全國(guó)青島版初中信息技術(shù)第四冊(cè)第三單元第14課《智能干手器》說課稿

全國(guó)青島版初中信息技術(shù)第四冊(cè)第三單元第14課《智能干手器》說課稿一、教學(xué)內(nèi)容分析

1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：全國(guó)青島版初中信息技術(shù)第四冊(cè)第三單元第14課《智能干手器》。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課主要圍繞智能干手器的設(shè)計(jì)與制作展開，與之前學(xué)習(xí)的傳感器和編程知識(shí)緊密相關(guān)，學(xué)生需要運(yùn)用這些知識(shí)來設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自動(dòng)感應(yīng)手部動(dòng)作并啟動(dòng)的干手器。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)生將通過設(shè)計(jì)智能干手器，學(xué)會(huì)運(yùn)用傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能控制，鍛煉問題解決能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，同時(shí)培養(yǎng)創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作精神。通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的信息獲取、分析、處理和呈現(xiàn)的能力，以及信息技術(shù)與實(shí)際生活相結(jié)合的創(chuàng)新能力。三、學(xué)習(xí)者分析

1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)接觸過基本的編程知識(shí)，如流程圖、順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)等。此外，他們也對(duì)傳感器的基本原理和應(yīng)用有一定的了解，這為本次智能干手器的設(shè)計(jì)制作奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對(duì)信息技術(shù)課程普遍具有濃厚興趣，尤其是在動(dòng)手實(shí)踐方面表現(xiàn)出較高的積極性。學(xué)生的能力水平參差不齊，部分學(xué)生具備較強(qiáng)的編程基礎(chǔ)和動(dòng)手能力，而部分學(xué)生則可能在編程和硬件操作方面較為薄弱。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，有的學(xué)生偏好動(dòng)手實(shí)踐，有的則更傾向于理論學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在設(shè)計(jì)智能干手器時(shí)，學(xué)生可能會(huì)遇到以下困難和挑戰(zhàn)：一是編程邏輯的復(fù)雜度，學(xué)生需要根據(jù)干手器的功能要求，設(shè)計(jì)合適的程序邏輯；二是傳感器和電路的連接問題，學(xué)生需要掌握傳感器與微控制器的連接方法和電路調(diào)試技巧；三是團(tuán)隊(duì)合作中的溝通與分工問題，學(xué)生需要在小組合作中有效溝通，合理分工，共同完成項(xiàng)目。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

1.教材：確保每位學(xué)生都有全國(guó)青島版初中信息技術(shù)第四冊(cè)教材，以及相關(guān)的教學(xué)輔助資料，如課堂講義和編程指導(dǎo)手冊(cè)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與智能干手器設(shè)計(jì)相關(guān)的圖片、圖表、視頻等多媒體資源，以便于講解傳感器工作原理、編程流程和電路圖等內(nèi)容。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備Arduino開發(fā)板、紅外傳感器、繼電器、電源、電阻、導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材，確保器材的完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，每個(gè)小組配備實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，以便學(xué)生進(jìn)行編程和硬件連接實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，確保教室環(huán)境整潔，有利于學(xué)生集中注意力。五、教學(xué)過程

一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)《智能干手器》這一課。大家平時(shí)在使用洗手間時(shí)，有沒有遇到過手濕卻找不到干手器的情況？今天，我們就來設(shè)計(jì)一個(gè)智能干手器，讓它能夠自動(dòng)感應(yīng)我們的手部動(dòng)作，為我們提供便利。

（學(xué)生）老師，我們之前學(xué)過傳感器和編程，覺得這個(gè)智能干手器很有趣。

（教師）很好，那我們就從傳感器和編程兩個(gè)方面來探究這個(gè)課題。

二、新課講授

1.傳感器原理

（教師）首先，我們來了解一下紅外傳感器的原理。紅外傳感器是一種非接觸式傳感器，它能夠檢測(cè)物體發(fā)出的紅外線。當(dāng)我們的手靠近傳感器時(shí)，傳感器會(huì)檢測(cè)到紅外線的變化，從而觸發(fā)電路，使干手器啟動(dòng)。

（學(xué)生）老師，那紅外線是如何產(chǎn)生的呢？

（教師）紅外線是由物體發(fā)出的熱輻射產(chǎn)生的。當(dāng)物體溫度較高時(shí)，會(huì)發(fā)出較強(qiáng)的紅外線。

2.編程實(shí)現(xiàn)

