实际生活应用思考，引出传感器概念，培养信息意识。
面对实际情况学会分析问题，通过思考与观察，学生知道获得相应信息需要通过相应传感器来获取信息，强化信息获取意识。
知识讲解
要实现物联网和智能人工就需要感知外部世界并获得相应信息，在信息系统从外部世界采集信息过程中，传感器的重要性是不言而喻的。传感器属于输入设备，一般由敏感元件、转换元件、其他辅助元件三部分组成。
通过认识传感器及其结构，了解传感器的用途，理解传感器工作原理。了解信息技术创新所产生的新事物，提升积极学习的态度，激发学习兴趣。
学习任务1
任务：按小组（2人一组）找找生活中的传感器，比比与人类感观的异同，及在生活中具体有哪些应用。可通过网络搜索归类，用Inspiration等软件以思维导图的方式将其画出来并回答相互之间的联系与区别。选择1-2个小组介绍自己的成果，进行点评。
任务驱动，支持学生自主学习，推动小组合作完成任务,让学生将自己了解或通过搜索引擎寻找传感器的各类与用途，汇总形成系统化知识，提升学生有目的获取信息的能力；通过思维导图，让学生们信息处理能力有所提升。
学习任务2
利用掌控板作为采集传感器数据的智能终端，借助Python编程，通过串口读取当前的环境温度与湿度信息。
学生经过实践体验，通过掌控板作为采集数据的智能终端，了解传感器工作过程。通过Python编程实现数据采集的方法，帮助学生掌握对传感器的应用方法，培养计算思维能力。
学习评价
完成温度与湿度采集功能，对自己和同伴的作品进行客观的评价，并思考后续完善的方向。（5=优秀，4=超出一般水平，3=满意，2=有待改进，1=不太理想）
通过自我评价或互评过程，帮助学生加深对传感器的认识，了解运用传感器获取环境信息的方法，提高学习自觉性和热情。
课堂小结
1.学生回顾传感器及其分类与功能特点。
2.总结信息系统中传感器技术及利用传感器获取信息方法。
通过回顾总结帮助学生理清本节内容知识点，了解传感器的特点与作用，提高学习自觉性和热情。
作业布置
●基础作业（面向所有学生）：
1.查找资料，了解当前智能手机中除了教科书中介绍的传感器以外，还有哪些传感器，并举例说明这些传感器的应用场景。
2.你认为家用厨房安全系统需要哪些传感器？
3.你认为智能浇花系统需要用到哪些传感器？
●提升作业（面向学有余力学生）：
4.如果要测量大气中的小颗粒，一般要用到粉尘传感器。查找相关资料，列举常见的粉尘传感器，并了解环保部门一般用什么原理测量大气雾霾。
课后作业是课堂学习的延伸，是巩固和升华知识点的有效途径。根据学生的基础和能力设置不同难度的作业，以满足不同层次的学生需求。
教学设计思路
本课内容分配1课时完成，内容偏向事实性知识，本课内容包含信息系统与外部世界的联系、常见的传感器技术和传感器信息的获取三个部分。
首先，通过人工智能教学微视频让学生了解信息系统如何感知外部世界并获取相应信息。教师先剖析信息系统示例，展示各种与物联网相关的应用，引出“信息系统和外部世界密切互动”的主题，然后介绍信息系统要了解（读懂）外部世界，得依靠各种传感器技术。
教师先例举各种生活中常见的传感器，并以智能手机为例，一一展示各种应用。通过设置任务，让学生借助于思维导图，将人的感觉器官和传感器技术一一对应，提升学生有目的获取信息与处理信息的能力。
为帮助学生理解智能终端通过传感器获取信息，建议教师在课堂上安排一个操作实践，让学生利用掌控板作为智能终端，通过串口读取当前的环境温度信息，学生之间相互分享成果并作学习评价。教师可以根据信息技术实验室的具体装备情况，连接更多的传感器，演示光、声等环境信息的获取。
针对
核心素养培养的
设计考虑
核心素养的培养不可能泛泛而谈，而应落实在每一次引导、每一个活动之中，在仔细分析了本课内容可以融入三类核心素养的培养，并且细致分析了各个核心素养的具体落点：
信息意识的落点在“能够按要求获取与处理信息；在合作学习过程中，愿意与团队成员共享信息。”本课主要讲授传感器，了解传感器类型功能与技术，学习通过传感器获取外部信息的方法。通过任务设计，引导学生运用信息技术手段解决问题，培养获取相关信息与处理信息的能力，并能组织提炼。通过小组讨论与合作学习，绘制思维导图，理清关系，提升学生们信息处理与信息共享能力。
