《2.2物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)》教學(xué)設(shè)計一、項目背景物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的網(wǎng)絡(luò)，即在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,將人與人的互聯(lián)延伸到人與物、物與物的互聯(lián)。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)極大地拓展了人們的生活、學(xué)習(xí)和工作空間，而傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中起到重要紐帶的作用。二、教材分析本節(jié)課是八年級上冊第二單元活動2的內(nèi)容。整冊教材是從總到分的結(jié)構(gòu)，先介紹物聯(lián)網(wǎng)及其組成，再到物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)→數(shù)據(jù)傳輸→數(shù)據(jù)使用。物聯(lián)網(wǎng)采集數(shù)據(jù)應(yīng)用最廣泛的是識別技術(shù)和傳感技術(shù)，本節(jié)課重點介紹傳感技術(shù)，了解傳感器及其作用，以及傳感器采集數(shù)據(jù)的過程，在整個教材中的起到了承上啟下的作用。三、學(xué)情分析物聯(lián)網(wǎng)時代，學(xué)生每天接觸各種物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的應(yīng)用，經(jīng)常與傳感器打交道，比如，智能音箱、智能手環(huán)、無人機等，但沒有系統(tǒng)的認(rèn)識傳感器，更是缺乏運用傳感器解決問題的意識。所以，教學(xué)過程中以新技術(shù)為例激發(fā)學(xué)生探秘積極性，層層遞進，讓學(xué)生了解傳感技術(shù)的作用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。四、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）通過分組探究的方式，使學(xué)生了解傳感器及其應(yīng)用，認(rèn)識傳感技術(shù)的重要性，能根據(jù)問題，準(zhǔn)確分析信息需求，評估信息來源，辨別信息可靠性，提升自主動手解決問題、掌握核心技術(shù)的“數(shù)字意識”核心素養(yǎng)。（2）通過剖析“一鍵召喚”的過程，使學(xué)生認(rèn)識到傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的作用，學(xué)生在提出問題，分析問題，對問題進行抽象分解的過程鍛煉“計算思維”核心素養(yǎng)。 （3）通過使用“掌控板”完成避障系統(tǒng)，利用數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺將知識轉(zhuǎn)化為能力開展創(chuàng)新活動，提高“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”核心素養(yǎng)。 （4）通過分析自動駕駛的現(xiàn)狀，使學(xué)生了解合理使用技術(shù)的重要性，樹立正確的“數(shù)字社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。五、重難點設(shè)計1．教學(xué)重點

（1）了解物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)及應(yīng)用。（2）了解超聲波傳感器的工作原理。2．教學(xué)難點

（1）利用“掌控板”模擬避障系統(tǒng)

（2）理解物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用傳感技術(shù)采集數(shù)據(jù)的過程。六、學(xué)習(xí)方法項目學(xué)習(xí)、分組合作探究。七、教學(xué)資源列表（表格）資源名稱清單及描述形式（類型）來源課件2.2物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)（課件）演示文稿教師電子導(dǎo)學(xué)案參考資料電子文件（PDF）教師學(xué)習(xí)任務(wù)單學(xué)習(xí)任務(wù)紙質(zhì)教師微視頻1、自動駕駛自行車（課前）

2、傳感器是什么

3、生活中的傳感器

4、智能傳感器促進新的工業(yè)革命5、超聲波傳感器原理

6、合理使用自動駕駛（拓展）7、一鍵召喚-導(dǎo)入Mp4視頻網(wǎng)絡(luò)軟件工具Mind+集成安裝包教師硬件設(shè)備掌控板套件、直尺硬件教師彩紙紅、藍、綠彩紙教師八、學(xué)習(xí)活動設(shè)計項目流程項目活動組織實施設(shè)計意圖課

前

準(zhǔn)

備 1、組織項目分組：

學(xué)生自主抽取色卡，按照“一綠一紅一藍”的方式，3人自由組合為一組。2、分發(fā)學(xué)習(xí)資源：

每人一份導(dǎo)學(xué)案，每小組一套“掌控板”器材，一把直尺。教師準(zhǔn)備不同顏色的色卡，學(xué)生按喜好抽取根據(jù)色彩性格學(xué)，達到性格互補。藍色選為組長3、課件展示：（課前播放）

觀看“自動駕駛自行車”。視頻內(nèi)容：

稚暉君設(shè)計制作“自動駕駛自行車”的完整過程。描述：

看到天才少年稚暉君自動駕駛自行車”的視頻，你有什么感觸呢？太酷了，但是他這個自行車還只是測試階段，現(xiàn)實生活中有沒有真實版的炫酷車呢？我們再來看一段視頻。課前觀看視頻，入室即靜，一方面幫助剛進入教室的學(xué)生快速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，另一方面通過“自動駕駛自行車”制作過程，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意

