第14课 智能干手器教学设计-2025-2026学年初中信息技术青岛版2019第四册-青岛版2019

PAGE1PAGE2第14课智能干手器教学设计-2025-2026学年初中信息技术青岛版2019第四册-青岛版2019课题第14课智能干手器教学设计-2025-2026学年初中信息技术青岛版2019第四册-青岛版2019教学内容第14课智能干手器教学设计-2025-2026学年初中信息技术青岛版2019第四册-青岛版2019

本节课内容围绕青岛版2019第四册教材中“智能干手器”一课展开，主要涉及以下内容：了解智能干手器的工作原理；学习如何利用信息技术设计并制作智能干手器；掌握编程语言在智能设备中的应用；培养学生创新思维和动手实践能力。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新等核心素养。学生将通过学习智能干手器的设计与制作，提升对信息技术的理解和应用能力，培养问题解决和创新实践的能力，同时增强团队合作和沟通协作意识。教学难点与重点1.教学重点，

①掌握智能干手器的原理图绘制，理解电路中各个元件的功能和连接方式；

②学会使用编程软件编写控制程序，实现干手器的自动感应和定时关闭功能；

③能够根据实际需求调整程序，优化智能干手器的性能和用户体验。

2.教学难点，

①理解传感器的工作原理及其在智能设备中的应用，包括红外传感器、触摸传感器等；

②将抽象的编程逻辑转化为具体的代码实现，需要学生具备一定的逻辑思维和编程能力；

③在实际操作中，如何解决电路连接错误、程序编写错误等问题，需要学生具备问题解决和调试能力。教学方法与策略1.采用讲授法与实验法相结合的教学方法，通过讲解智能干手器的基本原理，引导学生理解电路设计和编程逻辑。

2.设计小组合作项目，让学生在实验中动手实践，通过角色扮演模拟产品设计和测试过程，增强学生的参与感和互动性。

3.利用多媒体教学资源，如视频、动画等，辅助讲解传感器工作原理和编程技巧，帮助学生直观理解抽象概念。

4.结合游戏化学习元素，如编程挑战赛，激发学生的学习兴趣，提高学习效率。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示智能干手器的实际应用场景，如公共场所、家庭等，提问学生关于智能设备在生活中的作用，激发学生对智能干手器的兴趣。

