2.6小型信息系統(tǒng)的組建教案20222023學(xué)年教科版高中信息技術(shù)必修2

2.6小型信息系統(tǒng)的組建一、教材分析項目目標(biāo)分析通過動手組建紅外線傳感系統(tǒng)，體驗和理解信息系統(tǒng)的工作過程。通過組建并測試紅外線傳感系統(tǒng)，理解傳感系統(tǒng)的組成和工作原理。利用開源軟件（如Arduino、micro:bit等）組建超聲波測距警報系統(tǒng)，體驗信息的采集、判斷等處理過程，學(xué)會主動選擇傳感器進行信息自動化獲取與控制。根據(jù)兩組實驗分析信息系統(tǒng)的工作過程，以及信息系統(tǒng)在社會應(yīng)用中的優(yōu)勢和局限性。項目教學(xué)建議在本節(jié)中，我們將通過兩組實驗體驗信息系統(tǒng)的工作過程。第一組實驗，通過動手組建一個“紅紅外線遙控風(fēng)扇”傳感系統(tǒng)來模擬信息系統(tǒng)中傳感與控制的過程。第二組實驗，通過開源硬件設(shè)計“超聲波測距警報系統(tǒng)”，體驗信息的采集、判斷等處理過程。通過這兩組實驗，大家可以從簡單的信息系統(tǒng)到智能信息系統(tǒng)不斷深入實驗，對比、總結(jié)不同信息系統(tǒng)基本工作過程的相同點和不同點，樹立設(shè)計智能化信息系統(tǒng)解決問題的創(chuàng)新意識。二、核心素養(yǎng)1、通過組建傳感系統(tǒng)，體驗和理解其組成和工作原理。2、利用開源硬件組建超聲波測距警報系統(tǒng)，體驗信息的采集、判斷等處理過程。3、根據(jù)兩組實驗分析信息系統(tǒng)的工作過程，以及信息系統(tǒng)社會在社會應(yīng)用中的優(yōu)勢和局限性。三、教學(xué)重點難點教學(xué)重點：理解實驗原理以及認(rèn)識各個實驗部件。教學(xué)難點：實驗設(shè)備的連接與程序設(shè)計。四、教學(xué)過程·實驗引入教師活動：將提前組建好的一個簡易智能家居系統(tǒng)放置于教室門口醒目位置，該系統(tǒng)有超聲波測距報警功能，讓學(xué)生一進入教師就能親身體驗物聯(lián)網(wǎng)傳感系統(tǒng)，令學(xué)生好奇，激發(fā)學(xué)生套索學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生活動：當(dāng)進入教室并與該系統(tǒng)距離較近時，蜂鳴器就報警，與同學(xué)觀察該智能家居系統(tǒng)的功能并討論其構(gòu)成。教師活動：帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)，進行實物觀察?！嶒炘O(shè)備第一組：準(zhǔn)備紅外線遙控器、開關(guān)三極管、小馬達(dá)、風(fēng)扇葉、底座、單節(jié)電池盒一個、兩節(jié)電池盒一個、3節(jié)電池、直角鐵架、扎帶、導(dǎo)線若干、螺絲若干。第二組：準(zhǔn)備開源硬件、超聲波模塊、有源蜂鳴器、電源、導(dǎo)線、面包板、固定盒等?！嶒炘?、信息系統(tǒng)信息系統(tǒng)是一系列相互關(guān)聯(lián)的對數(shù)據(jù)和信息進行收集（輸入）、操作、存儲（處理）與傳播（輸出），并提供反饋機制以實現(xiàn)其目標(biāo)的元素或組成部分的集合。2、傳感器它能感受到被測量的信息，并將其按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求，是信息獲取的重要手段，是實現(xiàn)現(xiàn)代化測量和自動控制的主要環(huán)節(jié)。3、紅外線傳感器是光敏傳感器的一種，能夠接收紅外線光信號并將其轉(zhuǎn)換成電信號后輸出。4、超聲波傳感器一種常用的非接觸式傳感器，利用它可以精確的檢測與障礙物的距離，從而實現(xiàn)根據(jù)距離的變化做出相應(yīng)的動作反應(yīng)。5、開源硬件ArduinoArduino是一款便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，可以通過編程來進行信息的智能化處理。·第一組實驗組建紅外線傳感系統(tǒng)一、認(rèn)識實驗部件1、紅外線遙控器（1）紅外線發(fā)射管（2）紅外線接收管2、開關(guān)三極管正極負(fù)極3、小馬達(dá)正極負(fù)極二、連接紅外線發(fā)射器的電路三、連接紅外線接收器的電路1、連接紅外線接收管和開關(guān)三極管。2、組裝小馬達(dá)和風(fēng)扇葉。3、固定零部件。4、連接電路。四、測試紅外線遙控風(fēng)扇系統(tǒng)1、電路連接好后，將紅外線發(fā)射器對準(zhǔn)紅外線接收器，發(fā)送信號，觀察此時風(fēng)扇的狀態(tài)。2、移去紅外線發(fā)射器，觀察此時風(fēng)扇的狀態(tài)。·第二組實驗利用開源硬件組建超聲波測距警報系統(tǒng)一、認(rèn)識實驗部件1、開源硬件開源硬件（OpenSourceHardware）是指用于自由及開源軟件相同的方式設(shè)計的計算機和電子硬件。2、超聲波模塊3、有源蜂鳴器4、面包板二、實驗設(shè)備的連接三、程序設(shè)計四、測試超聲波測距警報系統(tǒng)五、課堂小結(jié)根據(jù)兩組實驗，對比簡單的信息系統(tǒng)和只能信息系統(tǒng)的工作原理、工作過