第3章 03智能电扇（教学设计）-初中信息技术九年级同步教学设计+视频+图片（苏科版2018）

智能电扇 课题：智能电扇（第2章 第3课时或第4课时） 一、学科核心素养 通过多个项目活动，让学生实践多种传感器的组合应用，在设计并制作智能机器人的过程中，培养学生的创新能力和信息表达能力。 二、教材分析 本节课是苏科版信息技术9年级第2章的教学内容。这节课学生将学习如何组合应用多种传感器解决生活中的实际问题，并以智能电扇为例，让学生动手实践，采用不同的传感器来感知环境，从而改变电扇的工作方式。通过优化程序和调试程序完成相关的程序编写，最终实现智能电扇项目。 三、项目主题 学会选择不同的传感器进行组合使用，设计复杂功能的智能电扇等项目活动。 四、学情分析 在本节课学习之前，学生已经学习了解了“开源机器人”，对超声波传感器、温度传感器等有了初步的认识，这些都为智能电扇的设计与制作奠定了基础。学生通过组合多种传感器创新设计出智能电扇，有助于创新能力的提升。 五、项目目标和教学要求 进一步理解超声波传感器、人体红外传感器等多种传感器的特点和应用；学会选择不同的传感器进行组合使用，设计复杂功能的智能电扇；能够完成相应的程序编写，学习在简单条件判断的基础上，通过条件嵌套的编程方法实现项目功能的优化。在小组合作中，通过对项目的分析和实施，加强学生对传感器的理解，尤其是通过对不同传感器的组合创新设计出符合需要的智能电扇，激发学生的创造热情，从而提高动手解决实际生活问题的能力。 六、教学重点与难点 １．重点 不同传感器的组合应用（组合创新设计）。 2．难点 组合条件嵌套的编程方法。 七、教学方法与手段 合作学习法、项目学习法。 八、课时安排 2课时。 九、项目准备 制作好的电扇、多种传感器、相关模块等。 十、活动过程 （一）项目导入 教师：播放的视频中，有哪些传感器的应用？ 学生：倒车雷达采用了超声波传感器；冰箱和微波炉等家电中有温度传感器的使用等等。 教师：这些都是我们刚刚学过的传感器在生活中的应用。炎热的夏天马上就要到来了，家中传统的电扇功能一般很简单，你希望家里的电扇增加哪些智能控制？ 学生：希望实现智能开关控制、感应速度调节等。 引出项目：今天就让我们一起来动手制作个性化的“智能电扇”。 （核心素养下的设计意图）：通过炎热的夏天创设情境，并从改进传统电扇的功能创设需求；引发学生思考，调动学生的学习积极性。 （二）多种传感器的组合使用 1．深入了解不同传感器的功能。 表1 传感器 记录数据 作用 应用场景 超声波传感器 人体红外传感器 声音传感器 温度传感器 在四种传感器中选择1或2种，在“开源机器人”上连接好传感器，编写程序读取传感器的数据，记录不同条件下的数据值，分析传感器的作用，设想应用场景。 2．组合使用传感器 单一的传感器可以检测到障碍物、声音和温度等，如：超声波传感器可以感知物体的存在。我们可以通过装备多种不同传感器的机器人解决生活中的一些实际问题，通过组合多种传感器制作灭火机器人，通过搭建灵巧的机械结构制作捡球机器人，还可以通过编写更复杂的程序制作走迷宫机器人等。 在设计智能电扇时，通过选择合适的传感器进行科学组合，让我们的“智能电扇”满足个性化需求。 （核心素养下的设计意图）通过对单一传感器的了解，让学生深入理解开源机器人有一定的感知能力、判断能力和执行能力，从而为组合使用传感器实现功能奠定基础。 （三）项目体验 1．项目分析 智能电扇需要借助传感器来感知环境及其变化，从而实现智能控制。 利用各种传感器的不同功能，选择多个传感器来实现判断环境，并设计相应的功能。利用人体红外传感器和超声波传感器组合判断环境的变化，从而控制电扇的工作模式；利用超声波传感器和温度传感器组合判断环境的变化，从而控制电扇的工作模式。 方案设计： 设想一定的电扇应用需求场景，选择由两种（或以上）的传感器实现对电扇的智能控制（写在实验报告中）。教师指导小组组合创新方案设计，展示交流2个或3个小组的方案设计。如下表： 表2 功能设计 采用的传感器 解决策略 检测到人，电扇自动启动；人离开，电扇停止 人体红外传感器 距离检测 根据温度的变化自动调整转速 温度传感器和超声波传感器 传感器关联 其他 结构分析：组装智能电扇的配件，将多个传感器安装在“开源机器人”合适的位置上。 程序分析：在机器人平台打开文件“智能电扇测试.dat”，了解并分析程序算法。 了解不同传感器探测环境后反馈给机器人的参数，利用参数编写“感应到人”、“温度变化”和“自动变速”程序。 2．项目测试： 准备环境：准备好学生机器人。 修改程序：进入机器人平台，打开文件“智能电扇测试.dat”，修改程序为个性化的程序。 运行调试：观察不同物体经过时机器人的反应，调试程序以达到想要的效果。 （核心素