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第2.7课《传感器的应用》教学设计
课题 传感器的应用 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 七年级
核心素养目标 信息意识：能够了解传感器的多种应用场景与技术演变，涵盖智能大棚、智能家居、智能交通等不同领域的应用价值。计算思维：能够学会通过分析传感器选型逻辑、串口数据采集与 Python 循环代码，理解数据获取与呈现的规律，提升技术应用效率。数字化学习与创新：能够探索用控制板、传感器及编程工具等数字化手段，创新实现实时数据采集与分享，提升实践能力。信息社会责任：能够认识传感器在数据采集中的隐私与安全责任，理解技术对智慧生活与社会发展的长远价值。
教学重点 能够了解传感器的多种应用场景与技术演变，涵盖智能大棚、智能家居、智能交通等不同领域的应用价值。
教学难点 能够认识传感器在数据采集中的隐私与安全责任，理解技术对智慧生活与社会发展的长远价值。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第2.7课 传感器的应用一、新知引入1、学习目标:通过选择合适的传感器，熟悉传感器的类别及其功能用途;通过传感器的应用和串口数据的呈现，初步体会传感器的数据获取与呈现。（播放视频） 若想制作一个声控灯，需要用到什么样的传感器 你知道传感器获取的数据有哪些呈现方式吗 观看视频初识传感应用 引导学生感知应用核心
讲授新课 新知讲解：物联网一般通过传感器捕捉环境中各类物体的状态，以此来采集并获取外部信息。针对不同的物理环境、物体特征和应用需求，传感器的设计、选择和应用也各不相同，这就是种类多样的传感器产生的原因。一、传感器的选择传感器在信息社会中有着丰富的应用。智能农场大棚内对温湿度等要素的控制至关重要，温度和湿度传感器的选择和应用必不可少;智慧交通中，人类对无人驾驶的探索和研究从未停止，位移、激光雷达等传感器在测距和距离控制等方面作用突出;智能家居中，无线传感网及智能安防等技术的应用让人们的生活更温馨、更智能、更安全(如图7-1)。物联系统中，人们往往根据具体的需求及传感器本身的特点来选择和应用传感器。例如，生活中人们经常需采集"温度"这一物理量，在选择温度传感器时，需考虑测量温度的对象和应用需求。对象不同，传感器的选择就不同。如实验室中要测量空气的温度，可选择如图7-2所示的温度传感器;而当要测量的对象是液体时，则采用如图7-3所示的温度传感器。应用需求不同，选择的传感器就不同。如生活中常见的非接触式温度计，其中内置的红外温度传感器也有着丰富的类型，如图7-4所示。测量的精度不同，选择的传感器也不同，图7-5所示是国产测量精度为0.1摄氏度的红外温度传感器。亲身体验 情境:夏天的中午特别炎热，智能大棚开始自动喷水了，不一会便自动结束。农民伯伯打开手机端的"智能大棚"相关应用，查看大棚的实时情况，并控制自动喷水的启停。讨论:这一情境中，可能用到了哪些传感器，它们的作用是什么 答：这一情境中可能用到温湿度传感器，检测环境高温触发自动喷水；土壤湿度传感器辅助判断补水需求；光照传感器识别正午时段；水位传感器监测水源余量，这些数据同步至手机端，支撑远程查看与控制。温馨提示运动手环带有各类传感器，可以将用户的身体健康数据和运动数据上传至云端;人们在网络上进行活动时，也会产生各类数据。可以说，每个人的一举一动都可能产生数据。二、传感器的应用传感器的应用很广泛，生活中可以利用传感器解决一些简单的应用问题，如利用摄像头可采集环境中物体的实时图像数据(如图7-6);利用红外信感器可以设计人体智能感应灯，只要人经过便亮灯(如图7-7)此外，可以利用声音传感器和控制板，实现对闻圈环境声音的监测。如选择任意一款控制板，连接声音传感器，每隔一秒实时获取环境声音，方法如下:(1)连接传感器、控制板与计算机。(2)开IDE程序，新建一个编辑界面，并输人以下代码，保存文件。(3)单击“烧录"按钮，将程序上传到控制板，打开串口调试工具，即可查看串口数据(如图7-8)。日积月累Python程序中的循环结构有for循环和while循环，其中while循环又称为条件循环。