1、第 1 页 共 3 页 用计算机做科学实验超声波的秘密案例用计算机做科学实验超声波的秘密案例设计设计 一、教材分析一、教材分析 用计算机做科学实验超声波的秘密是初中信息技术 makeblock 拓展课第一课，是在学生学习并 掌握了 makeblock 基础知识后的一项重要内容，本课主要包括超声波的原理、躲避障碍物时临界点的调 试与把握。因此本节课是扩展，对于后续悬崖检测、巡线传感器等有着承上启下的重要作用。本课笔者 用了 4 个例子，学习如何用超声波传感器来测距，体验超声波在现实生活中的作用。 二、学情分析二、学情分析 存在优势 1.八年级学生经过 makeblock 基础课的学习，对 mak
2、eblock 基础操作已经有了初步的掌握， 能够运用所学的知识对小车进行简单操作。 2.超声波源于生活的情境问题，学生根据已有知识比较容易迁移。 可能劣势 1.学生平时很少接触 mBot 小车，对于操作不熟练。 2.每周一课，课时不足，学生对于知识的理解不够透彻。 三、教学目标三、教学目标 软件目标 1.复习外观类型积木中的，说 2.掌握数字与逻辑类型积木中，将变量四舍五入语句的使用方法。 3.掌握“如果，那么，否则”语句的使用方法。 4.学会使用判断语句与等待语句相结合，设置触发事件。 硬件目标 1.了解超声波传感器的工作原理。 2.学会使用超声波传感器判断 mBot 前方是否有障碍物。 3
3、.巩固使用板载按钮作为 mBot 前进的启动键。 4.掌握躲避障碍物时，临界点的调试与把握。 素养目标 信息意识：信息意识：通过超声波传感器监测的数值来识别是否有行人过马路，是否碰到障碍物，学 生要能够分析判断哪些信息是对该事件起影响作用的，哪些是不可靠的需舍弃的，还要能 对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考，同时要能够与团队成员共享 信息，实现信息的价值最大化。 计算思维：计算思维：重点培养学生的计算思维能力，通过虚拟环境，界定问题，抽象特征，建立结 构模型，合理组织数据，通过判断、分析和综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决 问题的方案。 数字化学习与创新：数字化学习与创
4、新：基于 makeblock 软件、mBot 小车来开展学习研究的，学生通过开展自 主学习，协同工作与知识分享，适应数字化学习环境，养成创新的习惯。 信息社会责任信息社会责任：通过学习研究，使学生具有信息安全意识，能够遵守信息法律法规，信守 信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范。 四、重点难点四、重点难点 重点 1.学会使用超声波传感器判断 mBot 前方是否有障碍物。 2.掌握“如果，那么，否则”语句的使用方法。 第 2 页 共 3 页 难点 1.了解超声波传感器的工作原理。 2.掌握躲避障碍物时，临界点的调试与把握。 五、教学准备五、教学准备 mBot 小车、“迷宫
5、”场景、课件、微课、练习 六、教法学法六、教法学法 教法 1.任务驱动：激发和保持学生的学习兴趣。 2.重点讲解：帮助学生全面、深刻、准确地掌握知识点。 3.分层教学：适应不同学生的知识技能水平。 4.个别指导：缩小学生间的差距。 学法 自主学习、示范促进、小组合作 七、教学过程七、教学过程 教学环节教学环节 教师活动教师活动 学生活动学生活动 设计意图设计意图 课前游戏 玩一玩：玩一玩： 演示僵尸跳小游戏 分小组体验游戏。 在玩游戏过程中体验超声波测距。 微课引入 初试测距 看一看：看一看： 播放回声定位微课。 引出课题 超声波的秘密 学生观看。 结合实际生活引出主题， 用蝙蝠发 出的超声波
