初中信息技术人教版（2024）八年级全一册环境数据要感知教学设计

这是一份初中信息技术人教版（2024）八年级全一册环境数据要感知教学设计，共12页。教案主要包含了教学目标分析，教学内容及重点，教学过程设计等内容，欢迎下载使用。
年级：八年级
课时：45分钟
一、教学目标分析
知识与技能
能够识别常见传感器，说出其在生活中的应用场景。
掌握使用智能终端、传感器产品、物联实验设备获取环境数据（以声音数据为例）的方法。
3. 理解简单的传感器数据采集的代码含义。
过程与方法
1. 通过体验不同方式获取环境数据，提升实践操作能力和问题解决能力。
2. 在分析数据过程中，培养逻辑思维和归纳总结能力。
情感态度价值观
1. 激发对传感器技术的兴趣，培养探索精神和创新意识。
2. 增强对环境数据监测重要性的认识，提升环保意识。
二、教学内容及重点
教学重点
1. 体验多种传感器获取环境数据的过程，感受传感器在生活中的实际应用。
2. 掌握利用不同设备检测环境声音的操作方法。
教学难点
1.理解传感器工作原理，尤其是复杂传感器（如加速度传感器、位置传感器等）。
2.学会分析实验数据，总结传感器特性。
三、教学过程设计
教学过程
教学内容
教学方法
情景导入
（10分钟）
师：同学们，我们常常会遇到这样的问题：当周围噪音纷扰，或是需要捕捉特定声响时，该如何精准知晓声音状况呢？作为感知环境数据的利器，声音传感器能敏锐捕捉声音信号，转化为可分析的数据。从它开始，让我们正式走进本节课《环境数据要感知》，一同探寻环境数据感知的奇妙之旅。

师：本节课我们将学习使用智能终端、传感器产品、使用物联实验设备开展实践。

师：如图为用于环境数据感知的智能终端，正面有按键A、按键B、RGB LED、OLED、麦克风、光线传感器等，其中麦克风可采集声音值、光线传感器可采集光照强度数据；反面有按键A、按键B、USB接口等，含ESP32主控、其中磁场传感器能测量磁场强度，可通过这些组件开展环境数据感知实践。

师：我们可以利用智能终端上的六轴加速度传感器测量电梯运行速度。

师：也可以通过该传感器来测量振子运动。

问题导向学习
新课教学
知识点一：使用智能终端检测当前环境中的声音
（8分钟）
师：下面我们一起进入学习活动1，使用智能终端检测当前环境中的声音。利用智能终端检测声音，放置后观察环境数据,再观察发声及捂住麦克风时数据变化。

师：在应用商店里，使用智能终端检测声音的软件较多，可通过搜索“分贝”、“声音”等关键词查找测量噪声的软件。这些软件借助智能终端麦克风采集环境声音，经计算转化为声音分贝值。

师：这里我们任选其一进行实验演示：第一步：启动如“Physics Tlbx Sensr Suite”这类具备检测声音功能的软件，随后把智能终端置于选定的测量位置，进而观察当前环境中的声音数据。

师：第二步：在完成第一步放置智能终端并观察初始环境声音数据后，此时通过拍手、说话或唱歌等发声行为，来观察智能终端上声音数据的动态变化情况，直观感受声音信号的改变。

师：第三步：需先确定智能终端麦克风位置，然后用手捂住，在此过程中观察并记录声音数据的变化情况。

师：生活中也有诸多含传感器的产品，不少能直接利用传感器感知功能并显示结果，如气体测试仪，甲醛测试仪，亮度计，水质测试笔，噪声测试仪，血压计，血糖仪，血氧仪，拉力测试仪，网线测试仪等多种设备。

讲授法
实践学习
新课教学
知识点二：使用智能终端检测当前环境中的声音（8分钟）
师：学习了使用智能终端检测环境声音相关内容，现在进入新的学习活动2，使用专门的噪声测试仪检测当前环境中的声音。先开启噪声测试仪，放置在选定位置并保持稳定，然后记录当前环境声音数据。

师：我们来思考：噪声检测仪有什么功能？集成了几种传感器？这些传感器可以检测哪些数据？
生：该设备具备检测环境声音值的功能，集成了声音传感器，能测量声音强度数据。

讨论法
合作学习
讲授法
新课教学
知识点三：使用物联实验设备检测环境中的声音（8分钟）
师：了解到物联实验设备的好处，现在我们来学习使用物联实验设备检测环境中的声音。步骤如下：
1.连接主控板与计算机。
2.把采集环境中声音数据的程序烧录到主控板。
3.在主控板显示屏上查看并记录声音数据。如果有噪声测试仪或智能终端中有检测声音的软件，也记录它们获取的声音数据。
4.用手完全遮住声音传感器,观察数据是否变化，并记录数据。
5.正常说话，查看并记录数据。
6.靠近声音传感器,拍一次手,查看并记录数据。
7.对比记录的数据，找出最大值和最小值。

师：本实验活动需要用到的物联实验设备是一块主控板。

实验步骤：
（1）第一步：编写程序（图形化）
打开mPythn软件，单击mPythn的“教程”→教程案例→义务教育指南八年级代码→图形化程序→第一单元→第3课 环境数据要感知→学习活动3.mxml。主循环中，首先初始化板载声音传感器，获取其声音值并存储在变量“sund_value”中，随后将“声音响度:”与变量“sund_value”的值一起转为文本，在显示屏显示，实现持续实时展示声音响度数据。

代码版如图所示。

（2）第二步：单击mPythn的刷入，将程序下载到主控板中。
（3）第3步：功能测试。检测是否实现声音响度检测并在设备上呈现数据的功能。

讨论法
合作学习
讲授法
拓展深化，回归生活
（8分钟）
师：现在同学们运用物联实验设备来获取当前环境的光照强度，进一步拓展对物联设备功能的实践与探索。

师：本实验活动需要用到的物联实验设备有主控板，其板载了光线传感器。

师：实验步骤：
（1）第一步：编写程序（图形化）
打开mPythn软件，单击mPythn的“教程”→教程案例→义务教育指南八年级代码→图形化程序→第一单元→第3课 环境数据要感知→拓展与提升.mxml。主循环中，首先对板载光敏传感器进行初始化，然后获取其光线值，并将该值存储到变量“light_value” 。最后，把变量 “light_value” 里的光线值在显示屏上显示出来，以此实现持续监测和展示环境光线强度。

代码版如图所示。

（2）第二步：单击mPythn的刷入，将程序下载到主控板中。

（3）第3步：功能测试。检测是否实现当前环境的光照强度检测并在设备上呈现数据的功能。

（4）第四步：记录数据。分别记录自然光照条件下、开启补光灯条件下及遮挡光线传感器的条件下的光照强度数值。

问题导向学习
讨论法
实践操作

课后作业（1分钟）
师：本节课的作业为：查阅资料，了解各类传感器功能及其应用。


课堂小结与评价
（2分钟）
本节课，我们学习了认识了一些常见的传感器及其应用，学习了三种方法获取环境数据。


教学反思
1.反思点：部分学生对复杂传感器原理理解困难，实践操作时速度不一。
2.改进措施：后续教学应在讲解原理时多举实例，帮助理解；实践环节增加小组互助，让操作快的学生帮助较慢的同学，同时加强巡视指导，确保每位学生都能有效掌握知识与技能。