《第2節(jié) 垃圾的識(shí)別》名師教案 - 第2課時(shí)

學(xué)而優(yōu)教有方課題垃圾的識(shí)別（第2課時(shí)）“識(shí)別垃圾”傳感器的工作原理單元二單元學(xué)科信息技術(shù)年級(jí)六年級(jí)學(xué)習(xí)目標(biāo)【核心素養(yǎng)】信息意識(shí)：能根據(jù)解決問(wèn)題的需要，認(rèn)識(shí)和了解機(jī)器人。具有自主動(dòng)手解決問(wèn)題，掌握核心技術(shù)的意識(shí)。能合理利用信息真誠(chéng)友善地進(jìn)行表達(dá)。計(jì)算思維：在教師指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，體驗(yàn)機(jī)器人對(duì)生活帶來(lái)的便利。能嘗試搜索、驗(yàn)證解決問(wèn)題的過(guò)程，反思、優(yōu)化解決問(wèn)題的方案，并將其遷移運(yùn)用與解決其他問(wèn)題。將知識(shí)建構(gòu)、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入信息技術(shù)核心素養(yǎng)之中。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：在日常學(xué)習(xí)與生活中，具有創(chuàng)新創(chuàng)造活力，能積極主動(dòng)運(yùn)用信息科技高效地解決問(wèn)題，并進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)。能根據(jù)學(xué)習(xí)需求，利用信息科技獲取、加工、管理、評(píng)價(jià)、交流學(xué)習(xí)資源，開展自主學(xué)習(xí)和合作探究。信息社會(huì)責(zé)任：能理解信息科技給人們學(xué)習(xí)、生活和工作帶來(lái)的各種影響，具有自我保護(hù)意識(shí)和能力；自覺(jué)遵守信息科技領(lǐng)域的價(jià)值觀念、道德責(zé)任和行為準(zhǔn)則，形成良好的信息道德品質(zhì)，不斷增強(qiáng)信息社會(huì)責(zé)任感。知道并遵守信息技術(shù)課堂規(guī)范，養(yǎng)成良好的操作計(jì)算機(jī)習(xí)慣。重點(diǎn)學(xué)習(xí)“識(shí)別垃圾”傳感器的工作原理；了解灰度傳感器的工作原理；會(huì)正確連接灰度傳感器；會(huì)添加灰度傳感器模塊；難點(diǎn)會(huì)為灰度傳感器編寫測(cè)試程序；能通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)不同顏色灰度檢測(cè)數(shù)值；了解紅外避障傳感器工作原理、特點(diǎn)；能根據(jù)流程圖來(lái)編寫LED顯示垃圾類型程序。教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖教學(xué)設(shè)計(jì)一、新課導(dǎo)入1、情景展示。什么是傳感器？你對(duì)傳感器了解多少？傳感器在垃圾分類中如何應(yīng)用？2、揭示課題。本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)“識(shí)別垃圾”傳感器的工作原理。二、知識(shí)積累，學(xué)一學(xué)很多傳感器都具有分辨顏色的功能，比如灰度傳感器，下面來(lái)了解灰度傳感器的工作原理。傳感器先發(fā)射光線照射物體，不同顏色物體反射光線強(qiáng)度不同，再檢測(cè)物體反射光線強(qiáng)度，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，就可以根據(jù)信號(hào)強(qiáng)弱來(lái)分辨顏色了。如圖2-2-6所示?；叶葌鞲衅鞯耐庥^多種多樣，但工作原理相同。都具有發(fā)射管和接收管，發(fā)射管發(fā)出的光線一般是可見光，工作時(shí)我們可以觀察到發(fā)射管發(fā)出的光線。如圖2-2-7所示。