第三单元 第12课 数字“直尺” 教学设计 2026-2027学年龙教版（2018）初中信息科技七年级上册

第三单元 创客空间之造物吧 第 12 课 数字 “直尺” 一、核心素养教学目标 （一）信息意识 1. 认识超声波传感器、数码管显示模块的功能，了解数字直尺各硬件模块的信息作用。 2. 感知数字化智能测量精准、高效、自动读数的优势，区分传统人工测量与数字智能测量。 3. 能够识别生活中超声波测距的应用场景，感知智能传感技术对生活测量方式的革新价值。 （二）计算思维 1. 掌握数字直尺核心工作逻辑：声波发射—信号反射—数据运算—数字显示。 2. 完善智能设备通用模型：信息感知采集→核心运算处理→结果输出执行。 3. 能够拆解数字测量流程，理解设备通过算法自动计算距离的逻辑，建立数字化测量建模思维。 （三）数字化学习与创新 1. 掌握数字直尺硬件组成、模块功能，学会规范组装、连接、调试简易智能测量设备。 2. 能够独立完成数字直尺测距实操，读取、记录、分析测量数据。 3. 尝试迁移测距原理，思考超声波智能设备的创新应用，提升创客探究与创新实践能力。 （四）信息社会责任 1. 感受智能传感、数字运算技术的科技魅力，体会科技创新赋能生活、简化劳动、提升精度的价值。 2. 养成规范操作、细心调试、严谨求真的工程实践习惯。 3. 树立崇尚科学、乐于探究、勇于实践的科学态度，增强科技创新自信。 二、教学重难点 重点：1. 数字直尺两大核心模块：超声波传感器、数码管显示的功能作用 2. 数字直尺超声波测距工作原理与完整工作流程 3. 简易数字直尺的组装、调试与测量实操 难点：1. 理解超声波测距的运算逻辑，掌握声波测距的数字化原理 2. 区分传统测量与智能数字测量，灵活迁移智能设备通用工作模型 三、教学方法与学法 教学方法：实物观察法、原理演示法、分层实操法、模型建模法、小组合作法、探究总结法 学 法：观察认知、原理拆解、动手组装、调试验证、建模归纳、迁移创新 四、教学准备 多媒体课件、数字直尺硬件套件（超声波模块、数码管、主控板）、测距原理动画、实物演示视频、分组实操器材、课堂任务单 五、完整教学过程 （一）实物对比，情境导入 1. 实物展示：传统塑料直尺、智能数字直尺。 2. 对比提问：传统直尺测量需要人工对齐、人工读数，容易产生误差，有没有可以自动测距、精准读数、数字显示的智能测量工具？ 3. 演示数字直尺实操：设备自动感应距离，数码管实时显示精准数值，无需人工读数。 4. 导入课题：今天我们学习智能硬件实践——《数字“直尺”》，揭秘超声波智能测距原理，亲手制作简易数字测量设备。  素养渗透：感知数字技术优势，培养信息意识，激发智能创客探究兴趣。 （二）新知拆解，原理探究 分层完成模块认知、原理拆解、模型建模、组装实操、数据验证五大任务。 任务一：认识数字直尺硬件模块 1. 教师拆解硬件，讲解两大核心功能模块： 超声波传感器：数字直尺的“感知器官”，负责发射、接收超声波信号，采集距离信息； 数码管显示模块：数字直尺的“输出屏幕”，负责将运算后的距离数据以数字形式直观展示； 主控模块：设备“大脑”，负责接收信号、运算处理、下达指令。 2. 小组认件：学生分组观察器材，区分各模块外形、认知对应功能。 3. 小结：智能数字直尺依靠硬件协同工作，实现全自动智能测量。  素养渗透：建立硬件信息采集认知，夯实信息意识。 任务二：攻克核心——超声波测距原理 1. 