（教師）接下來，我們來學(xué)習(xí)如何用編程控制干手器。首先，我們需要編寫一個(gè)程序，讓Arduino開發(fā)板讀取傳感器的信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，控制繼電器工作，從而啟動(dòng)干手器。

（學(xué)生）老師，那我們應(yīng)該怎么編寫這個(gè)程序呢？

（教師）首先，我們需要定義傳感器的引腳，然后編寫一個(gè)循環(huán)檢測(cè)傳感器信號(hào)的函數(shù)。當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，我們通過控制繼電器引腳的高低電平來控制干手器的開關(guān)。

3.電路連接

（教師）現(xiàn)在，我們來學(xué)習(xí)如何將傳感器、Arduino開發(fā)板和繼電器連接起來。首先，我們需要將傳感器的輸出引腳連接到Arduino的數(shù)字輸入引腳，將繼電器的控制引腳連接到Arduino的數(shù)字輸出引腳。

（學(xué)生）老師，那我們應(yīng)該注意哪些連接細(xì)節(jié)呢？

（教師）連接時(shí)，要注意正負(fù)極的連接，避免短路。同時(shí)，要確保所有連接線都牢固，以免在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)故障。

4.項(xiàng)目實(shí)踐

（教師）現(xiàn)在，請(qǐng)大家按照剛才講解的原理和步驟，開始動(dòng)手實(shí)踐。在實(shí)踐過程中，遇到問題可以互相討論，共同解決。

（學(xué)生）好的，老師。我們開始動(dòng)手實(shí)踐了。

三、課堂互動(dòng)

1.小組討論

（教師）在實(shí)踐過程中，請(qǐng)大家注意觀察傳感器和Arduino開發(fā)板的反應(yīng)，思考如何優(yōu)化程序和電路設(shè)計(jì)。

（學(xué)生）老師，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們的手離開傳感器時(shí)，干手器還會(huì)繼續(xù)工作一段時(shí)間，這是怎么回事呢？

（教師）這是因?yàn)槲覀兊某绦蛑性O(shè)置了一個(gè)延時(shí)，當(dāng)傳感器檢測(cè)到信號(hào)后，會(huì)延時(shí)一段時(shí)間再關(guān)閉干手器。我們可以通過調(diào)整延時(shí)時(shí)間來優(yōu)化這個(gè)功能。

2.交流分享

（教師）現(xiàn)在，請(qǐng)大家分享一下你們的實(shí)踐成果，看看誰的設(shè)計(jì)最合理、最實(shí)用。

（學(xué)生）老師，我們小組設(shè)計(jì)的智能干手器能夠自動(dòng)感應(yīng)手部動(dòng)作，并且延時(shí)關(guān)閉，使用起來非常方便。

（教師）很好，看來大家已經(jīng)掌握了智能干手器的設(shè)計(jì)方法。接下來，我們可以嘗試將這個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)用到其他場(chǎng)景中，比如自動(dòng)門、自動(dòng)照明等。

四、總結(jié)與拓展

1.總結(jié)

（教師）今天，我們學(xué)習(xí)了智能干手器的原理和設(shè)計(jì)方法。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家掌握了傳感器、編程和電路連接等方面的知識(shí)，提高了動(dòng)手實(shí)踐能力。

（學(xué)生）老師，我們覺得這個(gè)課程很有趣，希望以后還能學(xué)到更多類似的項(xiàng)目。

（教師）當(dāng)然可以。信息技術(shù)課程就是為了讓你們學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題。希望大家在今后的學(xué)習(xí)中，繼續(xù)努力，不斷創(chuàng)新。

2.拓展

（教師）接下來，我們可以嘗試將智能干手器設(shè)計(jì)得更加智能化，比如加入人臉識(shí)別功能，實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制。同時(shí)，我們還可以將這個(gè)設(shè)計(jì)應(yīng)用到智能家居系統(tǒng)中，讓我們的生活更加便捷。

（學(xué)生）老師，我們很期待這些拓展內(nèi)容，希望能在下一節(jié)課學(xué)到。

五、作業(yè)布置

1.完成智能干手器的編程和電路連接，并進(jìn)行測(cè)試。

2.思考如何將智能干手器設(shè)計(jì)得更加智能化，并嘗試實(shí)現(xiàn)。

3.撰寫一篇關(guān)于智能干手器設(shè)計(jì)的報(bào)告，總結(jié)設(shè)計(jì)過程和心得體會(huì)。

（學(xué)生）好的，老師。我們明白了，一定會(huì)按時(shí)完成作業(yè)。

六、課堂小結(jié)

