1、了解温度传感器工作原理。
2、设置温度传感器的程序。
3、利用温度传感器设计家庭智能作品。
1. 在自主探究中，了解温度传感器的工作原理，有意愿利用温度传感器等智能硬件设计、制作智能作品。
2. 在利用温度传感器等智能硬件设计、制作智能作品的过程中，经历将创意转化为流程图、再转化为图形化编程指令的过程，编写恰当的程序控制智能电子硬件，能根据生活实际，合理设计与修改完善程序，初步形成利用程序设计解决实际生活问题的意识。
3. 能够利用电子教材等学习资源，解决程序设计中遇到的困难，完成温控智能作品的制作。
了解温度传感器的原理，能够将流程图转化为图形化编程指令。
认识、运用温度传感器教学设计
——“神奇的杯子”
一、趣味导入
1. 师：大家看，老师刚刚从网上购买了一个杯子，这个杯子非常神奇，它神奇在哪里呢？我们一起来看一下老师的演示！老师这里有一个水壶。把水壶里的水导入杯子，仔细观察杯子有什么变化？（边倒水边说）相信大家已经看到变化了，你离得比较近，看的最清楚，你来说！（指明生说）
生：原本杯子表面是黑色的，突然出现了精美的图案。
师：是啊！原本杯子黑色的表面出现了精美的图案！这可能是什么原因引起的？用你们聪明的小脑袋猜一猜！
生：这可能跟水的温度有关。
师：这位同学说这可能是水的温度引起的。你觉得这水温度比较高。好，那请你来摸一摸这杯水。（生摸）
水冷的还是热吗？
生：热水。
师：相信其他同学也是这样猜想的！接那我们再来做一个实验，我们把杯中的热水倒掉。加入一瓶常温的矿泉水。看看杯子表面会不会又有变化呢？
师：看样子需要一点时间，请同学们耐心等待一下。看清楚了吗？如果杯子表面又慢慢地变回原本的黑色。
说明我们刚才的猜想是正确的。这个杯子会随着温度的变化而变化——真是一个神奇的杯子啊！（揭示课题：——神奇的杯子，板贴）
师：其实在我们日常生活中，利用温度来控制智能化产品的例子还有许许多多，咱们一起来看一段视屏。（出示短视频）
师：视频中电热水壶能根据设定不同的茶饮自动调节对应的温度。油烟机能根据油烟的温度自动调节风力的大小。那么为什么会有这些功能呢？其实它们都安装了一个设备叫——温度传感器！今天这节课咱们就来探秘温度传感器。（出示板贴：温度传感器）。
二：新授
师：那什么是温度传感器，它又有什么作用呢？请同学们一起看大屏幕。请一位声音响亮的同学来朗读一下！你愿意来？
（出示温度传感器资料：温度传感器是一种能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。温度传感器品种繁多，大多都是利用一些会随温度而变化的材料制作而成，如受热膨胀、热敏电阻等。）
师：通过阅读，大家了解了吗，温度传感器有什么作用呢？
生：它能感受温度并转换成可用输出信号。
师：对呀！温度传感器能感受温度，并且输出可用信号。（板贴：感受温度 输出信号）
三：编程
1、硬件搭建
师：已经了解了温度传感器的作用，怎么让它工作起来呢？接下来我们就一起动手，操作实践一起来体验下它是如何工作的吧。
师：市场上有许许多多，不同种类的温度传感器，老师今天在材料盒中也给大家准备了一种。这一条黑黑的，长长的设备就是——温度传感器，请大家快速的从材料盒中拿出来。我们一起来观察一下！它的两端，一段是银色的金属棒，猜猜它的作用？对啊！探测外界物体的温度。（表扬）对啊，你一下子就猜到了。那为啥做成金属的呢？（金属导热快）你的课外知识真丰富！再来看它的另一端是一排3孔接口，很显然这个接口是连接测控板的。请大家拿出测控板，（课件出示测控板图片）这上面有许许多多、各种各类的针脚，到底该把刚才的接口插在哪里的针脚上呢？哪些针脚才是温度传感器的家呢？请同学们自己先仔细观察，想一想，也可以把你的猜想跟旁边的同学说一说。（生操作，师下去巡视）
师：有答案了吗？说来说说你的猜想。