播放动态原理动画，分步拆解完整测距流程： ①发射信号：超声波传感器向外发射高频声波； ②信号反射：声波遇到障碍物反弹回传感器； ③运算计算：主控根据声波传播速度与往返时间，自动运算出精准距离； ④数字输出：将计算结果传输至数码管，实时显示数值。 2. 通俗总结：发声—碰壁—回声—计算—显示，完成智能测距。 3. 模型升级：对比上节课光控设备，完善智能设备通用模型： 传感感知采集 → 核心运算判断 → 数据输出执行 4. 思维训练：让学生明白所有智能数字设备，都是“采集+运算+输出”的闭环逻辑。  素养渗透：拆解流程、抽象建模，深度锻炼计算思维。 任务三：小组合作，组装数字直尺 1. 教师演示规范组装流程：固定模块→对应接口接线→检查线路→通电调试。 2. 强调实操安全与规范：轻拿轻放硬件、接口对应插拔、杜绝错接乱接。 3. 学生分组实操：2-3人一组，合作完成简易数字直尺组装、线路连接。 4. 教师巡视指导：纠正接线错误、模块安装偏移、线路松动等问题。  素养渗透：锻炼动手实践与小组协作能力，落实数字化学习与创新实操素养。 任务四：调试设备，完成测距实践 1. 教师指导调试方法：通电检查、对准障碍物、远近移动测试、观察数值变化。 2. 学生实操测试： ①近距离、中距离、远距离多次测量； ②记录数码管显示数据； ③对比传统直尺测量结果，验证数字直尺精准度。 3. 探究发现：数字直尺测量速度更快、读数更直观、误差更小，智能测量优势显著。 4. 小组讨论：数字直尺相比传统直尺，解决了哪些测量难题？  素养渗透：实操验证、数据分析、对比思辨，综合提升计算思维与创新实践能力。 （三）生活拓展，创新迁移 1. 生活应用拓展：超声波测距技术广泛应用于汽车倒车雷达、智能泊车、距离感应、智能安防、机器人避障等设备。 2. 创新思考：结合测距原理，你还能设计哪些智能测量、感应设备？ 3. 科技总结：微小的传感技术，能实现智能生活的巨大革新，科技让生活更精准、更智能。  素养渗透：拓展科技视野，培养数字化创新意识与科学探究精神。 （四）课堂小结 师生共同梳理本课知识体系： 1. 硬件认知：超声波传感器、数码管模块的功能； 2. 核心原理：超声波测距四步工作流程； 3. 思维模型：智能设备“采集—运算—输出”通用逻辑； 4. 实践收获：组装、调试、实操数字直尺，掌握智能数字测量方法。 （五）布置作业 1. 基础作业：熟记数字直尺工作原理，说出超声波传感器和数码管的作用。 2. 实操作业：整理本次硬件组装实操步骤，记录测量实验数据。 3. 拓展作业：搜集生活中超声波智能设备，用智能通用模型分析其工作流程。 六、核心素养评价设计 1. 信息意识：能准确识别数字直尺硬件模块功能，区分传统测量与数字智能测量差异，了解超声波技术生活应用场景。 2. 计算思维：熟练掌握超声波测距完整流程，理解数字化测量运算逻辑，能运用“采集—运算—输出”通用模型拆解智能设备工作原理。 3. 数字化学习与创新：能规范完成硬件组装、设备调试、测距实操，具备基础智能硬件实践与探究创新能力。 4. 信息社会责任：养成严谨规范的实操习惯，感受科技创新价值，树立崇尚科学、乐于实践、勇于创新的科学素养与科技自信。 十、教学反思 1. 本课衔接光控路灯智能逻辑，形成完整的智能传感教学体系，从原理到实操层层递进，学生动手兴趣浓厚，重难点突破效果良好，四维核心素养全面落地。 2. 学生对声波测距运算原理理解较抽象，部分学生硬件接线不够规范，后续可增加分步示范、小组互助实操，强化硬件工程思维。 3. 本课实现了理论建模与动手实践的深度融合，有效培养了学生的智能计算思维与创客实践能力，圆满完成七年级智能科技启蒙单元教学任务。 学科网（北京）股份有限公司 $