有趣的超声波传感器教学设计郝劲峰样本

综合实践研究性学习

开展创新性活动品位创新高兴

《有趣超声波传感器》

北京市丰台区丰台第五小学

郝劲峰

一、指引思想与理论根据

（一）指引思想

综合实践总目的是密切学生与生活联系,推动学生对自然、社会和自我之内在联系整体结识与体验，发展学生创新能力、实践能力以及良好个性品质。

（二）理论根据

1. 坚持学生自主选取和积极参加,发展学生创新精神和实践能力

综合实践活动实行要以学生直接经验或体验为基本，将学生需要、动机和兴趣置于核心地位,充分发挥学生积极性和积极性,勉励学生自主选取活动主题,积极开展活动,在活动中发展创新精神和实践能力。

2. 面向学生完整生活领域,为学生提供开放个性发展空间

综合实践活动实行是面向学生完整生活领域，引领学生走向现实社会生活，增进学生与生活联系，为学生个性发展提供开放空间。

3. 注重学生亲身体验和积极实践，增进学习方式变革

综合实践活动实行强调学生乐于探究、勤于动手和敢于实践，注重学生在实践性学习活动过程中体验和感受，规定学生超越单一接受学习，亲身经历实践过程，体验实践活动，实现学习方式变革。

二、教材分析

1.教学内容：

《有趣超声波传感器》是我校自主开发机器人校本课程中四年级某些。本课共分为两学时，第一学时，学生学习结识超声波概念，理解超声波传感器测距原理，并可以使用超声波进行实际距离测量。本节课重点在与超声波在程序中应用，通过超声波等待模块使用来实现自动停车，机器人避障效果，让学生感受程序与传感器共用所带来神奇与乐趣。

2.知识背景：

（1）声波：发声体产生振动在空气或其她物质中传播叫做声波。依照震动频率及人耳朵可以听到范畴分为次声波（震动频率20赫兹一下），声波（震动频率在20-0赫兹之间），超声波（震动频率在0赫兹以上）

（2）超声波：声音震动频率在0赫兹以上，超过人耳朵可以听到范畴声波。超声波具备良好指向性、传导性。

（3）超声波传感器：将超声波信号转换成其她能量信号（普通是电信号）传感器。，多用于测距、医疗检查、金属探伤、雷达等设计，为人们工作和生活提供了以便。

作为教师，选取活动载体，一定要既具备普遍性，同步又可以突显出教诲目的。在活动过程中，学生重要精力应放在对办法掌握和运用上，尽量避免过难知识对重要教学目的达到产生较大干扰和阻碍。本次活动方案选取“超声波”作为活动载体，有两层含义：从生活中看，超声波是声音一种，源于学生生活；从科学上看超声波又具备诸多有神奇特性，激发学生对科学兴趣和求知欲。

三、学情分析

本课是四年级活动内容，学生具备一定创新精神和实践能力。在进行这一课前，学生已经掌握了机器人基本知识与技能，对机器人搭建和程序编写有了一年基本，并理解结识了超声波概念及测距原理，并可以使用超声波传感器进行对的测距。

我校地处丰台腹地，就将机器人引入学校，学校有丰富科技活动，学生受学校家庭熏陶和环境影响，从小就有强烈好奇心、创造能力和参加意识。

四、教学流程示意图

复习超声波传感器测距原理

挑战任务一：自动刹车机器人超声波等待模块初步使用

五、教学目的

1.理解超声波测距原理

2.可以使用超声波传感器测量距离，并结识理解超声波在生活中应用

3.掌握超声波传感器等待模块应用，并运用此模块设计相应程序实例

4.养成严谨求实研究作风，培养学生善于思考、积极解决问题科学精神。

六、教学重难点

教学重点：本课重点是超声波传感器应用原理及等待模块使用，规定学生可以纯熟使用超声波传感器等待模块完毕课堂中最后避障机器人调试。

教学难点：超声波传感器等待模块理解，学生此前所学习都是顺序程序，超声波传感器等待模块可以以为是分支程序另一种形式，即当条件达到后如何执行，当条件未达到时如何执行，学生如何理解是本课核心。

七、教具准备

乐高公司生产EV3教诲机器人，它是一套具备很高科技含量智能化科学教诲系统。特点是用计算机编程，单板机控制，各种传感器，电动机、灯泡、喇叭输出智能化系统。课堂中每一种小组使用一套包括700各种积木零件及各种传感器教学材料。

当前学生不缺少创新精神，而她们少是将创新思路转变为实际物品载体，而乐高机器人中种类繁多零部件就可以较好地达到学生将设想转为实际目。使用乐高，“只有想不到，没有做不到。”

电教设备：计算机、视频投影、实物展台。

九、教学过程

实现学生自主成长思路与办法

一、导入

问题导入，咱们在上一节课对超声波传感器有了一种初步结识理解。其中超声波传感器一种最重要功能就是测量距离，郝教师前几天带领机器人小组同窗刚参加完创客竞赛,她们做了一种自动升降吸取台，人们观测一下，这个自动升降洗手台可以依照来人身高自动调节洗手台高度，那么你观测一下它最上面超声波传感器可以起什么作用？它工作原理是什么呢？

二、新授

咱们运用超声波传感器测距功能可以实现诸多故意思程序设计。今天咱们就一起尝试体验一下超声波传感器神奇.

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任务一：自动刹车机器人

在咱们生活中超声波传感器应用非常广泛，最常用例如咱们汽车倒车雷达，当汽车倒车时候它可以协助检测后方障碍物，通过声音做出提示。

汽车安全配备中当前浮现了一种非常人性化高科技配备，并且已经开始广泛配备在咱们家用汽车上，那就是自动刹车系统，当检测到前方有障碍物时就能自动刹停。车头前方也安装了一种类似超声波传感器设备，时刻监测前方状况，一旦前方浮现了障碍物，它就可以协助你把车刹停！

它是如何实现呢？咱们今天就通过咱们机器人来体会这一神奇功能。

教师出示任务一：制作自动刹车机器人，规定机器人迈进，在障碍物前20厘米处停车。

教师黑板演示:

黑板右侧画一种长方形障碍物，教师拿机器人为学生演示机器人行进过程，一边演示一边出示板书：

1、机器人一方面要迈进，这次迈进还是一圈两圈吗？不是，是始终迈进，因此一会咱们所使用模块是移动转向模块中启动。板书出示：：→迈进

2、机器人在迈进过程中始终要等待超声波传感器来检测前方障碍物距离。板书出示：→等待超声波检测距离

3、机器人始终向前走，当距离障碍物距离不大于安全距离时，（板书虚线，作为安全距离），停止，使用移动转向模块选取关闭。

教师演示，拖动一种移动转向模块，选取启动。引导学生应当是始终往前走，等待超声波检测到前方障碍物。因此移动转向模块设立为启动。

今天咱们将学习一种新模块，等待模块，在流程控制选项卡中，有一种小沙漏，它叫做等待模块，可以等待时间，例如说咱们大眼睛持续显示5秒，也可以是等待某种条件，如今天咱们将要选取超神波传感器—比较—距离