生：我觉得可以插在右上角那三排针脚那。（说说你的理由）因为那三排分别是黑、红、白。而我们传感器插脚正好是黑、红、绿。它们的颜色是一样的。
师：他说的有没有道理？（有）老师也觉得这个猜想很有可行性！掌声送给他。这位同学是通过插口和针脚颜色对应来得出他的猜想的。好了，那这里有三排，共5组针脚，具体该如何插呢？老师选取了一些连接的图片，同学们一起来判断一下，连接的对不对！
（出示图片A组，指出不能横着插，因为横着插颜色就不对应了。）
（出示图片B组，竖着插还要注意颜色不要颠倒。）
师：看来连接接口的学问还真不少，学生们插得时候一定要仔细哦。并且这5组接口都可以，只是查完之后要记牢自己是插得几号口，可以是A0号口，可以是5号口、6号、7号、8号口都行。但是自己要记牢。老师再给半分钟时间请还没有连接好的同学快速连接好！并看看自己连接的是几号口。
师：好！到这，我们温度传感器就已经和测控板连接好了。接下来我们还需要把测控板和电脑连接。请同学们从材料盒中拿出蓝色USB线将测控板和电脑连接。
2、软件设置
师：刚才我们完成了硬件部分的搭建，接下来，请大家打开mind+编程软件，（课前已打开）由于我们的测控板是属于扩展设备，所以我们还需要在软件中加载这个扩展温度传感器。上节课我们在学习超声波传感器时，已经学过类似的操作了。我想这肯定难不倒大家了。就请同学们自己动手加载一下吧。开始！
（生操作，一分钟）
师：这位同学操作的真快！就请你上来演示操作吧。面向同学，边操作边说一说。
1、点击界面最左侧下方“扩展”图标，里面有5种测控板，选择第三个Arduino Uno测控板。
2、然后再选择上面一排菜单里的“传感器”，这里面就有我们今天认识的温度传感器，看到了吗？
3、点击这个温度传感器，这时会显示已加载。我们返回主界面，在主界面上方菜单栏选择“连接设备”，你们可能会弹出搜索设备，没关系你们让它搜索一下，搜索到之后就可以选择连接了。当舞台区上方显示“连接设备成功”就表示我们的温度传感器再到测控板，最后到电脑中的mind+软件连接成功啦！
师：你操作和讲解的真不错。将来很适合做一名老师。给大家一分钟时间请没有连接成功的同学继续连一下。注意一定要在舞台区上方显示“连接设备成功”才算真的成功哦！开始吧！
师：请连接好的同学坐端正，嗯！从你们的坐姿就看出大家都接连成功了。大家有没有发现刚才加载完毕温度传感器后，在我们的左侧模块区里就会生成一个传感器模块，里面有一行命令，一起来看一下——“读取引脚5，DS18B20温度”。这条命令是什么意思有人知道吗？（生：就是读取5号口的，型号为DS18B20这个传感器的温度值。注意是5号口的哦。）
师：有了这条命令我们就可以通过编写脚本来获取并显示温度传感器获取到的外面的温度值了呢。这就是老师要给大家布置的第一个任务，一起来看要求！
出示任务：1、新建一个名为“温度”的变量，并显示这个变量。
2、将变量“温度”的值设置为温度传感器检测的温度值。
3、重复执行这个检测并显示温度值的过程。
师：清楚要求了吗？开始吧（学先尝试搭建，下面搭建的同时指明学生上台搭建脚本。）（巡视时讲一下测出-127度的原因。）
师：做端正，搭建好了吗？能获取到正常的温度值吗？我们一起来看这位同学搭建的脚本。你有没有什么需要特别提醒大家的？（要对应自己刚才插的接口编号）我们可以点击绿旗测试一下。
师：我们点击绿旗测试一下。哦！现在显示的温度是28度，这个28度表示的是什么温度？(周围环境的温度。)那这个传感器能不能感知到其他温度呢？能不能想个办法让温度值变化呢？
（我已经看到有人把温度传感器的探测针握住手心里，哎，还有人双手不停地在搓它，你们的办法真多啊！都是爱动脑的好孩子！）
师：有些同学啊，嫌温度值变化还不够大，看老师给你们带来了什么？你来摸一摸！（冰块）
那位同学愿意上来操作，测一测冰块的温度，你来。（生操作测冰块。）
