初中信息技术《走进智能感知世界——探索Arduino控制传感器应用》教学设计.doc

活动1走进智能感知世界 第二单元 感应Arduino世界 八年级上册 2 - 八年级上册 1 - 活动1 走进智能感知世界 ——探索Arduino控制传感器应用 一、教学目标 1.知识与技能： （1）了解传感器相关原理及应用?； （2）认识Arduino开源硬件及相关功能； （3）了解Arduino开源硬件控制系统的搭建过程?； （4）了解图像化编程软件，掌握程序下载，测试及运行的方法。 2.过程与方法：?? （1）经历科学探究过程，培养学生的观察能力、实践能力和创新思维能力。??? （2）通过动手实验，体验Arduino开源硬件控制系统的搭建过程。?　 （3）学会程序的下载，测试及运行 3.情感态度与价值观：?? （1）体验传感器在生活、生产、科技领域的应用，激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识视野。 （2）通过动手实践，激发学生信息意识，培养学生计算思维、团队合作精神和创新意识。?? 二、教学重、难点 1、教学重点： 实验探究超声波传感器的特性，了解开源硬件智能控制原理及实现方法。 2、教学难点： 正确搭建简易智能硬件系统并实现智能控制 三、教学方法： 探究式体验教学法，实验演示法，小组协作 四、教学资源? 1、实验器材：??Arduino UNO板、超声波传感器、蜂鸣器、杜邦线若干、Mixly图形化编程软件 2、多媒体课件：视频或图片资源 五、教学课时： 1课时 六、教学过程： 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情景导入 提问：同学们都有过乘车体验吧？当我们把车停到车库或是停车位的时候，如何能不碰到墙和周围车辆？车上有什么装置？ 播放视频：《汽车倒车》 展示搭建的模拟小车,请学生上台演示倒车过程： ·模拟小车· 请同学用通俗的语言描述倒车雷达的原理 引入新课：本节课，我们将通过实验手段实现智能倒车雷达系统。 1、学生每4人组成一个小组，交流讨论并回答老师的问题 2、观看视频和模拟小车，认真思考倒车雷达的原理 将科技与生活相联系，激发学生对智能传感器系统的感性认识 新知探究 1.观察搭建的模拟小车，思考实现倒车雷达系统的功能部件 2.介绍功能部件： ①超声波传感器： 通过超声波，测得与障碍物的距离。 利用串口监视器，显示超声波传感器实时测得距离，直观认识超声波传感器功能：测距 ?类似于眼睛，相当于人的感觉器官。 教师：除了超声波传感器，还有温度湿度传感器、触摸传感器、声音传感器等； 展示模拟声控灯，当声音传感器感应到外界声音，LED灯亮； 传感器的原理就是通过感知外部世界的声音、温度、亮度、湿度、距离，甚至轻微的震动，将感知到的外界信号，转换成电信号，传递给我们的主控器，从而决定后面执行的工作。也就是Arduino uno主控器? ②Arduino uno 主控器： ?微处理器。类似于大脑，处理信息。 ③蜂鸣器： ?类似于手，执行我们最终的命令。 这三者便组成了Arduino硬件结构 3、Arduino原理图：与电脑硬件结构类比 【介绍】开源硬件：实际上，在最早的时候硬件都是开源的，包括打印机，电脑，甚至苹果电脑，他们的整个设计原理都是公开的，我们在此基础上进行二次创意，Arduino就是开源硬件的一种。 1.学生认真观察，思考倒车雷达模型的硬件组成。 2.交流讨论，学习、了解Arduino智能传感系统的功能部件和原理。 将生活中的一些应用抽象成物理模型，探究其工作原理和作用。 通过与人的感觉相类比，让学生对传感器的功能和特点有更进一步的认识和理解。 动手DIY智能传感控制系统 接下来我们就来动手实验--搭建倒车雷达系统： 1、先请同学们打开工具箱，对照《实验学习手册.pps》，深入学习、认识实验原理和实验器材(5min) ? ? 实验原理： 通过测量超声波传感器与障碍物之间的距离。当到达危险距离时发出警报。 ? 实验器材： Arduino UNO 超声波传感器 蜂鸣器 连接线若干 2、硬件连接： ⑴教师讲解硬件连接的步骤： ①超声波传感器（输入设备）的连接； ②蜂鸣器（输出设备）的连接 ⑵学生填写表格，绘出硬件端口连线图： ? 学生实验： 任务：完成输入设备和输出设备的连接 ? 温馨提示： 注意传感器端口、蜂鸣器端口与Arduino主控器的正确连接； ②蜂鸣器的连接注意正负极。 1、学生操作练习，教师巡视指导 2、展示交流评价，分享喜悦，总结不足 完成下列任务： 1.认真观察，思考学习 2.完成倒车雷达模型的硬件连接。 通过实验