第二单元第3课《智能停车场》教学设计2026-2027学年青岛版初中信息科技第五册

课　　题

智能停车场（探究掌控板与外部设备的连接）

教材版本

青岛版（2024）第五册

所在单元

第二单元　掌控智造

课　　型

新授课

课　　时

1 课时（40 分钟）

授课对象

九年级学生

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

情境导入

（5 分钟）

播放智能停车场的工作视频：车辆驶近，入口闸门自动抬起，车辆驶入后闸门自动落下，显示屏提示剩余车位。提问：“在这个系统里，谁负责‘发现’车辆？谁负责‘抬起’闸门？它们又是怎样和掌控板‘说话’的？”引导学生说出智能停车场少不了各种外部设备，顺势提出任务：“这节课我们就来当工程师，探究掌控板与外部设备的连接，做一个能自动检测车辆、自动起落闸门的智能停车场模型。”由此引出课题“智能停车场”。

观看视频，结合生活经验说出智能停车场带来的便利（不用人工发卡、快速通行、自动计费等）；思考并回答“谁发现车辆、谁抬起闸门、它们怎样与掌控板相连”，带着“外部设备怎样和掌控板连在一起工作”的疑问进入本课学习。

从学生熟悉、每天都在发生的停车场景入手，用真实系统驱动，把“掌控板与外部设备的连接”这一技术问题转化为“怎样让闸门自动起落”的具体任务，激发探究欲望，为后续认识超声波传感器、舵机及其连接与编程作铺垫。

探究一

认识智能停车场

结合课件讲解智能停车场的基本组成：出入库车辆检测、出入库自动闸门、车位检测、车库环境检测，并说明每个功能都对应着

对照课件了解智能停车场的主要功能与对应的外部设备；讨论并说出车辆进出检测的常见方

先从整体上帮助学生建立“智能停车场是一个由若干功能和各功能对应的外部设备

与外部设备

（8 分钟）

相应的外部设备。提问：“车辆进出时，怎样知道有车来了？”引导学生说出常见的车辆进出检测方式有红外线检测、视频图形检测、超声波检测等。出示超声波传感器、舵机实物，指出它们分别承担“检测”与“执行”的任务。演示在 Mind+ 的“扩展”中添加掌控板及传感器、执行器模块，并说明外部设备要借助掌控宝（掌控扩展板）与掌控板连接后才能被程序控制。

式；观察超声波传感器、舵机实物，认识它们在系统中“检测”与“执行”的作用；跟随教师完成模块添加操作，理解“外部设备要经掌控宝与掌控板连接”这一关键，并在任务单上填写智能停车场的功能与所用设备。

组成的系统”的认识，再把注意力聚焦到超声波传感器与舵机这两类核心外部设备，明确“检测—执行”的分工，为后续的连接与编程明确方向。

探究二

认识超声波传感器

检测出入库车辆

（9 分钟）

讲解：超声波是频率高于人耳听觉上限（20000Hz）的声波，超声波传感器采用回波测距原理，通过发射超声波并接收回波来测量距离，常见的 HC-SR04 测量范围约为 2cm~450cm。结合示意图讲解其工作过程：给 TRIG 引脚至少 10μs 的高电平触发测距，模块自动发送超声波，有回波时 ECHO 引脚输出高电平，高电平持续的时间就是超声波往返的时间，测试距离＝高电平时间×声速（340m/s）÷2。演示把超声波传感器连接在掌控宝上，在 Mind+ 中调用读取距离的代码，并把距离值显示在 OLED 屏幕上。组织“做一做”：把传感器对准手掌（或书本），由远及近移动，观察屏幕上的距离值怎样变化，并用直尺粗略验证。

理解超声波的含义与超声波传感器的回波测距原理，记住测量范围与测试距离的公式；在教师指导下把超声波传感器连接到掌控宝的相应接口；在 Mind+ 中拼搭读取距离并显示的代码、上传运行；用手掌或书本由远及近地靠近传感器，观察并记录屏幕上的距离值变化，用直尺粗略验证测量结果，体会“距离越近、数值越小”。

把“回波测距”这一抽象原理拆解为“触发—发射—回波—计时—计算”的直观过程，再通过“做一做”的动手测量，让学生在观察数值变化中理解传感器的工作原理与输出含义，突破“超声波测距原理”这一难点，同时熟悉外部设备的连接与编程方法。