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蘇教版小學(xué)信息技術(shù)《第15課傳感器》教案
教案包括教材簡(jiǎn)析和學(xué)生分析、教學(xué)目的、重難點(diǎn)、教學(xué)準備、教學(xué)過(guò)程及練習設計等。下面是小編收集整理的蘇教版小學(xué)信息技術(shù)《第15課傳感器》教案，希望大家喜歡。
�。劢虒W(xué)目的與要求］
1、學(xué)習學(xué)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(xué)會(huì )正確對待傳感器的工作方式。
6、激發(fā)對學(xué)生機器人這一信息媒體的學(xué)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(xué)習建立合適的實(shí)踐渠道。
�。壅n時(shí)安排］
建議安排2課時(shí)。
�。劢虒W(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)］
1、重點(diǎn)：學(xué)習學(xué)生機器人的“主要器官”。
2、難點(diǎn)：理解傳感器的功能。
�。劢滩姆治雠c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(diǎn)章節，起到承上啟下的作用。傳感器的學(xué)習在小學(xué)信息技術(shù)階段有著(zhù)重要的意義，是學(xué)生理解學(xué)生機器人原理、設計學(xué)生機器人運動(dòng)的重要環(huán)節，對促發(fā)學(xué)生的整體概念形成有著(zhù)舉足輕重的作用。
本課教學(xué)的重點(diǎn)內容在于讓學(xué)生了解傳感器的原理和功能，促進(jìn)學(xué)生的知識遷移。本課是前面知識的總結和提高，也是今后學(xué)習的基礎。
2、教學(xué)方法指導
�。�1）本課是練習學(xué)生創(chuàng )新能力的實(shí)踐課，要求學(xué)生盡可能多地使用本單元學(xué)習的技術(shù)。
�。�2）教師應該事先準備好學(xué)生制作機器人所需的素材、傳感器實(shí)物等。
�。�3）本節課的關(guān)鍵是“評價(jià)與共享”，這既是指技術(shù)上的評價(jià)，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(shí)間，交流部分是本節課的難點(diǎn)，既要運用準確的語(yǔ)言介紹作品，又要給予充分的時(shí)間讓學(xué)生接觸實(shí)物。
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傳感器是機器人和現實(shí)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(xué)傳感器（顧名思義就是對光產(chǎn)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(jiǎn)單的光敏電阻，就是光強度的大小改變電阻的阻值從而實(shí)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(dòng)過(guò)程中必不可少的傳感器，通過(guò)它，目前我們可以獲得機器人的在移動(dòng)過(guò)程中與前面障礙物之間的距離，當然這距離非常短。不過(guò)，對于我們的機器人來(lái)說(shuō)，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(méi)有紅外發(fā)射器，只有一個(gè)紅外接受單元，由被測物體發(fā)出紅外信號。一般用來(lái)做熱感應用，比如人走近或者動(dòng)物走進(jìn)這樣的傳感器時(shí)，它就會(huì )產(chǎn)生信號。在生產(chǎn)安全領(lǐng)域用的比較多。對于我們嗎，最多就是有人走進(jìn)的時(shí)候能夠作為一種感知手段來(lái)讓機器人獲得：“哇，有個(gè)發(fā)紅外線(xiàn)的家伙沖我走過(guò)來(lái)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(chǎng)產(chǎn)品有美國卡耐基—梅隆大學(xué)開(kāi)發(fā)的CMU—Camera套裝，但是價(jià)格較為昂貴。但是如果我們不用他們的套裝，自己開(kāi)發(fā)的話(huà)，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(lái)檢測碰撞或者接觸信號的，比如機械手的應用，當你放一個(gè)東西到機械手的時(shí)候，機械手自動(dòng)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(dòng)開(kāi)關(guān)和壓敏傳感器。微動(dòng)開(kāi)關(guān)其實(shí)就是一個(gè)小開(kāi)關(guān)，通過(guò)調節開(kāi)關(guān)上的杠桿長(cháng)短，能夠調節觸動(dòng)開(kāi)關(guān)的力的大小。用來(lái)做碰撞檢測這是最好不過(guò)了。但是這種傳感器必須事先確定好力的閥值，也就是說(shuō)只能實(shí)現硬件控制。而壓敏傳感器是能根據受力大小，自動(dòng)調節輸出電壓或者電流，從而可以實(shí)現軟件控制。