-回顾旧知：简要回顾电路基础知识，包括电流、电压、电阻等概念，以及编程基础，如变量、循环、条件判断等。

2.新课呈现（约30分钟）

-讲解新知：

-详细讲解智能干手器的电路设计，包括电源模块、传感器模块、控制模块和执行模块。

-介绍红外传感器、触摸传感器等的工作原理及其在智能设备中的应用。

-讲解编程软件的基本操作，如编写程序、调试和运行程序。

-举例说明：

-通过实际案例展示智能干手器的制作过程，包括电路连接、程序编写和调试。

-展示不同类型的智能干手器设计，如节能模式、定时关闭等，让学生了解不同功能的设计思路。

-互动探究：

-组织学生分组讨论，分析智能干手器的优缺点，并提出改进建议。

-让学生尝试根据所学知识，设计一个简单的智能干手器模型。

3.巩固练习（约30分钟）

-学生活动：

-分组进行智能干手器的制作，包括电路连接、编程和调试。

-学生互相交流制作过程中的问题，共同解决。

-教师指导：

-教师巡视各组，观察学生制作情况，及时解答学生提出的问题。

-针对共性问题，进行集中讲解和示范。

-鼓励学生发挥创意，设计具有独特功能的智能干手器。

4.拓展与应用（约20分钟）

-学生展示：

-各组展示自己制作的智能干手器，分享设计思路和制作过程中的经验教训。

-教师点评，给予学生鼓励和指导。

-应用拓展：

-引导学生思考智能干手器在生活中的其他应用场景，如智能家居系统、环保设计等。

-让学生尝试设计一个具有环保意义的智能设备，如智能节水器、智能照明系统等。

5.总结与反思（约5分钟）

-教师总结：

-回顾本节课的主要知识点，强调电路设计、编程和智能设备应用的重要性。

-鼓励学生在日常生活中关注智能设备的发展，培养创新意识和实践能力。

-学生反思：

-学生反思自己在制作过程中的收获和不足，提出改进措施。

-学生分享学习心得，总结学习经验。教学资源拓展1.拓展资源：

-智能传感器技术：介绍不同类型的传感器，如红外传感器、温度传感器、湿度传感器等，以及它们在智能设备中的应用。

-编程语言简介：探讨不同编程语言的特点，如Python、C++等，以及它们在嵌入式系统开发中的应用。

-智能家居系统：介绍智能家居系统的基本概念，包括智能照明、智能安防、智能温控等功能。

-智能制造：探讨智能制造的发展趋势，包括自动化生产线、工业机器人等在制造业中的应用。

-电子电路设计基础：介绍电子电路的基本原理，包括电路元件、电路图、电路分析等。

2.拓展建议：

-学生可以阅读关于传感器技术的书籍或资料，了解不同传感器的原理和应用。

-推荐学生学习基础的编程语言，如Python，通过在线教程或编程书籍来提高编程能力。

-建议学生参加相关的课外活动或竞赛，如机器人比赛、编程比赛，以提升实践能力和团队合作精神。

-鼓励学生研究智能家居系统的案例，了解如何将传感器、控制单元和执行单元结合起来。

-学生可以参观当地的智能制造企业，了解智能制造的实际应用和发展前景。

-建议学生通过观看教学视频或参加讲座，学习电子电路设计的基础知识，为将来的深入学习打下基础。

-学生可以尝试自己设计简单的电子电路，如制作一个简单的电子钟或报警器，通过实践加深对电子电路的理解。

-鼓励学生参与社区服务项目，如设计一个智能监控系统帮助社区提高安全性。

-学生可以通过参与学校的科学俱乐部或技术小组，与其他对电子和编程感兴趣的同学交流学习。课后作业1.设计一个简单的智能干手器电路图，包括电源模块、传感器模块、控制模块和执行模块，并标注各模块的功能。

2.编写一个简单的智能干手器控制程序，实现以下功能：

-当手部接近传感器时，干手器开始工作；

-当手部离开传感器一定时间后，干手器自动关闭。

3.分析以下代码片段，解释其功能：

```python

whileTrue:

ifsensor_value==1:

motor.run()

else:

motor.stop()

```

其中，`sensor_value`是传感器的输入值，`motor`是执行模块的实例。

4.设计一个智能干手器的改进方案，包括以下要求：

-增加节能模式，当干手器长时间未使用时，自动进入节能状态；

-增加定时关闭功能，用户可以设置干手器在一定时间后自动关闭。

5.编写一个智能干手器的用户手册，包括以下内容：

-产品概述：介绍智能干手器的基本功能和特点；

-使用方法：详细说明如何使用智能干手器，包括安装、操作和注意事项；

-维护与保养：提供智能干手器的清洁、维护和保养建议。

答案示例：

1.电路图设计示例（文字描述）：

-电源模块：连接市电，提供稳定的电压；

-传感器模块：包括红外传感器和触摸传感器，用于检测手部接近；

-控制模块：包括微控制器和驱动电路，用于处理传感器信号并控制执行模块；

-执行模块：包括电动机和加热元件，用于实现干手器的功能。

2.控制程序示例：

```python

whileTrue:

ifsensor_value==1:

motor.run()

time.sleep(5)#手部接近时，干手器工作5秒

else:

motor.stop()

time.sleep(10)#手部离开时，等待10秒后再次检测

```

3.代码片段分析：

-当传感器输入值为1时，执行模块开始运行；

-当传感器输入值为0时，执行模块停止运行。

4.改进方案示例：

-节能模式：当干手器连续5分钟未检测到手部时，进入节能状态，降低功耗；

-定时关闭：用户可以通过设置按钮或远程控制，设置干手器在一定时间后自动关闭。

5.用户手册示例（部分）：

-产品概述：智能干手器是一款节能、卫生的自动洗手设备，适用于公共场所和家庭；

-使用方法：打开电源，将手部靠近传感器，干手器自动启动，完成洗手后离开即可；

-维护与保养：定期清洁传感器和执行模块，保持设备干燥，避免受潮。课堂1.课堂评价：

-通过提问环节，教师可以实时了解学生对智能干手器原理的理解程度，以及他们对编程概念的应用能力。

-观察学生在实验过程中的操作，评估他们的动手能力和解决问题的能力。

-进行小测验或即时反馈，检验学生对电路设计、编程逻辑和传感器应用的掌握情况。

-通过小组讨论和合作，观察学生的沟通技巧和团队合作能力。

-及时记录学生的表现，对于出现的问题，课后给予个别指导或小组辅导，确保所有学生都能跟上教学进度。

2.作业评价：

-对学生的课后作业进行详细批改，包括电路图设计、编程代码和用户手册等。

-评价标准包括但不限于：电路图是否准确、程序逻辑是否合理、用户手册是否清晰易懂。

-通过反馈，指出学生的优点和需要改进的地方，提供具体的改进建议。

-对于作业中的创新点，给予表扬和鼓励，激发学生的学习兴趣和创造力。

-定期组织学生交流作业心得，让学生分享自己的学习成果和经验，互相学习，共同进步。

-通过评价，教师能够全面了解学生的学习情况，为下一阶段的教学提供参考和调整方向。板书设计1.智能干手器原理

①传感器类型：红外传感器、触摸传感器

②电源模块：市电输入、稳压电路

③控制模块：微控制器、驱动电路

④执行模块：电动机、加热元件

2.电路设计要点

①元件选择：根据功能选择合适的元件

②连接方式：正确连接电路元件

③电路图绘制：清晰标注元件符号和连接关系

3.编程控制逻辑

①