第第頁人教版（2024）八年級(jí)全一冊(cè)信息科技第3課《環(huán)境數(shù)據(jù)要感知》教案課程名稱：第3課環(huán)境數(shù)據(jù)要感知年級(jí)：八年級(jí)課時(shí)：45分鐘一、教學(xué)目標(biāo)分析知識(shí)與技能能夠識(shí)別常見傳感器，說出其在生活中的應(yīng)用場景。掌握使用智能終端、傳感器產(chǎn)品、物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備獲取環(huán)境數(shù)據(jù)（以聲音數(shù)據(jù)為例）的方法。3.理解簡單的傳感器數(shù)據(jù)采集的代碼含義。過程與方法1.通過體驗(yàn)不同方式獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，提升實(shí)踐操作能力和問題解決能力。2.在分析數(shù)據(jù)過程中，培養(yǎng)邏輯思維和歸納總結(jié)能力。情感態(tài)度價(jià)值觀1.激發(fā)對(duì)傳感器技術(shù)的興趣，培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)新意識(shí)。2.增強(qiáng)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測重要性的認(rèn)識(shí)，提升環(huán)保意識(shí)。二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.體驗(yàn)多種傳感器獲取環(huán)境數(shù)據(jù)的過程，感受傳感器在生活中的實(shí)際應(yīng)用。2.掌握利用不同設(shè)備檢測環(huán)境聲音的操作方法。教學(xué)難點(diǎn)1.理解傳感器工作原理，尤其是復(fù)雜傳感器（如加速度傳感器、位置傳感器等）。2.學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)傳感器特性。三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法情景導(dǎo)入（10分鐘）師：同學(xué)們，我們常常會(huì)遇到這樣的問題：當(dāng)周圍噪音紛擾，或是需要捕捉特定聲響時(shí)，該如何精準(zhǔn)知曉聲音狀況呢？作為感知環(huán)境數(shù)據(jù)的利器，聲音傳感器能敏銳捕捉聲音信號(hào)，轉(zhuǎn)化為可分析的數(shù)據(jù)。從它開始，讓我們正式走進(jìn)本節(jié)課《環(huán)境數(shù)據(jù)要感知》，一同探尋環(huán)境數(shù)據(jù)感知的奇妙之旅。師：本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)使用智能終端、傳感器產(chǎn)品、使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備開展實(shí)踐。師：如圖為用于環(huán)境數(shù)據(jù)感知的智能終端，正面有按鍵A、按鍵B、RGBLED、OLED、麥克風(fēng)、光線傳感器等，其中麥克風(fēng)可采集聲音值、光線傳感器可采集光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)；反面有按鍵A、按鍵B、USB接口等，含ESP32主控、其中磁場傳感器能測量磁場強(qiáng)度，可通過這些組件開展環(huán)境數(shù)據(jù)感知實(shí)踐。師：我們可以利用智能終端上的六軸加速度傳感器測量電梯運(yùn)行速度。師：也可以通過該傳感器來測量振子運(yùn)動(dòng)。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)新課教學(xué)知識(shí)點(diǎn)一：使用智能終端檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音（8分鐘）師：下面我們一起進(jìn)入學(xué)習(xí)活動(dòng)1，使用智能終端檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音。利用智能終端檢測聲音，放置后觀察環(huán)境數(shù)據(jù),再觀察發(fā)聲及捂住麥克風(fēng)時(shí)數(shù)據(jù)變化。師：在應(yīng)用商店里，使用智能終端檢測聲音的軟件較多，可通過搜索“分貝”、“聲音”等關(guān)鍵詞查找測量噪聲的軟件。這些軟件借助智能終端麥克風(fēng)采集環(huán)境聲音，經(jīng)計(jì)算轉(zhuǎn)化為聲音分貝值。師：這里我們?nèi)芜x其一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示：第一步：啟動(dòng)如“PhysicsToolboxSensorSuite”這類具備檢測聲音功能的軟件，隨后把智能終端置于選定的測量位置，進(jìn)而觀察當(dāng)前環(huán)境中的聲音數(shù)據(jù)。師：第二步：在完成第一步放置智能終端并觀察初始環(huán)境聲音數(shù)據(jù)后，此時(shí)通過拍手、說話或唱歌等發(fā)聲行為，來觀察智能終端上聲音數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)變化情況，直觀感受聲音信號(hào)的改變。師：第三步：需先確定智能終端麥克風(fēng)位置，然后用手捂住，在此過程中觀察并記錄聲音數(shù)據(jù)的變化情況。師：生活中也有諸多含傳感器的產(chǎn)品，不少能直接利用傳感器感知功能并顯示結(jié)果，如氣體測試儀，甲醛測試儀，亮度計(jì)，水質(zhì)測試筆，噪聲測試儀，血壓計(jì)，血糖儀，血氧儀，拉力測試儀，網(wǎng)線測試儀等多種設(shè)備。