《新川教版信息技术六年级下册 第二单元 第2节 垃圾的识别 教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新川教版信息技术六年级下册 第二单元 第2节 垃圾的识别 教学设计.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、教学内容第二单元第2节垃圾的识别重点难点教学准备教学过程与方法（二）课件。主 备1 . 了解智能垃圾识别技术；2 .掌握使用百度App识别垃圾的方法；3 .知道垃圾识别回收装置设计的包含的内容；4 .知道灰度传感器和红外避障传感器的工作原理；5 .掌握记录灰度传感器输出数据的方法；6 .知道流程图中各图标的含义；教学 7.掌握灰度传感器、红外避障传感器和三色LED灯的连线安装方法； 目标 8.掌握制作垃圾回收识别任务流程图的方法；9 .掌握依据流程图编写垃圾回收识别任务程序的方法。核心素养：1 .在完成垃圾回收识别任务时，有意识地把问题划分为多个可解决的小问题，通过解决各个小问题，实现整体问题
2、解决；2 .在使用灰度传感器区分黑白两种颜色时，通过分析不同颜色灰度检测数值，形成黑白颜色判断策略。本课重点是灰度传感器和红外避障传感器的使用方法，通过流程图描述 问题解决思路，然后将流程图转写成程序，完成垃圾回收识别任务。难 点是传感器的安装和调试。（一）百度App,黑白方块，灰度传感器，红外避障传感器，三色LED 灯，Arduino uno,传感器扩展板，杜邦线若干；（一）任务导入教师：生活垃圾分类的理念已经深入人心，但很多时候还 需要人工进行垃圾分拣。教学辅助：人工分拣垃圾场景图片或者视频。帮助学生建 立“垃圾分拣工人的工作环境恶劣，如果能让机器人帮助 我们进行垃圾分类就好了。”理念。学
3、生：感受人工分拣垃圾的辛苦。教师：可以运用智能垃圾识别技术实现自动垃圾分类。设计意图：学生通过感受人工分拣垃圾的辛苦，认识到运用智能垃圾识别技术的必要性。（二）课堂聚焦教师：本课通过三个项目来学习垃圾识别，分别是了解智 能垃圾识别技术，“垃圾识别”传感器的工作原理和完成 垃圾回收识别任务。（三）子任务突破子任务一：智能垃圾识别技术教师：在网上搜索当前智能垃圾识别技术的发展情况，填 写在表2-2-1中，并和同学交流分享。教学辅助：使用在线表格工具，让学生填写智能垃圾识别 技术。学生：通过网络查找智能垃圾识别技术，并提炼技术要点， 填写在表格中。教师：在我国也有一些智能垃圾识别应用进入到生活中，
4、例如用手机App可以帮助我们进行垃圾识别和分类，一起 来试试吧。教师：以百度App为例，识别垃圾的步骤如下：打开百度App,在首页上方点击“拍照识图”，选择“功 能菜单”中的“识垃圾”，如图2-2-2所示。对垃圾进行拍照，就能看到识别和分类的结果。如图 2-2-3所示。教师：该手机App不仅识别出了塑料饮料瓶，还根据所在 城市垃圾分类标准进行了垃圾分类，我们可以参考“投放 要求”把垃圾投放至对应的垃圾收集容器。教学辅助：教师使用百度App演示垃圾识别过程，请同学 代表再识别一次，激活课堂氛围，提高学生参与度。学生：观看教师使用百度App识别垃圾过程。教师：在垃圾存放点存放着一些垃圾，白色代表可
5、回收物， 黑色代表不可回收物，如图2-2-4所示。你能设计制作机 器人的垃圾识别回收装置吗？任务要求：能准确识别垃圾类型，并显示识别结果。可回收物，亮绿灯提示；不可回收物，亮红灯提示；没 有垃圾，亮蓝灯提示。能对垃圾进行回收，将识别出的垃圾送至垃圾回收处理 站O根据任务要求，机器人需要有识别颜色的传感器，有合理 的机械结构便于安装传感器，具有能显示识别结果的显示 器件，如图2-2-5所示。教学建议：基于学生的认知水平，垃圾识别回收装置设计 的完整思路对于学生来说有一定难度，建议教师在给出整 体思路的时候，引导学生思考垃圾识别回收装置的设计的 细节。具体而言就是垃圾识别回收装置设计思维导图的第
