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1、用单片机做超声波测距实验教学设计表用计算机做科学实验课例基本信息课例类别专题教育-初中综合实践活动-信息技术-第8课 用计算机做科学实验学校大庆市新潮学校教师姓名王鑫课名用单片机做超声波测距实验范畴用计算机做科学实验教具“数字”直尺单片机套装环境电子书包、微课、wifi等。学时1年级七年级一、教材分析本节课选用创客造物之“数字”直尺单片机套装作为教具，内置超声波测距模块，该模块性能稳定，测度距离精确，超微型,只相当于两个发射、接收头的面积,无盲区，超声波传感器具有体积小，结构简单，可行性很高。教学开展课以”数字”直尺项目学习为明线，以科学探究的七个环节为暗线，要求学生在理解超声波测距的原理后，
2、进行硬件结构的搭建，辅以半成品的教具组件，让学生体验用单片机做科学实验的乐趣。二、教学目标1、知识与技能（1）能够理解超声波测距模块的工作方式。（2）了解数字“直尺”测量系统的构成。（3）学会拼装数字“直尺”并能够完成简单的调试。2、过程与方法运用小组合作、任务驱动等方式，结合“互联网+”技术，学生快乐拼装数字“直尺”，初步感知用计算机做科学实验的魅力。3、情感态度与价值观（1）学生利用微课和APP获取、鉴别、使用信息的过程，也是主动适应“互联网+”等社会信息化发展趋势，培养学生数字化生存能力的过程。（2）通过拼装数字“直尺”的过程，逐步养成敢于“创”，大胆“创”的精神，进一步培养学生规范地科
3、学探究精神。三、学习者分析本课教学对象是初中一年级的学生，正处于好奇心强，善于摸索探究的年龄。他们喜欢接受新鲜事物，喜欢接受有趣的教学方式。在上一节课中，学生对系统的构成、模块的使用、作品的拼装也有了一定的认识和实践经验，要充分利用学生对电子模块作品的兴趣，进一步调动其积极性。四、教学重难点分析及解决措施重点：超声波测距原理；数字“直尺”的拼装。解决措施：先启发学生思考，蝙蝠视力很差，而且是高度近视，但是在夜间可以轻松地捕食，靠的是什么？根据已有的生物知识，学生会想到“超声波“。再向学生追问超声波是什么？有什么功能？超声波有什么应用？让学生向咪咕灵犀（APP）发问，咪咕灵犀APP智能地在互联网
4、上搜索出相关的答案反馈给学生，学生根据提供的词条选择有价值的信息，再结合教材自学超声波测距的工作原理。 从“超声波是什么”-“超声波的应用”-“超声波测距的工作原理”，层层突破。难点：探究数字“直尺”测量物体间的量程。解决措施： 制定的测试方案如下：用超声波测距模块探头一侧正对障碍物，移动超声波测距模块，反复靠近，远离障碍物，观察数码管模块数据是否合理。（可先估测一下这段距离，看看与测试结果是否一致，也可以利用皮尺、钢卷尺）。在实验中找出以下两个问题的答案：问题1：数码管模块显示的数字的单位是什么？次数估测距离“数字”直尺距离实际数据辅助测量工具结论：问题2：”数字”直尺可以测出的最短距离和最
5、长距离分别是多少？作为结论记录在表2中。通过测量最短距离和最长距离，确定量程。五、教学策略以”数字”直尺项目学习为明线，将“数字“直尺学习的项目学习分解为：子项目1：【学一学】超声波测距模块的工作原理；子项目2：【认一认】数字“直尺“测量系统的硬件；子项目3：【拼一拼】数字“直尺“测量系统的结构搭建；子项目4：【测一测】数字“直尺“测距离。子项目5：【说一说】数字“直尺“的应用前景。五个子项目逐一学习。以科学探究的七个环节为暗线（提问题-做假设-定计划-做实验-收数据-得结论-说反思），要求学生在理解超声波测距的原理后，进行硬件结构的搭建，辅以半成品的教具组件，让学生体验创客造物的乐趣。整个过
6、程用少量时间让学生探究科学原理，主体部分让学生小组合作制定计划、动手实验、调试、收集数据，最后得出结论。六、教学媒体我校数字化交互教室内wifi覆盖，设有希沃平板、电子书包等设施，为学生网络交互学习提供了技术设备上的支撑条件。七、教学设计教学环节/起止时间环节目标教学内容学生活动媒体作用及分析走近“数字”直尺(001222)j设疑：通过问学生测量书本、自己的腰围、黑板等选什么样测量工具，抛出：用什么来测量正在行驶的两辆汽车之间的距离？学生回答对应的测量工具。希沃白板出示主题课件。k感知：利用此装置（数字“直尺“）可以实现非接触地测距，然后让学生进行感知。角色扮演：请两名学生扮演正在行驶的小车，
