中小学教育资源及组卷应用平台 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 本教材以生活中的万物互联为背景，通过设计自动感应风扇项目，引导学生学习电机、继电器和超声波传感器的相关知识。内容设计贴近生活实际，易于激发学生兴趣。同时，通过模块拆解和脚本搭建的方式，逐步引导学生掌握超声波传感器的工作原理及其编程应用，注重学生实践能力的培养，体现了理论与实践相结合的教学理念，有助于学生提升信息科技素养。 学习目标 信息意识：学生将增强对日常生活中信息技术应用的认识，理解超声波传感器在智能家居和自动化控制中的重要性，形成主动探索和利用信息技术解决问题的意识。计算思维：通过分析超声波传感器的工作原理和继电器控制风扇的逻辑，学生将培养抽象思维、逻辑推理和算法设计能力，学会将复杂问题分解为小模块，并依次解决。数字化学习与创新：学生将掌握利用编程工具（如microbit）进行实践操作的方法，通过编写代码实现超声波传感器与风扇电机的联动控制，提升数字化工具的应用能力和创新能力。信息社会责任：学生将认识到信息技术在节能减排、资源高效利用等方面的潜力，通过设计自动感应风扇项目，体验并实践绿色、可持续的信息技术应用，增强对信息社会责任的认识。 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 通过展示一段视频或图片，介绍当前市场上电风扇的使用现状，特别是手动控制的电风扇在无人使用时仍然运行的问题。提出问题：“如何设计一个能够自动感应人体靠近并开启，离开时自动关闭的风扇呢？”引导学生思考并讨论可能的解决方案，引出超声波传感器的概念。 观看视频或图片，认真听取教师的问题。分组讨论，提出自己的见解和想法。听取其他组的意见，进行交流和互动。 激发学生的学习兴趣和好奇心，引导他们关注生活中的实际问题。通过讨论和交流，培养学生的团队协作能力和表达能力。 讲授新课 环节一：电机与继电器的介绍教师活动：展示电机和继电器的实物或图片，介绍它们的基本结构和功能。讲解电机如何驱动风扇转动，以及继电器如何作为开关控制电路的通断。演示电机和继电器的连接方法，并强调安全注意事项。环节二：超声波传感器的工作原理教师活动：展示超声波传感器的实物或图片，介绍其工作原理。讲解超声波传感器如何发射超声波并接收反射回来的信号，从而计算与前方物体的距离。演示超声波传感器与编程板的连接方法，并展示如何读取距离数据。python复制代码# 超声波传感器读取距离示例代码 # 假设使用的是urm10库，且传感器连接到控制板的0号接口 from microbit import * import urm10 while True: Dist = urm10.read(0, 1) # 读取距离数据 display.scroll(str(Dist)) # 在显示屏上显示距离数据 sleep(1000) # 每隔1秒读取一次环节三：利用超声波传感器控制风扇教师活动：讲解如何利用超声波传感器读取的距离数据来控制风扇的开启和关闭。演示如何通过编程实现这一功能，包括设置距离阈值、判断距离与阈值的关系以及控制继电器的开关。引导学生思考如何优化代码，提高程序的稳定性和可靠性。python复制代码# 超声波传感器控制风扇示例代码 # 假设使用的是urm10库，且传感器连接到控制板的0号接口 # 继电器连接到控制板的pin2接口 from microbit import * import urm10 THRESHOLD = 50 # 设置距离阈值（单位：厘米） while True: Dist = urm10.read(0, 1) # 读取距离数据 if Dist < THRESHOLD: # 判断距离是否小于阈值 pin2.write_digital(1) # 打开继电器，启动风扇 else: ... ...
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