小學信息技術《第15課傳感器》教案

蘇教版小學信息技術《第15課傳感器》教案

　　教案包括教材簡析和學生分析、教學目的、重難點、教學準備、教學過程及練習設計等。下面是小編收集整理的蘇教版小學信息技術《第15課傳感器》教案，希望大家喜歡。

　　［教學目的與要求］

　　1、學習學生機器人的“主要器官”。

　　2、能夠了解傳感器的主要功能。

　　3、平等交流，掌握各“器官”的作用。

　　4、能夠建立正確的機器人整體概念。

　　5、學會正確對待傳感器的工作方式。

　　6、激發對學生機器人這一信息媒體的學習熱情。

　　7、嘗試用人的“器官”概念理解機器人的“器官”概念。

　　8、為傳感器的學習建立合適的實踐渠道。

　　［課時安排］

　　建議安排2課時。

　　［教學重點與難點］

　　1、重點：學習學生機器人的“主要器官”。

　　2、難點：理解傳感器的功能。

　　［教材分析與教法建議］

　　1、教材的地位與作用

　　本課是機器人部分內容中，傳感器部分的重點章節，起到承上啟下的作用。傳感器的學習在小學信息技術階段有著重要的意義，是學生理解學生機器人原理、設計學生機器人運動的重要環節，對促發學生的整體概念形成有著舉足輕重的作用。

　　本課教學的重點內容在于讓學生了解傳感器的原理和功能，促進學生的知識遷移。本課是前面知識的總結和提高，也是今后學習的基礎。

　　2、教學方法指導

　　（1）本課是練習學生創新能力的實踐課，要求學生盡可能多地使用本單元學習的技術。

　　（2）教師應該事先準備好學生制作機器人所需的素材、傳感器實物等。

　　（3）本節課的關鍵是“評價與共享”，這既是指技術上的評價，也是指資源上的共享。全班交流，小組內研究。

　　（4）教師應合理安排好時間，交流部分是本節課的難點，既要運用準確的語言介紹作品，又要給予充分的時間讓學生接觸實物。

　　［參考資料］

　　傳感器是機器人和現實世界之間的紐帶。一般根據傳感器的工作特征，可以分為：光學傳感器（顧名思義就是對光產生反應的傳感器，比如紅外傳感器）、聲傳感器（比如microphone）、力傳感器（比如壓敏傳感器）、位置傳感器（比如陀螺儀）。

　　光傳感器：

　　光傳感器的范圍很廣，有最簡單的光敏電阻，就是光強度的大小改變電阻的阻值從而實現對光強度的感知，也有目前最復雜的攝像頭Camera。然而在我們機器人中，用得最多的是Infra—red紅外傳感器，其中的紅外接近傳感器是機器人在運動過程中必不可少的傳感器，通過它，目前我們可以獲得機器人的在移動過程中與前面障礙物之間的距離，當然這距離非常短。不過，對于我們的機器人來說，這也是目前唯一的可承受的選擇。

　　還有一種目前比較有用的紅外傳感器是叫紅外探測器，它不同于上面的紅外接近傳感器，它沒有紅外發射器，只有一個紅外接受單元，由被測物體發出紅外信號。一般用來做熱感應用，比如人走近或者動物走進這樣的傳感器時，它就會產生信號。在生產安全領域用的比較多。對于我們嗎，最多就是有人走進的時候能夠作為一種感知手段來讓機器人獲得：“哇，有個發紅外線的家伙沖我走過來了”這樣的信息。

　　還有一種目前我們也能承受的是攝像頭，與之相配套的，能應用于機器人的識別軟件和硬件還相對比較少和昂貴，目前成熟的市場產品有美國卡耐基—梅隆大學開發的CMU—Camera套裝，但是價格較為昂貴。但是如果我們不用他們的套裝，自己開發的話，其它硬件投入相對少了，但是你要對計算機編程相當精通，而且難度相對很大。

　　力傳感器：

　　力傳感器是用來檢測碰撞或者接觸信號的，比如機械手的應用，當你放一個東西到機械手的時候，機械手自動抓住它，它就需要力傳感器檢測東西抓得緊不緊。典型的力傳感器是微動開關和壓敏傳感器。微動開關其實就是一個小開關，通過調節開關上的杠桿長短，能夠調節觸動開關的力的大小。用來做碰撞檢測這是最好不過了。但是這種傳感器必須事先確定好力的閥值，也就是說只能實現硬件控制。而壓敏傳感器是能根據受力大小，自動調節輸出電壓或者電流，從而可以實現軟件控制。