今天，我們學(xué)習(xí)了智能干手器的原理和設(shè)計(jì)方法。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家掌握了傳感器、編程和電路連接等方面的知識(shí)，提高了動(dòng)手實(shí)踐能力。希望大家在今后的學(xué)習(xí)中，繼續(xù)努力，不斷創(chuàng)新。下課！六、教學(xué)資源拓展

1.拓展資源：

-智能家居系統(tǒng)介紹：可以拓展介紹智能家居系統(tǒng)的基本概念、組成以及應(yīng)用領(lǐng)域，如智能照明、智能安防、智能溫控等。

-傳感器技術(shù)發(fā)展：介紹不同類型的傳感器及其應(yīng)用，如溫度傳感器、濕度傳感器、光敏傳感器等，以及傳感器技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。

-Arduino編程基礎(chǔ)：提供Arduino編程語言的基礎(chǔ)教程，包括變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)、函數(shù)等，幫助學(xué)生深入理解編程知識(shí)。

-物聯(lián)網(wǎng)（IoT）概念：介紹物聯(lián)網(wǎng)的基本原理、架構(gòu)和發(fā)展趨勢(shì)，讓學(xué)生了解智能設(shè)備之間的通信和協(xié)同工作。

-電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：提供電路設(shè)計(jì)的基本原理和技巧，如電路圖繪制、元件選擇、電路測(cè)試等，幫助學(xué)生更好地理解電路知識(shí)。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以自主收集智能家居系統(tǒng)的相關(guān)資料，了解其工作原理和設(shè)計(jì)理念，嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能家居系統(tǒng)原型。

-通過網(wǎng)絡(luò)或圖書館資源，學(xué)習(xí)不同類型傳感器的原理和應(yīng)用，設(shè)計(jì)一個(gè)基于特定傳感器的項(xiàng)目，如溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

-利用Arduino開發(fā)板，編寫簡(jiǎn)單的程序，實(shí)現(xiàn)基本編程技能的鞏固和提高，如制作一個(gè)能夠響應(yīng)特定信號(hào)的控制器。

-參與學(xué)校的科技創(chuàng)新活動(dòng)或機(jī)器人競(jìng)賽，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，提升解決問題的能力。

-閱讀有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)的書籍或文章，了解最新的技術(shù)動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，為將來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-在學(xué)習(xí)電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以嘗試自己制作簡(jiǎn)單的電路，如報(bào)警器、小型機(jī)器人等，通過實(shí)際操作加深對(duì)電路知識(shí)的理解。

-參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的科技講座或研討會(huì)，與專業(yè)人士交流，拓寬視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

-在日常生活中，留意身邊使用的信息技術(shù)產(chǎn)品，思考其工作原理和設(shè)計(jì)思路，嘗試提出改進(jìn)意見或創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

-通過在線課程或視頻教程，學(xué)習(xí)更高級(jí)的編程語言和軟件開發(fā)技術(shù)，為將來從事相關(guān)領(lǐng)域工作做好準(zhǔn)備。七、反思改進(jìn)措施

反思改進(jìn)措施

（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.項(xiàng)目式教學(xué)：在《智能干手器》這一課中，我采用了項(xiàng)目式教學(xué)的方式，讓學(xué)生通過實(shí)際操作來學(xué)習(xí)傳感器和編程知識(shí)。這種教學(xué)方式不僅提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，還激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.跨學(xué)科融合：在課程中，我嘗試將信息技術(shù)與其他學(xué)科如物理、數(shù)學(xué)等相結(jié)合，讓學(xué)生在解決問題的過程中，能夠綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生基礎(chǔ)差異：在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的信息技術(shù)基礎(chǔ)存在較大差異，部分學(xué)生在編程和硬件操作方面較為薄弱，這導(dǎo)致他們?cè)趯?shí)踐操作中遇到困難。

2.課堂互動(dòng)不足：在講解傳感器原理和編程知識(shí)時(shí)，我發(fā)現(xiàn)課堂互動(dòng)不夠充分，學(xué)生參與度不高，影響了教學(xué)效果。

3.評(píng)價(jià)方式單一：目前主要采用作業(yè)和考試來評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，這種評(píng)價(jià)方式較為單一，不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

（三）改進(jìn)措施

1.個(gè)性化教學(xué)：針對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)差異，我將采用分層教學(xué)的方法，為不同層次的學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案，確保每個(gè)學(xué)生都能有所收獲。

2.豐富課堂互動(dòng)：為了提高課堂互動(dòng)，我計(jì)劃在教學(xué)中加入更多的問題討論、小組合作等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在互動(dòng)中學(xué)習(xí)，提高他們的參