1、硬件連接灰度傳感器采集的數(shù)據(jù)是模擬量，只能選擇一個(gè)模擬信號(hào)輸入接口（A0-A5）進(jìn)行連接。如圖2-2-8所示。2、添加模塊我們需要在Mind+中添加傳感器模塊，如圖2-2-9所示。請(qǐng)打開Mind+軟件，添加傳感器模塊。3、編寫程序?yàn)榛叶葌鞲衅骶帉憸y(cè)試程序，如圖2-2-10所示。4、記錄數(shù)據(jù)灰度傳感器需要靠近檢測(cè)目標(biāo)，離物體表面約1-2厘米是最佳距離。如圖2-2-11所示。灰度傳感器對(duì)光線比較敏感，所以在進(jìn)行測(cè)試時(shí)需要避免其他光線干擾。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，你們小組的黑色和白色測(cè)量值的平均值是多少？5、顏色判斷我們測(cè)量得到了黑、白色的灰度值以后怎么來(lái)區(qū)分兩者呢？如果僅區(qū)分黑白兩種顏色，可以用兩者的平均值作為一條分界線。檢測(cè)值在平均值以上，判斷為白色，在平均值以下，判斷為黑色。如圖2-2-13所示。用語(yǔ)言描述一種策略有時(shí)非常困難，可以用流程圖來(lái)表示。流程圖由框圖和箭頭組成，可以直觀表示策略的順序和步驟，理清思路，對(duì)編寫程序有很大幫助。如圖2-2-14所示。下面根據(jù)流程圖來(lái)編寫程序?；叶葌鞲衅骶拖裱劬σ粯?，機(jī)器人裝上灰度傳感器．就能識(shí)別不同的垃圾。情景展示：爺爺：傳感器的安裝位置不同，機(jī)器人工作的可靠程度也可能不同，程序一定要根據(jù)結(jié)合硬件安裝方式、機(jī)械結(jié)構(gòu)等情況來(lái)編寫。歡歡：哪種安裝方式更合理呢？爺爺：向下垂直安裝更合理一些。這樣可以做到盡量避免光線對(duì)傳感器的干擾，還固定了傳感器的工作距離，避免了因小車運(yùn)動(dòng)位置不同，造成的檢測(cè)距離不一致。三、技能學(xué)習(xí)，試一試如何判斷機(jī)器人前方是否有垃圾？當(dāng)機(jī)器人判斷前方是否有垃圾時(shí)，需要增加傳感器，紅外避障傳威器是很好的選擇。紅外避障傳感器的主要用途是檢測(cè)前方有無(wú)障礙物，工作原理和灰度傳感器有些類似，但使用特定波長(zhǎng)的紅外線，抗干擾性較強(qiáng)。當(dāng)前方有障礙物時(shí)，物體反射紅外光線，被接收管按收到，形成信號(hào)輸出。在Mind+中，可以用“讀取數(shù)字引腳”來(lái)獲取紅外避障傳感器的檢測(cè)結(jié)果。編寫下面程序，并試一試，填寫結(jié)果。四、拓展延伸，試一試?yán)R(shí)別之后需要將識(shí)別結(jié)果顯示出來(lái)，所以需要選擇一種執(zhí)行模塊來(lái)完成顯示任務(wù)。發(fā)光二極管也叫LED，常用來(lái)當(dāng)作指示燈，有單色、雙色、三色等等。為了顯示“可回收垃圾”“不可回收垃圾”“沒(méi)有垃圾”三種任務(wù)狀態(tài)，可以選用三色LED模塊來(lái)完成顯示任務(wù)。如圖2-2-23所示。根據(jù)流程圖來(lái)編寫LED顯示垃圾類型程序，得到下面的程序。情景展示：爺爺：這里連續(xù)使用了兩個(gè)條件判斷，形成三條分支，同學(xué)們可以對(duì)照流程圖來(lái)理解。歡歡：準(zhǔn)備工作已經(jīng)全部做好了，現(xiàn)在來(lái)嘗試挑戰(zhàn)完成垃圾回收識(shí)別任務(wù)吧。五、課堂小結(jié)通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？遇到了哪些困難？是怎么解決的？還有哪些困惑？你還有什么發(fā)現(xiàn)？六、作業(yè)布置預(yù)習(xí)下一課。觀看了解了解學(xué)習(xí)練習(xí)學(xué)習(xí)操作練習(xí)操作練習(xí)操作練習(xí)交流表達(dá)預(yù)習(xí)下一課創(chuàng)設(shè)趣味的學(xué)習(xí)情境，更能激發(fā)學(xué)生的興趣；了解本節(jié)課學(xué)習(xí)任務(wù)培養(yǎng)傾聽習(xí)慣培養(yǎng)傾聽習(xí)慣培養(yǎng)動(dòng)手能力培養(yǎng)動(dòng)手能力培