2.6 小型信息系统的组建 教案 2022—2023学年教科版（2019）高中信息技术必修2

2.6 小型信息系统的组建 一、教材分析 项目目标分析 通过动手组建红外线传感系统，体验和理解信息系统的工作过程。 通过组建并测试红外线传感系统，理解传感系统的组成和工作原理。 利用开源软件（如Arduino、micro:bit等）组建超声波测距警报系统，体验信息的采集、判断等处理过程，学会主动选择传感器进行信息自动化获取与控制。 根据两组实验分析信息系统的工作过程，以及信息系统在社会应用中的优势和局限性。 项目教学建议 在本节中，我们将通过两组实验体验信息系统的工作过程。 第一组实验，通过动手组建一个“红红外线遥控风扇”传感系统来模拟信息系统中传感与控制的过程。 第二组实验，通过开源硬件设计“超声波测距警报系统”，体验信息的采集、判断等处理过程。 通过这两组实验，大家可以从简单的信息系统到智能信息系统不断深入实验，对比、总结不同信息系统基本工作过程的相同点和不同点，树立设计智能化信息系统解决问题的创新意识。 二、核心素养 1、通过组建传感系统，体验和理解其组成和工作原理。 2、利用开源硬件组建超声波测距警报系统，体验信息的采集、判断等处理过程。 3、根据两组实验分析信息系统的工作过程，以及信息系统社会在社会应用中的优势和局限性。 三、教学重点难点 教学重点：理解实验原理以及认识各个实验部件。 教学难点：实验设备的连接与程序设计。 四、教学过程 ·实验引入 教师活动：将提前组建好的一个简易智能家居系统放置于教室门口醒目位置，该系统有超声波测距报警功能，让学生一进入教师就能亲身体验物联网传感系统，令学生好奇，激发学生套索学习的兴趣。 学生活动：当进入教室并与该系统距离较近时，蜂鸣器就报警，与同学观察该智能家居系统的功能并讨论其构成。 教师活动：带领学生学习，进行实物观察。 ·实验设备 第一组：准备红外线遥控器、开关三极管、小马达、风扇叶、底座、单节电池盒一个、两节电池盒一个、3节电池、直角铁架、扎带、导线若干、螺丝若干。 第二组：准备开源硬件、超声波模块、有源蜂鸣器、电源、导线、面包板、固定盒等。 ·实验原理 1、信息系统 信息系统是一系列相互关联的对数据和信息进行收集（输入）、操作、存储（处理）与传播（输出），并提供反馈机制以实现其目标的元素或组成部分的集合。 2、传感器 它能感受到被测量的信息，并将其按照一定规律转换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是信息获取的重要手段，是实现现代化测量和自动控制的主要环节。 3、红外线传感器 是光敏传感器的一种，能够接收红外线光信号并将其转换成电信号后输出。 4、超声波传感器 一种常用的非接触式传感器，利用它可以精确的检测与障碍物的距离，从而实现根据距离的变化做出相应的动作反应。 5、开源硬件Arduino Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，可以通过编程来进行信息的智能化处理。 ·第一组实验 组建红外线传感系统 一、认识实验部件 1、红外线遥控器 （1）红外线发射管 （2）红外线接收管 2、开关三极管 3、小马达 二、连接红外线发射器的电路 三、连接红外线接收器的电路 1、连接红外线接收管和开关三极管。 2、组装小马达和风扇叶。 3、固定零部件。 4、连接电路。 四、测试红外线遥控风扇系统 1、电路连接好后，将红外线发射器对准红外线接收器，发送信号，观察此时风扇的状态。 2、移去红外线发射器，观察此时风扇的状态。 ·第二组实验 利用开源硬件组建超声波测距警报系统 一、认识实验部件 1、开源硬件 开源硬件（Open Source Hardware）是指用于自由及开源软件相同的方式设计的计算机和电子硬件。 2、超声波模块 3、有源蜂鸣器 4、面包板 二、实验设备的连接 三、程 ... ...