識，調(diào)動學(xué)生探秘的積極性項

目

引

入課件展示：

觀看“特斯拉“一鍵召喚”。視頻內(nèi)容：

特斯拉“一鍵召喚”效果展示。提問：

特斯拉完成任務(wù)了嗎？~看了剛才的視頻你們會提出什么好奇的問題呢？ 請大家發(fā)揮你們的聰明才智，暢所欲言！~

（學(xué)生發(fā)散思維回答后教師小結(jié)）

回顧“一鍵召喚”的過程：

接收指令（網(wǎng)絡(luò)）→定位起終點→自動避障

自動避障是“一鍵召喚”的基礎(chǔ)，它讓車像長了眼睛一樣能準(zhǔn)確的看到障礙物做出反應(yīng)，將網(wǎng)絡(luò)世界遷移到了現(xiàn)實生活當(dāng)中。分析自動避障的過程：

請兩位同學(xué)上臺模擬避障過程，甲同學(xué)遮住眼睛當(dāng)車，乙同學(xué)指揮，看看甲同學(xué)能不能避開障礙物到我們面前。學(xué)生分析回答

檢測（障礙物）→思考（如何避開障礙物）→行動問題：

檢測障礙物的裝置是什么？通過哪些方式查找答案？ ——傳感器

課題展示：

本節(jié)課，我們一起學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)。觀看視

頻，討論問題其他學(xué)生觀察思考通過“一

鍵召喚”的片段，讓學(xué)生發(fā)散思

維，層層遞進，引出避障功能，讓學(xué)生認(rèn)識到傳感技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的重要性。了解項目背景，明確項目主題項

目

支1、認(rèn)識傳感器

分組合作探究：

請各小組，自學(xué)“傳感器”方面的內(nèi)容，討論回答，并完成表格。持 任務(wù)分配到具體的顏色組員（綠-導(dǎo)學(xué)案、藍-視頻、紅-搜索引擎）。比一比哪組最先完成任務(wù)。①④組：常用傳感器有哪些？②⑤組：物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的應(yīng)用有哪些？填寫下表③⑥組：用于避障的傳感器是怎么工作的？活動過程：組內(nèi)討論匯總后，填寫任務(wù)單匯報，匯報結(jié)果。教師總結(jié)：分組匯報后，學(xué)生補充，教師對學(xué)生講解給予及時的鼓勵和肯定，并及時總結(jié)，說明網(wǎng)絡(luò)獲取信息方式已經(jīng)成為解決問題的主要形式。 第1、4組匯報：

傳感器是一種檢測裝置，能感受外界信息，并將感受到的信息，變成電子信號或其他所需的形式輸出。傳感器的存在和發(fā)展，是人類五官的延長，它讓物體慢慢變的活了起來。常用傳感器： 學(xué)生上臺完成連線游戲

第2、5組匯報：

物聯(lián)網(wǎng)中傳感器類型及應(yīng)用：

傳感器幫助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)收集信息，是各個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。老師拍照上傳表格，討論總結(jié)。 第3、6組匯報：

超聲波傳感器、紅外線傳感器、碰撞傳感器……

超聲波傳感器，相當(dāng)于把蝙蝠放進了傳感器，幫助汽車看到障礙物。 看大屏

幕，聽老師布置任務(wù)學(xué)生通過看視頻、電子導(dǎo)學(xué)案、網(wǎng)絡(luò)搜索查找資料后，討論匯總結(jié)論，匯報。學(xué)生交

流、討論思考

學(xué)生回答認(rèn)真聽講，整合知識提取關(guān)鍵信息，完成表格填寫學(xué)生匯報明確任務(wù)：介紹任務(wù)分配，明確個人任務(wù)。共享信息了解傳感技術(shù)的種類及應(yīng)用，認(rèn)識到傳感器在數(shù)字社會的重要性。培養(yǎng)學(xué)生信息意識提高學(xué)生總結(jié)、提取關(guān)鍵信息的能力，了解傳感器是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)把課堂的主動權(quán)交給學(xué)生，通過三種不同方式的自主探

究，讓學(xué)生認(rèn)識到獲取信息的多樣性，網(wǎng)絡(luò)獲取信息已成主要的獲取方式，落實提高學(xué)生信息意識項

目

實

施2、探究避障功能

（1）認(rèn)識掌控板套件(以人體為例)：

講解：

我從物聯(lián)網(wǎng)實驗室中挑選了一些實驗設(shè)備，我們一起探究避障是如何工作的。首先，我們先來互相認(rèn)識一下：①輸入傳感器-感官②掌控板-人的大腦③輸出執(zhí)行器-手、腳、嘴④擴展板-軀干找一找：下面我們一起找一找，掌控板套件的感官和手腳在哪里？ （歸類游戲）