while循环语句的一般格式如下:while <条件>:<循环体>[else:语句块]while循环的执行流程如图7-9所示。开动脑筋选择某控制板和一个传感器，尝试实时获取该传感器的数据信息，并组内分享和交流。答：选取 Arduino 控制板搭配温湿度传感器，完成电路接线与程序烧录，实时采集并串口输出温湿度数据，记录数值波动情况。组内展示采集全流程，分享数据结果，探讨数据异常成因与优化方案。三、随堂作业生活中处处可见传感器的身影，请查阅资料并小组讨论，填写下表。观看表格四、课堂练习完成课堂练习20-22页。五、拓展延伸1、传感器的种类（观看视频）2、传感选型核心逻辑3、 串口数据采集实操4、传感数据可视化 学习传感选型逻辑讨论大棚传感及作用知晓数据采集来源学习传感应用实例掌握 while 循环格式实操传感数据采集分享查阅讨论填传感表格完成 20-22 页课堂练习观看视频拓展传感认知 让学生掌握选型方法启发学生分析应用场景让学生重视数据隐私帮助学生了解应用场景让学生学会编程基础锻炼学生实践协作能力检验学生应用梳理能力巩固学生知识掌握程度拓宽学生传感知识边界
课后作业 1、结合本课知识，设计一个传感器应用方案，说明选型与数据采集方式并组内分享。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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第二单元 第7节
传感器的应用
（浙教版）七年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
能够认识传感器在数据采集中的隐私与安全责任，理解技术对智慧生活与社会发展的长远价值。
能够探索用控制板、传感器及编程工具等数字化手段，创新实现实时数据采集与分享，提升实践能力。
能够学会通过分析传感器选型逻辑、串口数据采集与 Python 循环代码，理解数据获取与呈现的规律，提升技术应用效率。
能够了解传感器的多种应用场景与技术演变，涵盖智能大棚、智能家居、智能交通等不同领域的应用价值。
03
新知讲解
第七节：传感器的应用
学习目标
通过选择合适的传感器，熟悉传感器的类别及其功能用途;通过传感器的应用和串口数据的呈现，初步体会传感器的数据获取与呈现。
03
新知讲解
第七节：传感器的应用
03
新知讲解
若想制作一个声控灯，需要用到什么样的传感器
你知道传感器获取的数据有哪些呈现方式吗
03
新知讲解
物联网一般通过传感器捕捉环境中各类物体的状态，以此来采集并获取外部信息。针对不同的物理环境、物体特征和应用需求，传感器的设计、选择和应用也各不相同，这就是种类多样的传感器产生的原因。
03
新知讲解
一、传感器的选择
传感器在信息社会中有着丰富的应用。智能农场大棚内对温湿度等要素的控制至关重要，温度和湿度传感器的选择和应用必不可少;智慧交通中，人类对无人驾驶的探索和研究从未停止，位移、激光雷达等传感器在测距和距离控制等方面作用突出;智能家居中，无线传感网及智能安防等技术的应用让人们的生活更温馨、更智能、更安全(如图7-1)。
图2-1 物联网体系架构
03
新知讲解
物联系统中，人们往往根据具体的需求及传感器本身的特点来选择和应用传感器。例如，生活中人们经常需采集"温度"这一物理量，在选择温度传感器时，需考虑测量温度的对象和应用需求。
03
新知讲解
对象不同，传感器的选择就不同。如实验室中要测量空气的温度，可选择如图7-2所示的温度传感器;而当要测量的对象是液体时，则采用如图7-3所示的温度传感器。
03
新知讲解
应用需求不同，选择的传感器就不同。如生活中常见的非接触式温度计，其中内置的红外温度传感器也有着丰富的类型，如图7-4所示。测量的精度不同，选择的传感器也不同，图7-5所示是国产测量精度为0.1摄氏度的红外温度传感器。
03
新知讲解
亲身体验
情境:夏天的中午特别炎热，智能大棚开始自动喷水了，不一会便自动结束。农民伯伯打开手机端的"智能大棚"相关应用，查看大棚的实时情况，并控制自动喷水的启停。
讨论:这一情境中，可能用到了哪些传感器，它们的作用是什么
这一情境中可能用到温湿度传感器，检测环境高温触发自动喷水；土壤湿度传感器辅助判断补水需求；光照传感器识别正午时段；水位传感器监测水源余量，这些数据同步至手机端，支撑远程查看与控制。
03
新知讲解