计算思维的落点在“知道信息系统与外部世界的连接方式，了解常见的传感与控制机制，以及接入方式、带宽等因素对信息系统的影响。”本条帮助学生通过认识日常生活中的信息化应用实例，认识传感器，了解传感器技术，根据实际需要来选择传感器来获取信息，运用编程语言工具实现传感器采集信息，培养计算思维能力。通过完成实践体验任务，帮助学生理解信息系统通过传感器获取外部信息，运用Python语言编程实现传感器功能来强化算思维能力。
信息社会责任的落点在“认识信息系统在社会应用中的优势，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。”本条通过引导学生从日常应用实例中认识传感器及其应用，思考新技术所带来的便利和新问题。通过自主探究与合作学习掌握传感器技术知识，激发学习兴趣，以积极的态度去面对，提升学习能力。(共14张PPT)
必修2《信息系统与社会》
第二章
信息系统的支撑技术
2.4.1、2.4.2、2.4.3常见的传感技术及信息获取
情境导入
传感器组成结构
传感器属于输入设备，一般由敏感元件、转换元件、其他辅助元件三部分组成。
搜索软件
整理归类
制作思维导图
交流展示
学习任务
任务1
按小组（2人一组）找找生活中的传感器，比比与人类感观的异同，及在生活中具体有哪些应用。
可通过网络搜索归类，用Inspiration等软件以思维导图的方式将其画出来并回答相互之间的联系与区别。
选择1-2个小组介绍自己的成果，进行点评。
任务1
传感器名称
人类感觉
人类器官
光敏传感器
视觉
眼睛
声敏传感器
听觉
耳朵
气敏传感器
嗅觉
鼻子
味敏传感器
味觉
舌头
压敏传感器
触觉
皮肤
热敏传感器
触觉
皮肤
常见传感器
学习任务2
利用掌控板作为采集传感器数据的智能终端，借助Python编程，通过串口读取当前的环境温度与湿度信息。
学习任务2
学习任务2
from
mpython
import
import
dht
import
time
?
dht11Pin
=
MPythonPin(0)
dht11
=
dht.DHT11(dht11Pin.Pin)
?
oled.DispChar("DHT11",
0,
0)
?
while
True:
try:
dht11.measure()
except:
oled.DispChar("请连接dht11硬件",16,
16)
oled.show()
sleep(1)
continue
t
=
dht11.temperature()
#
eg.
23
(℃)
h
=
dht11.humidity()
#
eg.
41
(%
RH)
oled.DispChar("温度=%d℃
湿度=%d"%(t,h),16,
16)
oled.show()
print("DHT11
温度=%d℃
湿度=%d
RH"%(t,h))
time.sleep(1)
学习评价
对自己和同伴的作品进行客观的评价，并思考后续完善的方向。（5=优秀，4=超出一般水平，3=满意，2=有待改进，1=不太理想）
评分项
自我评价
同学互评
传感器应用是否正确
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
程序设计的功能逻辑合理性
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
探测结果是否正确
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
针对应用提出可行性的修改意见
5
4
3
2
1
5
4
3
2
1
回顾传感器及其分类
传感器功能特点
传感器技术及获取信息方法
课堂小结
课堂作业
1.查找资料，了解当前智能手机中除了教科书中介绍的传感器以外，还有哪些传感器，并举例说明这些传感器的应用场景。
2.你认为家用厨房安全系统需要哪些传感器？
3.你认为智能浇花系统需要用到哪些传感器？
4.如果要测量大气中的小颗粒，一般要用到粉尘传感器。查找相关资料，列举常见的粉尘传感器，并了解环保部门一般用什么原理测量大气雾霾。
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