第 9 课“传感器的部署”-教学设计（表格式） -2025-2026学年八年级上册《信息科技》（西师大版）

八年级上册第 9 课“传感器的部署”教学设计 年级 八年级 单元/主题 第三单元：物联助环保 课名 第 9 课：传感器的部署 一、教学建议 1.教学时长建议 2 课时 2.教学目标 本课的主要教学目标是： 1.了解传感器部署位置与监测效果之间的关系； 2.了解传感器数量与监测效果之间的关系。 3.教学设计建议 教学设计建议如下： 1.通过分析传感器位置的典型案例，帮助学习者理解传感器部署位置对其工作效果的影响。 2.通过分析传感器数量的典型案例，帮助学习者了解传感器数量对其工作效果的影响。 4.教学方法建议 在学习引入方面，教师应该结合教材中呈现的情景，联系学习者在现实生活中可能遇到的相似情景或现象，如现实生活中水环境保护案例，以带领学习者进入本节课的学习。 在新知学习方面，对于“传感器的部署 ”的知识内容，建议教师结合当前现实生活中经常遇到的水资源保护应用场景，从中分析其基本作用，帮助学习者理解无线传感器网络在水资源保护方面的使用场景。 （1）对于“传感器位置 ”的知识内容，让学习者了解传感器部署位置需要根据具体应用场景和需求来确定，并允许学习者充分交流、分享和讨论，让学习者分析不同位置可能对传感器造成的干扰，以及调研真实的传感器部署案例。 （2）对于“传感器数量 ”知识内容，让学习者了解传感器的数量并不是越多越好，而是需要根据实际应用场景和需求来确定，分析影响传感器数量的因素，以及分析过多或者过少传感器对采集数据和数据传输的影响。 在“项目探究 ”方面，教师应引导和鼓励学习者通过小组的形式来讨论不同部署方案对采集效果的影响，并分析不同部署位置对数据的影响，促使学习者加深对部署位置和采集效果之间关系的理解。 二、补充知识 对应教材内容（对教材中何处内容的补充） 知识内容：传感器数量与工作效果知识补充 补充内容 激光雷达作为自动驾驶和机器人等领域中的重要传感器，一直扮演着“ 眼睛 ”的角色，360 °扫描周围环境，构建厘米级别高精度地图，为后续避障导航做辅助。但如果仅使用激光雷达作为唯一的避障传感器，则难以对玻璃、镜子等投射或者反射光信号的物体进行检测，此外单线束的激光雷达也难以检测出不同高度的障碍物信息。所以，多传感器融合是大势所趋。 目前较为常见的组合是采用激光雷达、深度相机外加超声波等传感器的方式来进行融合避障导航。但是不是机器人产品上安装的传感器越多，就越能有效检测障碍物并规避呢？ 理论上，机器人上安装的传感器种类和数量越多，导航定位系统就越能有效地检测出环境中的风险和障碍物。但实际情况中，额外的传感器并非多多益善。除了成本因素外，不合理的传感器组合将可能导致相互干扰的情况发生。此外，每种传感器的误差和噪声模型存在区别。比如超声波传感器的测距精度和检出障碍物的方位精度远低于激光雷达。 如何在不同传感器之间进行融合，提取出更加符合现实情况的检测数据，采用何种传感器用于自主定位导航这一直是业内讨论的重点。一般来说，传感器的选择受制于如下因素： 与使用环境的适用性 每种传感器均有其特定工作指标，就激光雷达而言，最大测量半径是衡量其性能的关键指标之一。如果将一个探测半径最大是 10 米的激光雷达应用在工作于非常空旷的厂房的机器人中或许就是不合适的。同样，如果机器人要求在黑暗环境中工作，配备了只能接收可见光的视觉成像传感器也是不合适的。 产品形态 机器人产品本身的造型、运动特性也会制约传感器选择。比如一些仿人的教育机器人，本身形态就比较小巧可爱，如果将一个体积占比较大的雷达放置其中，显然影响整体美观。 成本 当选用的传感器可以很好的满足上述指标后，成本就是决定其是否能最终选用的衡量因素。实际上这也是目前制约导航定位技术普及的 ... ...