講授法實(shí)踐學(xué)習(xí)新課教學(xué)知識(shí)點(diǎn)二：使用智能終端檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音（8分鐘）師：學(xué)習(xí)了使用智能終端檢測環(huán)境聲音相關(guān)內(nèi)容，現(xiàn)在進(jìn)入新的學(xué)習(xí)活動(dòng)2，使用專門的噪聲測試儀檢測當(dāng)前環(huán)境中的聲音。先開啟噪聲測試儀，放置在選定位置并保持穩(wěn)定，然后記錄當(dāng)前環(huán)境聲音數(shù)據(jù)。師：我們來思考：噪聲檢測儀有什么功能？集成了幾種傳感器？這些傳感器可以檢測哪些數(shù)據(jù)？生：該設(shè)備具備檢測環(huán)境聲音值的功能，集成了聲音傳感器，能測量聲音強(qiáng)度數(shù)據(jù)。討論法合作學(xué)習(xí)講授法新課教學(xué)知識(shí)點(diǎn)三：使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備檢測環(huán)境中的聲音（8分鐘）師：了解到物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的好處，現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)使用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備檢測環(huán)境中的聲音。步驟如下：1.連接主控板與計(jì)算機(jī)。2.把采集環(huán)境中聲音數(shù)據(jù)的程序燒錄到主控板。3.在主控板顯示屏上查看并記錄聲音數(shù)據(jù)。如果有噪聲測試儀或智能終端中有檢測聲音的軟件，也記錄它們獲取的聲音數(shù)據(jù)。4.用手完全遮住聲音傳感器,觀察數(shù)據(jù)是否變化，并記錄數(shù)據(jù)。5.正常說話，查看并記錄數(shù)據(jù)。6.靠近聲音傳感器,拍一次手,查看并記錄數(shù)據(jù)。7.對(duì)比記錄的數(shù)據(jù)，找出最大值和最小值。師：本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備是一塊主控板。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一步：編寫程序（圖形化）打開mPython軟件，單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級(jí)代碼→圖形化程序→第一單元→第3課環(huán)境數(shù)據(jù)要感知→學(xué)習(xí)活動(dòng)3.mxml。主循環(huán)中，首先初始化板載聲音傳感器，獲取其聲音值并存儲(chǔ)在變量“sound_value”中，隨后將“聲音響度:”與變量“sound_value”的值一起轉(zhuǎn)為文本，在顯示屏顯示，實(shí)現(xiàn)持續(xù)實(shí)時(shí)展示聲音響度數(shù)據(jù)。代碼版如圖所示。（2）第二步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（3）第3步：功能測試。檢測是否實(shí)現(xiàn)聲音響度檢測并在設(shè)備上呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的功能。討論法合作學(xué)習(xí)講授法拓展深化，回歸生活（8分鐘）師：現(xiàn)在同學(xué)們運(yùn)用物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備來獲取當(dāng)前環(huán)境的光照強(qiáng)度，進(jìn)一步拓展對(duì)物聯(lián)設(shè)備功能的實(shí)踐與探索。師：本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)需要用到的物聯(lián)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有主控板，其板載了光線傳感器。師：實(shí)驗(yàn)步驟：（1）第一步：編寫程序（圖形化）打開mPython軟件，單擊mPython的“教程”→教程案例→義務(wù)教育指南八年級(jí)代碼→圖形化程序→第一單元→第3課環(huán)境數(shù)據(jù)要感知→拓展與提升.mxml。主循環(huán)中，首先對(duì)板載光敏傳感器進(jìn)行初始化，然后獲取其光線值，并將該值存儲(chǔ)到變量“l(fā)ight_value”。最后，把變量“l(fā)ight_value”里的光線值在顯示屏上顯示出來，以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)監(jiān)測和展示環(huán)境光線強(qiáng)度。代碼版如圖所示。（2）第二步：單擊mPython的刷入，將程序下載到主控板中。（3）第3步：功能測試。檢測是否實(shí)現(xiàn)當(dāng)前環(huán)境的光照強(qiáng)度檢測并在設(shè)備上呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的功能。（4）第四步：記錄數(shù)據(jù)。分別記錄自然光照條件下、開啟補(bǔ)光燈條件下及遮擋光線傳感器的條件下的光照強(qiáng)度數(shù)值。問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)討論法實(shí)踐操作課后作業(yè)（1分鐘）師：本節(jié)課的作業(yè)為：查閱資料，了解各類傳感器功能及其應(yīng)用。課堂小結(jié)與評(píng)價(jià)（2分鐘）本節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了認(rèn)識(shí)了一些常見的傳感器及其