聲覺(jué)傳感器：
目前最多的也就是麥克風(fēng)了。主要的問(wèn)題是如何處理聲音信號。當前沒(méi)有一個(gè)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(gè)范圍的探測而不是一條線(xiàn)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(tài)傳感器：
機器人在移動(dòng)或者動(dòng)作的時(shí)候必須時(shí)時(shí)刻刻知道自己的姿態(tài)動(dòng)作，否則就會(huì )產(chǎn)生控制中的一個(gè)開(kāi)環(huán)問(wèn)題，沒(méi)有反饋。位置傳感器和姿態(tài)傳感器就是這個(gè)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(dòng)，通過(guò)計算電機轉的圈數，可以得出電機帶動(dòng)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(dòng)部件直接連接，電機或者轉動(dòng)部件轉了多少圈或者角度能夠通過(guò)編碼器讀出，控制軟件再根據讀出數據進(jìn)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(dòng)機器人的移動(dòng)加速度，轉過(guò)的角度等信息。
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1、引入
師：同學(xué)們，你們喜歡《機器貓》嗎？你最喜歡其中的哪個(gè)人物或一段故事情呢？
生：回答老師提問(wèn)。
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(lái)繼續學(xué)習學(xué)生機器人的小器官是怎么樣變出“大神奇”的。
�。ò鍟�(shū)課題）
設計意圖：以“有知”喚醒“無(wú)序”，從實(shí)物入手，幫助學(xué)生克服學(xué)習新知識的恐懼心理。
2、新授一：學(xué)習機器人的“主要器官”（第一課時(shí)）
師：機器貓非常靈活，它是小主人公的好朋友，請你觀(guān)察下它，看看它是怎么樣讓小主人
知道它的喜怒哀樂(lè )的呢？
�。úシ艡C器貓的視頻片斷）
�。▽W(xué)生討論）
師：請回答下面一組問(wèn)題：
�。�1）機器人的“表情”部件有哪些？
�。�2）機器人的“感覺(jué)”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？
�。▽W(xué)生回答問(wèn)題，接合課本內容，并討論）
�。ㄓ^(guān)察多組學(xué)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(xué)生動(dòng)手觸摸學(xué)生機器人）
設計意圖：用學(xué)生較為熟悉的實(shí)物作為切入口，幫助學(xué)生完成知識的遷移；在真實(shí)的環(huán)境中完成學(xué)習的環(huán)節。
�。�、新授二：了解傳感器的主要功能（第二課時(shí)）
師：機器貓可以完成很多復雜的工作，神奇極了，在現實(shí)的學(xué)生機器人身上，也能有這樣的神奇。不過(guò)，它們運動(dòng)的時(shí)候，可不是像我們人類(lèi)一樣，用手腳來(lái)運動(dòng)，而是通過(guò)一個(gè)特別重要的器官來(lái)實(shí)現的，它就是――傳感器！讓我們一起來(lái)看看這個(gè)神奇的器官！
�。▽W(xué)生看書(shū)，閱讀相關(guān)的章節）
�。ń處熭o導巡視）
知識小問(wèn)答：
�。�1）傳感器相當于人類(lèi)的什么器官呢？
�。�2）傳感器分為哪幾種類(lèi)型呢？
�。�3）每種類(lèi)型的工作動(dòng)力是什么呢？
�。�4）為什么機器人一定要有傳感器呢？
�。▽W(xué)生分小組討論）
師：結合實(shí)物進(jìn)行詳細的講解。
�。▽W(xué)生觀(guān)察）
注意：此處學(xué)生適應有一定難度，教師可接合課件中的圖片進(jìn)行詳細的講解，幫助學(xué)生適應過(guò)程。根據不同的生源特點(diǎn)，教師要采用不同的進(jìn)度和頻率，保證學(xué)生的學(xué)習效果。
設計意圖：在理解、完成上個(gè)任務(wù)的基礎上，再次提升任務(wù)的難度，讓學(xué)生在此中領(lǐng)略知識的快感；將復雜的知識細化，幫助學(xué)生梳理已有的知識體系；用客觀(guān)形象來(lái)加深學(xué)生的理解；讓學(xué)生有機會(huì )和老師進(jìn)行接觸，避免過(guò)于單調的學(xué)習交流。
4、總結與評價(jià)
師：今天我們學(xué)習了學(xué)生機器人的重要的器官傳感器，在后面的學(xué)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(zhù)密切的關(guān)系。除了教材中介紹的知識以外，傳感器還有很多種類(lèi)，請回家查找資料。
設計意圖：幫助學(xué)生拓展知識面。
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