温馨提示
运动手环带有各类传感器，可以将用户的身体健康数据和运动数据上传至云端;人们在网络上进行活动时，也会产生各类数据。可以说，每个人的一举一动都可能产生数据。
03
新知讲解
二、传感器的应用
传感器的应用很广泛，生活中可以利用传感器解决一些简单的应用问题，如利用摄像头可采集环境中物体的实时图像数据(如图7-6);利用红外信感器可以设计人体智能感应灯，只要人经过便亮灯(如图7-7)。
03
新知讲解
此外，可以利用声音传感器和控制板，实现对闻圈环境声音的监测。如选择任意一款控制板，连接声音传感器，每隔一秒实时获取环境声音，方法如下:
(1)连接传感器、控制板与计算机。
(2)开IDE程序，新建一个编辑界面，并输人以下代码，保存文件。
03
新知讲解
(3)单击“烧录"按钮，将程序上传到控制板，打开串口调试工具，即可查看串口数据(如图7-8)。
03
新知讲解
日积月累
Python程序中的循环结构有for循环和while循环，其中while循环又称为条件循环。
while循环语句的一般格式如下:
while <条件>:
<循环体>
[else:
语句块]
while循环的执行流程如图7-9所示。
03
新知讲解
开动脑筋
选择某控制板和一个传感器，尝试实时获取该传感器的数据信息，并组内分享和交流。
选取 Arduino 控制板搭配温湿度传感器，完成电路接线与程序烧录，实时采集并串口输出温湿度数据，记录数值波动情况。组内展示采集全流程，分享数据结果，探讨数据异常成因与优化方案。
03
新知讲解
随堂练习
生活中处处可见传感器的身影，请查阅资料并小组讨论，填写下表。
传感器名称 生活中的应用 功能橛述
指纹识别传感器 某手机没备中的“指纹识别"功能、指纹考勤机等 实现指纹的自动采集
温湿度传感器 智能大棚环境监测、家用温湿度计、空调系统 实时采集环境温度与湿度数据
光敏传感器 智能小夜灯、路灯自动控制、手机屏幕亮度调节 感知环境光线强度
距离传感器 智能手机通话防误触、自动门、倒车雷达 检测物体与传感器的距离
声音传感器 声控灯、噪音监测设备、语音助手唤醒 采集环境声音信号
04
课堂练习
一、选择题
1、为智能大棚选择监测环境的传感器，首要依据是？（ ）
A. 传感器颜色 B. 应用场景需求
C. 传感器价格 D. 外观大小
2、制作声控灯，需要用到的核心传感器是？（ ）
A. 光敏传感器 B. 声音传感器
C. 距离传感器 D. 温湿度传感器
B
B
04
课堂练习
3、用 Python 实现每秒采集一次传感器数据，通常会使用哪种循环结构？（ ）
A. for循环 B. while循环
C. if判断 D. break语句
4、人体感应灯能在有人经过时自动点亮，主要依赖哪种传感器？（ ）
A. 红外人体感应传感器 B. 光敏传感器
C. 压力传感器 D. 超声波传感器
B
A
04
课堂练习
二、判断题
1、选择传感器时，只需关注功能是否匹配，无需考虑环境适应性。（ ）
2、 Python 的while循环可以实现持续采集传感器数据的功能。（ ）
3、温湿度传感器既可以测量空气，也可以测量液体的温湿度。（ ）
4、传感器采集的数据只能通过串口以数字形式呈现，无法生成图表。（ ）
5、指纹识别传感器属于物联网感知层的识别类传感器。（ ）
√
X
X
√
X
05
拓展延伸
传感器的种类
05
拓展延伸
传感选型核心逻辑
传感器选型需匹配场景需求，如智能大棚选温湿度传感器监测环境，倒车雷达用超声波传感器测距，还需兼顾测量精度、环境适应性与功耗，是项目落地的关键环节。
05
拓展延伸
串口数据采集实操
用 Arduino 控制板搭配声音传感器，通过 Python while 循环代码，每秒采集一次环境声音数据，经串口输出实时数值，组内可分享波形图，探讨数据波动的成因。
05
拓展延伸
传感数据可视化
传感器采集的原始数据可转化为可视化图表，如超声波测距轨迹图，能直观展示距离变化趋势，辅助分析物体移动规律，提升对数据价值的挖掘能力。
08
板书设计
传感器的应用
一、传感器的选择
二、传感器的应用
课后作业:
1、结合本课知识，设计一个传感器应用方案，说明选型与数据采集方式并组内分享.
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine
