第6课 常见的传感器-教学设计 2023—2024学年浙教版（2023）初中信息技术七年级下册

教学设计 课程基本信息 学科 信息科技 年级 七年级 学期 春季 课题 常见的传感器 教学内容与学习对象分析 教学内容分析： 本课对应新课标的物联网实践与探索，响应其中“能通过简易物联系统的设计与搭建，探索物联网中数据采集、处理、反馈控制等基本功能”的内容要求。本课安排了“传感器原理”和“传感器类型”这两部分内容，帮助学生了解传感器的类型与工作原理，进而熟悉不同类型传感器的功能与应用。 学习对象分析： 本课的学习对象为七年级学生，大部分学生都比较活泼且积极，他们能在自我学习的过程中，尝试分析阐述自己的观点和想法，并能使用规定的软件和硬件开展实践活动。此外，学生已经大致了解了物联网的概念与展望，且对感知技术及原理已经有了初步的认识，而部分学生也已经对生活中传感器的使用场景有所体验，这都为本课的学习做了铺垫。 教学目标分析（含核心素养导向） 1. 通过对传感器的观察与认识，了解传感器的类型和工作原理； 2. 通过对不同传感器的学习，了解传感器的功能与应用。 核心素养指向： （1）信息意识：能通过智慧农场的案例，充分利用来自各方面的信息，并结合生活经验进行感知与判断。 （2）计算思维：能根据典型物联系统的特点进行一定程度的抽象，设计符合需求的传感器应用，并利用实验板、编程工具实现智慧农场的气象数据获取。 （3）数字化学习与创新：能根据需求，选择和利用合适的数字化工具与资源构建知识，完成实验任务，并能学会分析传感器的原理与应用。 （4）信息社会责任：能积极主动参与学习，且能思考智慧农场在使用传感器所带来的便利的同时，也能考虑到传感器获取数据后，其后续的采集、优化问题。 教学重点： 1. 能了解并画出传感器的基本工作原理。 2. 能结合智慧农场，利用传感器获取气象数据。 教学难点： 1. 结合实验探究，运行python代码，感受传感器获取数据的过程。 2. 能结合智慧农场，根据需求区分不同类型传感器，并阐述传感器的对应用途。 教学过程 画面环节 内容呈现 片头背景人物出镜 旁白：嗨，同学们，欢迎来到初中信息科技课堂。接下来，跟着叶老师走进今天这一课《常见的传感器》。 目标阐述 本课的学习目标如下： 1.通过对传感器的观察与认识，了解传感器的类型和工作原理； 2.通过对不同传感器的学习，了解传感器的功能与应用。 情境呈现 教师：（面带微笑，环顾四周）同学们，继续回到智慧农场。在上节课中说到，这里不仅仅是一片种植作物的土地，更是我们探索现代农业科技的宝地。 小果：（好奇地四处张望）老师，这些像零件一样的东西是什么呢？ 教师：（微笑，亲切）哎呀，你关注到啦。你看到的这些硬件，我们称之为传感器。瞧，（画面显示湿度传感器）像这个传感器，就可以感知土壤的湿度。有了这些传感器，我们就可以实时感知作物的生长环境啦。 小果：（疑惑）老师，传感器有这么多种呀？那它又是如何实现的呢？ 教师：今天这节课中就为你答疑解惑，让我们一起去探秘这神奇的传感器吧！ 原理解码 旁白：同学们，什么是传感器？让我们先来思考一下，“人”有哪些感觉器官。 人类的五大感觉器官是—— 嗅觉器官、视觉器官、听觉器官、味觉器官、触觉器官 旁白：这些人类器官所承担的功能，我想大家应该都很清楚啦。而我们常见的传感器，可以与这五大感觉器官进行类比。同学们查看下表，尝试连一连。 旁白：同学们，我想这一定难不倒你。那我们再结合生活经验，继续完成连线的后半部分吧。 （展示完整连线图） 旁白：同学们，展示出你们完整的连线结果吧。我们的连线结果是这样的，你对了吗？ 