2.6小型信息系统的组建教案20222023学年教科版高中信息技术必修2

2.6小型信息系统的组建一、教材分析项目目标分析通过动手组建红外线传感系统，体验和理解信息系统的工作过程。通过组建并测试红外线传感系统，理解传感系统的组成和工作原理。利用开源软件（如Arduino、micro:bit等）组建超声波测距警报系统，体验信息的采集、判断等处理过程，学会主动选择传感器进行信息自动化获取与控制。根据两组实验分析信息系统的工作过程，以及信息系统在社会应用中的优势和局限性。项目教学建议在本节中，我们将通过两组实验体验信息系统的工作过程。第一组实验，通过动手组建一个“红红外线遥控风扇”传感系统来模拟信息系统中传感与控制的过程。第二组实验，通过开源硬件设计“超声波测距警报系统”，体验信息的采集、判断等处理过程。通过这两组实验，大家可以从简单的信息系统到智能信息系统不断深入实验，对比、总结不同信息系统基本工作过程的相同点和不同点，树立设计智能化信息系统解决问题的创新意识。二、核心素养1、通过组建传感系统，体验和理解其组成和工作原理。2、利用开源硬件组建超声波测距警报系统，体验信息的采集、判断等处理过程。3、根据两组实验分析信息系统的工作过程，以及信息系统社会在社会应用中的优势和局限性。三、教学重点难点教学重点：理解实验原理以及认识各个实验部件。教学难点：实验设备的连接与程序设计。四、教学过程·实验引入教师活动：将提前组建好的一个简易智能家居系统放置于教室门口醒目位置，该系统有超声波测距报警功能，让学生一进入教师就能亲身体验物联网传感系统，令学生好奇，激发学生套索学习的兴趣。学生活动：当进入教室并与该系统距离较近时，蜂鸣器就报警，与同学观察该智能家居系统的功能并讨论其构成。教师活动：带领学生学习，进行实物观察。·实验设备第一组：准备红外线遥控器、开关三极管、小马达、风扇叶、底座、单节电池盒一个、两节电池盒一个、3节电池、直角铁架、扎带、导线若干、螺丝若干。第二组：准备开源硬件、超声波模块、有源蜂鸣器、电源、导线、面包板、固定盒等。·实验原理1、信息系统信息系统是一系列相互关联的对数据和信息进行收集（输入）、操作、存储（处理）与传播（输出），并提供反馈机制以实现其目标的元素或组成部分的集合。2、传感器它能感受到被测量的信息，并将其按照一定规律转换为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求，是信息获取的重要手段，是实现现代化测量和自动控制的主要环节。3、红外线传感器是光敏传感器的一种，能够接收红外线光信号并将其转换成电信号后输出。4、超声波传感器一种常用的非接触式传感器，利用它可以精确的检测与障碍物的距离，从而实现根据距离的变化做出相应的动作反应。5、开源硬件ArduinoArduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，可以通过编程来进行信息的智能化处理。·第一组实验组建红外线传感系统一、认识实验部件1、红外线遥控器（1）红外线发射管（2）红外线接收管2、开关三极管正极负极3、小马达正极负极二、连接红外线发射器的电路三、连接红外线接收器的电路1、连接红外线接收管和开关三极管。2、组装小马达和风扇叶。3、固定零部件。4、连接电路。四、测试红外线遥控风扇系统1、电路连接好后，将红外线发射器对准红外线接收器，发送信号，观察此时风扇的状态。2、移去红外线发射器，观察此时风扇的状态。·第二组实验利用开源硬件组建超声波测距警报系统一、认识实验部件1、开源硬件开源硬件（OpenSourceHardware）是指用于自由及开源软件相同的方式设计的计算机和电子硬件。2、超声波模块3、有源蜂鸣器4、面包板二、实验设备的连接三、程序设计四、测试超声波测距警报系统五、课堂小结根据两组实验，对比简单的信息系统和只能信息系统的工作原理、工作过