6、三部分。教师：你还有什么好的想法？跟同学们分享交流吧。 学生：思考垃圾识别回收装置可以改进的地方。子任务二：“垃圾识别”传感器的工作原理教师：很多传感器都具有识别颜色的功能，下面以灰度传 感器为例，来了解其工作原理。灰度传感器先发射光线照 射物体，不同颜色物体的反射光线的强度不同。再检测物 体反射光线的强度，并转换为电信号，传感器根据电信号 的强弱来分辨颜色，如图2-2-6所示。教师：灰度传感器的外观多种多样，但工作原理相同，都 具有发射管和接收管，发射管发出的光线一般是可见光， 工作时我们可以观察到发射管发出的光线，如图2-2-7所O学生：了解灰度传感器的工作原理。教师：如何将灰度传感器连接
7、到传感器扩展板上呢？硬件连接教师：灰度传感器采集的数据是模拟量，只能选择一个模 拟信号输入接口（A0-A5）进行连接，如图2-2-8所示。 学生：根据教师的提示，连接灰度传感器到传感器扩展板上。添加模块教师：我们在Mind+中添加灰度传感器模块，如图2-2-9 所示。学生：按照教师的示范，将灰度传感器模块添加到Mind+ 中。编写程序教师：为灰度传感器编写测试程序，如图2-270所示。 串口字符串输出是为了测试传感器输出数据分析。学生：编写测试程序。记录数据教师：灰度传感器需要靠近检测目标，离物体表面广2厘 米是最佳距离，如图2-2-11所示。灰度传感器对光线比 较敏感，在进行测试时需要避免其
8、他光线的干扰。学生：按照教师要求记录灰度传感器输出数据。颜色判断教师：我们测试得到了黑、白色的灰度值后怎样区分呢？ 如果仅区分黑、白两种颜色，可以用两者的平均值作为参 考标准。检测数值在平均值以上，判断为白色；在平均值 以下，判断为黑色，如图2-2-13所示。教师：流程图由框图和箭头组成，可以直观表示策略的顺 序和步骤，对编写程序有很大帮助。如图2-2-14所示是 黑、白颜色判断流程图。学生：学习流程图中各类图形的名称及含义。教师：灰度传感器就像眼睛一样，机器人装上灰度传感器， 就能识别不同的垃圾。灰度传感器的安装方式如图2-2-16 所示。传感器的安装方式不同，机器人工作的可靠程度就 可能不
9、同，程序需要结合硬件安装方式、机械结构等情况 来编写。学生：测试两种安装方式，哪种更合适。教师：检测下方的安装方式更合理一些。这样可以尽量避免光线对传感器的干扰，还固定了传感器的工作距离，避 免了因机器人运动位置不同而造成的检测距离不一致。教师：为了让机器人能够判断前方是否有垃圾，需要增加 传感器，红外避障传感器是很好的选择，如图2-2-17所 示。红外避障传感器的主要用途是检测前方有无障碍物， 工作原理和灰度传感器类似，且使用特定波长的红外线， 抗干扰性较强。当前方有障碍物时，物体反射红外线，被 接收管接收到，形成信号输出。学生：了解红外避障传感器的工作原理。教师：红外避障传感器的安装注意事
10、项 与被检测物距离适中，无阻挡物 尽量对准被测物中部 避免机械爪运动干扰教师：在Mind+中，可以用“读取数字引脚”来获取红外 避障传感器的检测结果。请编写如图2-2-21所示的程序， 并填写检测结果。学生：安装红外避障传感器模块并测试。教师：完成垃圾识别后要将识别结果显示出来，我们需要 选择一种执行模块来完成显示任务，如图2-2-22所示。 发光二极管也叫LED,常用来当作指示灯，有单色、双色、 三色等。为了显示“可回收物” “不可回收物” “没有垃 圾”三种任务状态，可以选用三色LED模块，如图2-2-23 和图2-2-24所示。根据流程图编写三色LFD模块显示垃 圾类型的程序，如图2-2