7、初步感知数字“直尺“可以实现非接触的测距。出示教具：数字“直尺“。探秘“数字”直尺(223849)j子项目1：【学一学】数字“直尺“测量系统中超声波测距模块的工作原理。启发学生思考，蝙蝠视力很差，而且是高度近视，但是在夜间可以轻松地捕食，靠的是什么？学生会想到“超声波“。超声波是什么？有什么功能？超声波测距模块的工作原理？让学生向咪咕灵犀（APP）发问，2分钟把搜索到的结果整理回答，再结合教材自学超声波测距的工作原理。学生向电子书包内置的咪咕灵犀APP发问，咪咕灵犀APP智能地在互联网上搜索出相关的答案反馈给学生，学生根据提供的词条选择有价值的信息。 图1 咪咕灵犀APP截图咪咕灵犀的语音识别
8、技术，代替打字键入，可以把学生输入的音频转为文字并在互联网上搜索以播报的形式反馈出来，轻松快捷地实现网络搜索。k子项目2：【认一认】数字“直尺“测量系统的硬件。以小组合作的形式，结合教材，认一认测量系统的各个组成硬件，都有什么作用？（主控板、超声波测距模块、数码管、外壳、开关、电源）图1 组成的主要硬件小组结合教材，合作探究。学生发言说出主要硬件的功能。图2 小组认识硬件运用希沃白板的倒计时功能为小组活动计时。搭建“数字”直尺(8502908)子项目3：【拼一拼】数字“直尺“测量系统的结构搭建。j测硬件在进行正式的结构搭建之前，试连接各个模块以及接口，确保电路是通路，各模块均可正常工作。请学生
9、回答这一步的必要性。图2 系统电路连接学生尝试将各个模块进行试连接。 图3第六小组在进行电路连接希沃授课助手，将优秀小组的学生安装过程录制发送到希沃大屏展示，加星点赞。k结构搭建要求在25分钟内完成搭建（如图3），可利用的资源有教材、微课、网络等。采用小组比赛制，要求小组先明确分工，制定计划，讨论组装方案。图3 成品模型规则：将拼装过程中出现的问题反馈到小组活动表（表1）上，帮其解答的小组加分，或者写出有价值的注意事项均可加分，加分多的小组获胜。获胜组参加“幸运” 转盘大抽奖。求助组问题解答组分数注意事项获胜组：表1 小组活动表小组结合微课，教材等素材，合作完成结构搭建。图4小组合作结构搭建图
10、5第四小组发布问题电子书包内的微课组装指导，提供给学生安装的辅助资源。测试“数字”直尺(29093632)子项目4：【测一测】数字“直尺“测距离。测试方案：用超声波测距模块探头一侧正对障碍物，移动超声波测距模块，反复靠近，远离障碍物，观察 数码管模块数据是否合理。（可先估测一下这段距离，看看与测试结果是否一致，也可以利用皮尺、钢卷尺）。在实验中找出以下两个问题的答案：问题1：数码管模块显示的数字的单位是什么？问题2：”数字”直尺可以测出的最短距离和最长距离分别是多少？作为结论记录在表2中。教师查看实验数据表，对发现的问题及时解决，分享学生探究成果。次数估测距离“数字”直尺距离实际数据辅助测量工
11、具结论：表2 实验数据表学生利用皮尺、直尺、钢卷尺等辅助测量工具做测试。图6 第六组用书本作为障碍物测试图7学生借助直尺做测试表2 学生测试数据希沃授课助手，将学生共性问题拍照发送到希沃大屏，集中解决。应用“数字”直尺(36333837)子项目5：【说一说】数字“直尺“的应用前景。谈一谈数字“直尺“的应用。思考超声波测距模块在生活、学习、工业等方面的应用，你是否有需要改进的地方。发散想象、集思广益。有的学生说出：可以将“数字”直尺安装在爷爷的拐杖上，遇到障碍物前发出声音提示。运用希沃白板的屏幕注释、拖拽、放大功能，拓展思维。回首“数字”直尺(38374058)小结教师引导学生多角度谈收获，梳理本节课所学。学生谈收获、谈感悟。最后，教师提示学生平时多读书、多积累、多思考、多实践，你们都会成为出色的“创客”。学生发言说出本节课超声波测距，体验了创客造物的成就感，完成知识梳理，提升其思维层次。利用白板播放教师寄语。八、教学流程图九、教学反思绝大部分学生都能够应用信息技术搜集和查找信息, 但很多人不知道如何评价信息的相关性和准确性。如果学生没有处理、辨别大量信息的研究技能，计算机网络的价值是有限的。教师在监管不严时，自制力较差的学生，可能会借助做网络作业的机会在网上随意搜索，玩游戏，聊天等，如何保证学生接触的都是绿色的网络,是一块净土,是网络教学急需解决的问题。