　　聲覺傳感器：

　　目前最多的也就是麥克風了。主要的問題是如何處理聲音信號。當前沒有一個比較好的聲音解決方案。超聲波傳感器和紅外接近傳感器很像，也屬于距離探測傳感器，但是它能提供比紅外傳感器更遠的探測范圍，而且還能提供一個范圍的探測而不是一條線的探測。也是目前用的最多的距離傳感器之一了。

　　位置和姿態傳感器：

　　機器人在移動或者動作的時候必須時時刻刻知道自己的姿態動作，否則就會產生控制中的一個開環問題，沒有反饋。位置傳感器和姿態傳感器就是這個用的。常用的有光電編碼器，由于機器人的執行機構一般是電機驅動，通過計算電機轉的圈數，可以得出電機帶動部件的大致位置，編碼器就是這樣一種傳感器，它一般和電機

　　軸或者轉動部件直接連接，電機或者轉動部件轉了多少圈或者角度能夠通過編碼器讀出，控制軟件再根據讀出數據進行位置估計。還有一種是陀螺儀，這是利用陀螺原理制作的傳感器，主要可以測得移動機器人的移動加速度，轉過的角度等信息。

　　［參考教案］

　　1、引入

　　師：同學們，你們喜歡《機器貓》嗎？你最喜歡其中的哪個人物或一段故事情呢？

　　生：回答老師提問。

　　師：機器貓就是一種虛擬的機器人，它非常能干，可以幫助小主人公完成很多心愿。這些就是靠它靈巧的雙手完成的。今天，就讓我們來繼續學習學生機器人的小器官是怎么樣變出“大神奇”的。

　　（板書課題）

　　設計意圖：以“有知”喚醒“無序”，從實物入手，幫助學生克服學習新知識的恐懼心理。

　　2、新授一：學習機器人的“主要器官”（第一課時）

　　師：機器貓非常靈活，它是小主人公的好朋友，請你觀察下它，看看它是怎么樣讓小主人

　　知道它的喜怒哀樂的呢？

　　（播放機器貓的視頻片斷）

　　（學生討論）

　　師：請回答下面一組問題：

　　（1）機器人的“表情”部件有哪些？

　　（2）機器人的“感覺”部件有哪些？

　　（3）在機器貓的身上找一找，它們都藏在哪里了呢？

　　（學生回答問題，接合課本內容，并討論）

　　（觀察多組學生機器人的照片，介紹機器人的主要器官組成，有條件的情況下，可讓學生動手觸摸學生機器人）

　　設計意圖：用學生較為熟悉的實物作為切入口，幫助學生完成知識的遷移；在真實的環境中完成學習的環節。

　　３、新授二：了解傳感器的主要功能（第二課時）

　　師：機器貓可以完成很多復雜的工作，神奇極了，在現實的學生機器人身上，也能有這樣的神奇。不過，它們運動的時候，可不是像我們人類一樣，用手腳來運動，而是通過一個特別重要的器官來實現的，它就是――傳感器！讓我們一起來看看這個神奇的器官！

　　（學生看書，閱讀相關的章節）

　　（教師輔導巡視）

　　知識小問答：

　　（1）傳感器相當于人類的什么器官呢？

　　（2）傳感器分為哪幾種類型呢？

　　（3）每種類型的工作動力是什么呢？

　　（4）為什么機器人一定要有傳感器呢？

　　（學生分小組討論）

　　師：結合實物進行詳細的講解。

　　（學生觀察）

　　注意：此處學生適應有一定難度，教師可接合課件中的圖片進行詳細的講解，幫助學生適應過程。根據不同的生源特點，教師要采用不同的進度和頻率，保證學生的學習效果。

　　設計意圖：在理解、完成上個任務的基礎上，再次提升任務的難度，讓學生在此中領略知識的快感；將復雜的知識細化，幫助學生梳理已有的知識體系；用客觀形象來加深學生的理解；讓學生有機會和老師進行接觸，避免過于單調的學習交流。

　　4、總結與評價

　　師：今天我們學習了學生機器人的重要的器官傳感器，在后面的學習中，我們要常常接觸到它們，今天的機器人之所以能這么靈活，也和它有著密切的關系。除了教材中介紹的知識以外，傳感器還有很多種類，請回家查找資料。

　　設計意圖：幫助學生拓展知識面。

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