2.6小型信息系统的组建课件-2025-2026学年教科版高中信息技术必修二

该高中信息技术课件围绕校园积水监测预警系统，从系统分析、设备原理、硬件连接到程序设计、测试优化，构建“问题提出-原理探究-动手实践-拓展应用”的学习支架，帮助学生掌握传感器应用、编程与数据分析的核心知识。 其亮点在于以项目式学习为主线，融合计算思维（如超声波测距算法s=v*t/2设计）与数字化学习（行空板实验盒、传感器等设备操作）。通过分工合作（操作员硬件测试、程序员程序调试）、模拟水位测试及辩证探讨系统局限，培养学生信息意识与社会责任。学生在实践中提升技术应用能力，教师可依托完整流程高效组织教学。

小型信息系统的组建 ——校园积水监测预警系统 问题背景 保障汽车安全通过积水路段，有何策略？ 3 4 2 1 排水设施评估 快速响应 将实时积水数据以图表、地图等形式直观展示出来，学校管理部门能够及时清晰地了解积水情况并作出响应。 信息共享 设施规划 选定方案 系统收集的数据还可以用于评估校园排水设施的性能和效率，进行针对性的维修和改进。 将积水数据实时共享给相关管理部门和人员，提高校园整体的管理水平。 学校可以根据积水情况优化道路设计、调整绿化带布局等。 校园积水监测预警系统 实时积水数据 积水数据折线图 系统分析 观看与分析：校园积水监测预警系统工作流程及功能。 系统分析 活动1：对照系统功能演示，完善系统流程图。 A.采集积水深度 B.判断积水深度是否达到警戒水位 C.屏幕显示“可以通行”提示语，点亮绿灯 D.屏幕显示“禁止通行”提示语，点亮红灯 选取设备 行空板信息科技实验盒 超声波传感器 水平纸板 垂直纸板 USB数据线 计算机 模拟地平线、积水面 模拟水位刻度 采集数据 控制执行、显示输出 数据传输 编写程序 设备 功能 活动2：认识设备，正确匹配各部件在系统中的作用。 认识原理 超声波传感器有两个探头，一个是发送端，一个是接收端。发送端发送出一段超声波，当超声波遇到障碍物后返回，被接收端接收到。在发送到接收的过程中经过了时间t，已知超声波传感器的速度为v，那么测量距离s=v*t/2。 分工合作 分工 主要工作 组员 操作员 硬件连接、测试与汇报   程序员 程序上传、测试与记录   硬件连接 1.将超声波传感器安装在实验盒超声波接口位置 2.用USB数据线连接计算机与行空板实验盒 3.长按3秒开关键，开启行空板实验盒 探头朝外 长按开关 程序上传 1.程序员打开桌面“超声波检测距离”程序 2.连接实验盒固定IP：10.1.2.3 3.运行并上传示例程序 测试环境 真实装置 模拟装置 1.将实验盒与纸板水平放置在桌面上； 2.将纸板装置边界处抵在实验盒底端，固定不动； 3.移动垂直纸板模拟水位变化。 系统测试 活动3：搭建测试环境，打开桌面“超声波检测距离”程序，填写测试结果。 测试1：当路面无积水时，超声波传感器检测到的装置距地距离为：（ 26 ）cm 测试2：当积水深度达到警戒线时，超声波传感器检测到的距离为：（ 16 ）cm 计算：警戒线水位=（ 26 ）-（ 16 ）=（ 10 ）cm 优化显示 超声波传感器是一种常用的非接触式传感器，利用它可以检测与障碍物的距离。 积水深度= 常量 固定数值 变量 实时采集 装置距地距离-超声波检测距离 思考优化：在实际应用中，屏幕应该直接显示什么数据？ 修改调试 活动4：打开桌面 “实时监测”程序，修改调试，优化显示积水深度。 优化控制 思考优化：监测到积水数据，还可以进一步实现哪些优化？ 1.预警预报程序属于 结构。 2.警报阈值为 。 3.当 （判断条件）: 屏幕显示“可以通行” 点亮绿灯 否则: 屏幕显示“禁止通行” 点亮红灯 修改调试 需要完善 活动5：打开桌面 “预警预报”程序，完善判断条件与执行指令，实现预警预报功能。 技术与设备限制 数据传输延迟；数据处理能力等 数据处理与传输 传感器精度与稳定性；设备老化与维护等 环境适应性 实时性；预警功能 实时监测与预警 数据支持；智能分析 减少安全隐患；应急响应 提高校园安全管理水平 局限性 优势 辩证评价 人为因素 经济与成本 复杂地形与植被；气候变化等 操作与维护人员技能； 人为破坏与误操作等 系统建设成本；效益评估等 优化校园资源配置 提升校园智能化水平 促进校园可持续发展 环境保护；资源节约 自动化与智能化；数据共享与整合 辩证探讨：校园积水监测预警系统存在哪些优势与局限？ 应用拓展：积水监测预警系统可以创新应用于其他哪些场景？ 用于山区、河流沿岸等自然灾害易发区域实时监测水位、降雨量等指标，为防灾减灾提供支持。 用于城市道路、桥梁和隧道等积水灾害易发区域，监测积水深度和流速，及时预警，帮助交通管理部门维护秩序，减少事故和拥堵； 应用创新 用于城市排水系统的监测、评估与诊断，防止内涝。 对公共设施如广场、公园、体育场等低洼区域进行实时监测和预警，保障市民安全。 回顾总结 科技改变生活 创新引领未来 $