旁白：根据我们的连线活动，我们可以知道，传感器种类繁多，功能各异。它像是物联网系统的“感觉器官”，也是感知层的核心部件。 旁白：除了以上常见的传感器，我们若按照被测物理量的不同，还可以将传感器分为位移传感器、压力传感器、加速度传感器等。 （展示图片） 旁白：此外，若按照输出信号的不同，还可以分为模拟式传感器和数字式传感器。有兴趣的同学可以课后再拓展搜索哦！ 探究体验 （展示智慧农场图片） 旁白：同学们，让我们回到智慧农场。智慧农场中应用了非常多的传感器。请同学们通过查阅资料，一起来进行一场“智慧农场”传感器探秘之旅吧！ 旁白：相信你们都已经记录完毕啦，接下来，我们带着这份表格，一起回到智慧农场，实地考察吧！ 深化领悟 教师：（面带微笑）刚刚我们一同探索了传感器的奥秘，现在让我们一起再次踏入这片充满智慧的农场，来看看传感器们的闪亮时刻吧！ 小果：（脸上洋溢着喜悦）老师，快看！我找到了！那边有个仪器，它在实时监测温度的变化，这一定就是温度传感器吧？ 教师：（点头赞许）没错，那就是温度传感器，他可以实时监测农场温度，让农作物们在最适宜的温度下成长。 小果：（更加兴奋）老师，老师！这边还有，这是光敏传感器，这是雨水传感器，这是…？ 教师：（微笑着点头）这是酸碱度传感器。你看，小小的农场，有了传感器们帮助检测，不仅解放了人力，也给农作物们创造了更好的条件呢！ 小果：（疑惑）老师，那这些传感器，究竟是怎么工作的呢？它的原理是什么呢？ 教师：（面带微笑）不着急，接下来，我们就一起来探究它的原理吧！ 探究活动 过渡语：亲爱的同学们，在了解了传感器的概念、类型与相应功能之后，你是否对它的工作原理有那么一些感悟了呢？现在，请紧紧跟随老师的步伐，一起通过探究活动来感受传感器的原理吧。我们将从这几个简单却至关重要的步骤开始： 第一步：猜想输入输出量 以雨水传感器为例，我们猜想_____输入至检测元件，经由________转换，输出_______。 第二步：探究输入输出量 同学们可以利用手头的实验板连接雨水传感器，运行老师提供的代码，观察数据的走向，并思考此时的输入输出量。 经过实验对比，我们发现了怎样的过程与规律？ 第三步：验证传感器原理 结合实验过程，并自主学习视频《传感器的原理》，我们发现了：传感器是______的重要基础设施。传感器中的________， 可将感应的降水量这一_______转变成________。 请同学们开始自己的探索吧！ 呈现两位同学使用实验板合作探究的画面与观看微视频的画面。 旁白：让我们一起来解析并总结探究结果吧，我相信，你们的探究单上，一定已经记录好了你们的活动过程与心得。接下来，请大家勇敢展示出自己的探究记录单哦。让我们一起来比对比对吧！ 旁白：活动探究的过程到这里就结束啦。希望同学们往后依旧可以保持科学探索的精神呢！ 教师总结：结合刚才的实验探究过程，你是否对传感器的原理有个一个深刻的感受呢？ （展示传感器原理的流程图） 我们物联网感知层的数据，就是这些辛劳的传感器，利用如上的原理，采集来的哦。 总结自评 旁白：同学们，经过本课的学习，你有哪些收获呢？上节课我们揭开了智慧农场中感知与识别技术的神秘面纱，而这节课，我们继续深入了解了传感器，并探究了它背后的科学原理。 旁白：在课程的尾声，我诚挚地邀请每位同学进行一次深入而全面的自我反思与评价。请大家细致地评估自己在本次课程中的学习情况吧。 片尾 曾有人说过，"物联网不仅仅是连接设备，它是连接世界。"本课探讨的“传感器”技术，正展现了物联网世界带来的无穷魅力。祝愿每位同学继续在人工智能的广阔天地中展翅翱翔！今天的课就要这儿，同学们，再见。 学科网（北京）股份有限公司 $$