（2）設(shè)計避障算法（流程圖）

（3）商討設(shè)計方案（使用環(huán)境、基礎(chǔ)功能、選擇元件）提問：

如何模擬避障系統(tǒng)，可以選用哪些元件呢？ 輸入方式：超聲波傳感器

輸出方式：(參考)（1）文字（2）聲音（3）燈光小組討論：

確定輸出方式，并根據(jù)輸出方式選擇需要的元件，填寫表格，匯報方案。 （4）實施合作探究：

小組成員根據(jù)本組選擇的方案分工合作：將超聲波傳感器和執(zhí)行器連接到主控板上，編寫程序，上傳到設(shè)備（參考導(dǎo)學(xué)案及微課）。a、硬件連接

①掌控板連接擴展板②連接輸入設(shè)備

③連接輸出設(shè)備

④連接電腦 b、程序設(shè)計（微課、導(dǎo)學(xué)案自主探究）

c、運行測試

①上傳程序到設(shè)備

②測試避障系統(tǒng)

問題記錄：講解設(shè)備及使用方法老師帶著學(xué)生一起分析算法老師引導(dǎo)學(xué)生進行項目分析！小組討論填寫表格小組合作完成設(shè)備搭建完成代碼編寫以學(xué)生熟知的人體為例，深入類比，讓學(xué)生清楚的知道“感知-思考-執(zhí)行”所對應(yīng)的套件元件了解掌控板套件中的元件的作用分析算法明確探究的避障系統(tǒng)的方案，根據(jù)方案選擇探究活動用到的元件認(rèn)識了解“掌控版”的基本操作，并可以使用“掌控版”進行簡單的探究應(yīng)用在后面項目實施過程中，可能會遇到各種各樣的困難，嘗試在下表中記錄你遇到的問題和解決辦法，便于以后出現(xiàn)類似問題時能更好的面對。遇到的困難你的解決方案1：1：（5）探究數(shù)據(jù)間關(guān)系。 改變條件值，尋找超聲波傳感器感知的距離范圍，填寫表格探究條件值和范圍的關(guān)系。條件值測距結(jié)論12運行調(diào)試填寫表格，記錄困難及解決方案測試數(shù)據(jù)，找出規(guī)律思考、調(diào)整設(shè)備與程序，測試效果利用控制變量實驗法，探究條件值和執(zhí)行器執(zhí)行的臨界值的關(guān)系，落實了數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的學(xué)科核心素養(yǎng)展

示

評

價 1.抽取一些項目小組，進行項目展示并匯報探究的結(jié)論：結(jié)論：

執(zhí)行器執(zhí)行的臨界值與程序中的條件值是相同的

2.學(xué)生聽取小組展示，與同學(xué)討論交流，對于沒有完成的小組分析問題并完善（自評、互評）

選取一到兩小組談?wù)剬嵺`過程中遇到的問題及解決方案 3.教師點評項目展示自評、互

評、師評通過展示，分享實踐成果，總結(jié)遇到的問題和解決辦法，培養(yǎng)計算思維項

目

小

結(jié)提問：

談一談，你在這個項目中的收獲？談?wù)勈斋@展示思維導(dǎo)圖交流總結(jié)梳理知識項

目

拓

展提問：

同學(xué)們今天的表現(xiàn)都非常棒，有了自動避障是不是就高枕無憂了呢？下面我們來看一個短視頻。播放視頻：

觀看視頻“自動駕駛分析”！視頻內(nèi)容：談?wù)勀銈兊挠^后感！學(xué)生討論學(xué)生觀看提高學(xué)生信息社會責(zé)任認(rèn)識課

后

作

業(yè) 1．暢所欲言

掌控板套件中的其他傳感器，可以用來實現(xiàn)什么功能？這些功能可以應(yīng)用在哪些物聯(lián)網(wǎng)場景中？傳感器實現(xiàn)功能應(yīng)用場景溫濕度傳感器顏色傳感器土壤濕度傳感器 2．自動駕駛中傳感器

小組討論，如果在智能駕駛的車輛中，使用傳感器采集到汽車周邊的許多距離信息，可以如何創(chuàng)新，讓汽車更加智能。學(xué)生討論填表學(xué)生通過探究超聲波傳感器原理了解項目式學(xué)習(xí)方式的流程，并用課堂掌握的方法遷移到解決實際問題分

層

作

業(yè) 制作小車模擬自動避障學(xué)生討論填表，嘗試完成挑戰(zhàn)布置更具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)讓學(xué)有余力的學(xué)生有事做。五、板書設(shè)計第2