11、-25所示。这里连续使用了两个 条件判断，形成了三条分支，同学们可以对照流程图来理 解。学生：安装三色LED灯模块并测试。教师：准备工作已全部就绪，现在来挑战完成垃圾回收识 别任务吧。子任务三：完成垃圾回收识别任务教师：根据任务描述，垃圾回收识别装置应该具有以下硬件和机械结构，如图2-2-26所示。机械臂，用于回收垃圾，包括夹取结构、抬升结构。红外避障传感器，用于判断前方是否有垃圾。灰度传感器，用于垃圾识别。三色LED模块，用于显示垃圾类型。教师：在硬件搭建完成后，就需要编程程序来实现垃圾回 收识别任务了。1 .制作任务流程图教师：我们分析了垃圾回收识别任务的流程后，就可以制 作任务流程图了，
12、如图2-2-27所示。教学辅助：使用课件分布展示制作任务流程图。启发学生 思考，而不是直接展示出来。学生：学习垃圾回收识别任务的流程图。2 ,使用变量教师：可以新建一个变量，用于记住垃圾类型，以便在进 行垃圾运输时送到准确的垃圾处理站。变量可以看作一个 用来存放数据的“盒子”，把从传感器中读取到的数据放 人变量中，可以随时根据需要取用，如图2-2-28所示。每个变量都有变量名，给变量命名为“垃圾类型”为变量设置值，就像往“盒子”里装东西需要使用数据时，用变量名找到它教师：我们可以约定，在机器人没有检测到垃圾时，垃圾 类型变量值设置为“0” ；识别到可回收物时，变量值设 置为“1” ；识别到不可
13、回收物时，变量值设置为“2” ； 如图2-2-29所示。3 .编写垃圾回收识别程序教师：我们为机器人完成垃圾回收识别任务编写程序，如 图2-2-30所示。程序编写完成后还需要进行调试，验证 程序运行是否可靠，很多问题在调试时才会被发现。完整 的垃圾分类任务比较复杂，垃圾回收识别任务只是其中一 小部分，可以将其改写成一个自定义模块，便于使用。学生：编程垃圾回收识别任务程序并测试。4.“垃圾识别”自定义模块教师：把需要多次重复使用的程序编写成自定义模块，可 以使程序变得清晰，也方便阅读与修改。归纳起来包含三 点。可以让主程序变得简洁易懂，让我们把精力集中在策略 思考上。可以多次重复使用。如果需要修
14、改，只需要在“自定义模块”里修改一次， 所有引用位置不需要再修改。学生：在自己的程序中使用自制积木，简化程序结构。（四）课堂总结教师：请学生在小组内总结分享，然后请代表分享，将学 生分享的结果记录下来。（可以使用声音转文字工具，这 样快速形成文字资料，便于后期整理）。学生：小组内容总结，代表分享。教师：补充学生没有说到的地方，形成本节内容的总结。作业 设计同学们，垃圾回收识别任务已经完成，你有什么收获呢？分享给大家吧。板书 设计常见的智能垃圾识别笈体验百度APP 识垃切智能垃圾识别技术设计垃圾识别回收装沐功能设计要求T设计方案灰度传感器的工作原理硬件连接程灰度传感器的使用方法记录数据流程图J一 识别垃圾”传感器的工作原理颜色判断完成飒轲顺B任务垃圾回收识别任 变量记录垃圾类 纳 写垃圾回收识红外邀障传感器使用方法识S焰果显示三色LED灯模块若流程图P别程序自定义积木简化程序教学反思本课内容较多，一个课时无法完成，建议3课时，按照三个项目分课时 进行。教学过程中要突出重点，在教学重点环节多和学生互动，提升学 生课堂参与度，激活课堂活力。在教学过程中突出核心素养的形成，本 课核心素养着重放在学生计算思维的培养，引导学生思考问题，提出解 决方法，并动手验证。