6、引出回声定位， 激发学 生的探索欲望。 播放 超声波原理 微课。 分析超声波原理。 学生观看并思考。 通过微课将超声波原理通过图画 形式讲解，生动自然。 布置任务：说超声波值布置任务：说超声波值 读一读：读一读：通过熊猫说的形 式，在舞台上实时显示外 接超声波传感器的值。 操作分析：结合学生操作 分析流程、代码 带着问题进行试验探究。 Q1： 超声波模块之前的障碍 物离他越近， 这个数值越 （） Q2：mBot 小车到天花板的 距离是（） Q3： 为什么要用 “四舍五入” 积木块 让学生初步尝试， 了解超声波传感 器的工作原理。 复习外观类型积木中的，说。 掌握数字与逻辑类型积木中， 将变 量
7、四舍五入语句的使用方法。 实验探究 礼让行人 想一想：想一想： 情境引入（机动车礼让） 学生思考并回答。 学会使用超声波传感器判断 mBot 前方是否有障碍物。 掌握“如果，那么，否则”语句的 使用方法。 布置任务：礼让行人布置任务：礼让行人 停一停：停一停： mBot 以一定速度 前进，当前方遇到障碍物 时，自动停止前进。 操作分析：结合学生操作 分析流程、代码 带着问题进行试验探究。 Q1： 在 mBot 与前方物体距 离大于 10cm 之前， 小车 （） Q2：“如果，那么，否则” 语句能否实现效果 Q3：修改脚本，使得 mBot 在前方障碍物移除后能继 续前进。 解决问题 布置任务：穿
8、越迷宫布置任务：穿越迷宫 带着问题进行试验探究。 巩固使用板载按钮作为 mBot 前进 第 3 页 共 3 页 穿越迷宫 走一走：走一走： mBot 在板载按钮 按下后启动，以一定速度 前进，当前方有障碍物时 mBot 右转躲避； 当前方没 有障碍物时 mBot 保持前 进。 操作分析：结合学生操作 分析流程、代码 Q1：修改 “02-礼让行人” 脚本， 使用积木， 实现躲避 障碍物的功能。 Q2：改变 mBot 遇到障碍物 的动作， 使 mBot 遇到障碍 物时先后退再掉头。 的启动键。 学会使用判断语句与等待语句相 结合，设置触发事件。 布置任务：穿越迷宫升级布置任务：穿越迷宫升级 走一走
9、：走一走：多分支。 操作分析：结合学生操作 分析流程、代码 带着问题进行试验探究。 小组作品展示。 掌握躲避障碍物时， 临界点的调试 与把握。 通过升级任务，实现分层教学。 实验演示 倒车雷达 演示实验：倒车雷达演示实验：倒车雷达 退一退：退一退：距离越近，红灯 亮的越快，声音越急促。 学生思考并探究。 进一步掌握超声波的原理， 并了解 超声波传感器、RGB 灯、蜂鸣器 的组合编程。 现实应用 归纳小结 说一说：说一说：同学们说一说超 声波在生活中的应用？ 归纳本节课所学内容。 学生回答（预设） 扫地机器人 多普勒超声诊断 超声波流量计 声呐、无人驾驶 通过回顾本课知识技能，巩固知 识。 八、
10、本课特色八、本课特色 1.8 个一：玩一玩、看一看、读一读、想一想、停一停、走一走、退一退、说一说突破重难点。 2.通过第 2 个走一走，学的较快的小组可以进行尝试，关注学优，注重分层。 3.加强个别指导，同学互助，小组合作。 九、教学反思九、教学反思 1.在任务完成过程中通过课堂观察发现这样的与真实生活结合并且包含螺旋上升的多任务的项目更能激 发学生的学习兴趣和合作能力。例如：个别同学每节课基本上都不好好合作，但是在完成这个任务的过 程中的确进行了很好的合作； 2. 在结课后，通过让学生填写的用计算机做科学实验课堂效果调查问卷得出，有 70%的学生认为最喜欢 的案例中包括“走出迷宫”任务，并通过课堂观察，以及对学生的访谈，得出类似“无人驾驶”项目提 供的螺旋上升的任务，可以促进学生之间的合作，很好地避免了组内部分同学“搭便车”的现象，并能 够使不同基础的学生都参与其中，真正实现了以学生为中心的课堂教学。