师：当温度传感器的探测棒接触冰块时，很明显输出的温度值不断的在降低。说明我们的温度传感器在不停地工作着。
师：老师总觉得光看数值变化还不够直观、形象！还记得我们在数学课中是通过什么来直观反映温度变化情况吗？
生：折线统计图。
师：你反应真快，数学知识学得真扎实。你长大一定会成为一名数学家。的确，折现统计图能更直观的反映出温度的变化过程。老师这里就有一段脚本可以将温度的变化呈现出类似折线统计图的样子。一起来打开这个脚本，这时发现显示“设备断开”了。只要重新连接一下。然后点击绿旗试一试吧。（看到折现图了吗？）
师小结：坐端正！通过刚才大家动手操作实践我们实际体会到了温度传感器的确能够时时感知外界温度的变化，并通过测控板及软件脚本搭建将温度值得变化时时呈现在舞台区。
3、理清编程思路，做成流程图
师：通过上面的学习，想一想，我们能不能也利用温度传感器，编写一个变色杯子的脚本呢？（板贴：创意实现）
刚刚杯子达到了一定的温度，杯子就换变换图案。那这个脚本应该如何搭建呢？我们一起来理一理思路：
师：（课件出示流程图）首先，开始绿旗被点击，程序开始——接下来我们要检测温度，高于某一温度时杯子变换图案（其实也就是切换了造型）——否则，也就是不高于那个温度时，杯子显示另一个图案，也就是另一个造型。）所以这个作品，需要几个造型？（两个）——最后我们重复循环整个测温，切换造型的过程。这幅流程图就是咱们编写程序整体思路。（板贴：分析流程）
那么，根据这幅流程图，我们要用到哪些控件呢？（小组讨论）
生1：条件判断控件：“如果……那么……否则”；（课件出示）
生2：循环控件：“重复执行”；（课件出示）
生3：切换造型或（将颜色特效增加）。（课件出示）
生4：大于某个值。（课件出示）
师：同学们讲得真不错。提出了许许多多的指令。注意：为了节约时间，老师已经帮你画好了，两个杯子的造型，我们只需要点击，角色区上面有个眼睛图标，他们会有显示出来了。接下来就请你在刚才测温的脚本基础上继续添加修改，制作杯子变色这样一个脚本吧。开始！
（生尝试搭建，师巡视提供帮助。）
师：好了吗？谁愿意把你的成果到上面来演示操作一下？一遍演示一遍说一说你的操作步骤。
师：你们也都是这么做的吗？都成功了吗？老是想问一下你们设置的判定的温度节点是设置的多少？
生：我设置的是常温的温度值，这样，我们需要变色时，只要把温度传感器握在手心给传感器加温就会变色了。同理，如果要让杯子变回原来的造型，只需要给温度传感器吹风降温。说的真好。
师：老师再给一分钟时间，请没完成的同学继续测试修改脚本额。完成的同学可以玩玩我们刚才这个创意设计。（板贴：测试、修改完善）
小结：好的同学坐端正。刚才我们通过分析流程、脚本搭建、测试完善来实现了自己的智能创作。
四、拓展应用
师：接下来，请同学们想一想在我们日常生活中，还有哪些地方可以用到温度传感器？让它更好的服务于我们的生活。接下来请拿出老师发给你们的创作单，请你把你觉得生活可以用到温度传感器的智能创意例子写下来。开始吧。写的时候也可以小组互相讨论下。
生讨论交流、填写创作表。师巡视，指导。
师：好，停。谁愿意来交流你的创意呢？
生：智能体温手环。温度显示水壶。温控电风扇。智能加热水壶。（投影仪展示）
小结：听了咱们同学们的许许多多的创意设计，老师发现我们的同学真的非常爱动脑筋。这些创意都非常有价值，的确可以更好地服务于我们的生活。
全课小结
师：那通过咱们今天的学习，你有哪些收获呢？
生：我知道了温度传感器的作用。我学会了用温度传感器进行编写程序创作智能作品。我还知道了温度传感器在我们生活中的一些应用。
师：技术无时无刻不在改变着我们的生活。随着科技的发展，也为我们的智慧生活提供了更多的可能。今天我们的设计虽然只是实现了智能生活中很小的一部分，但是老师相信通过同学们今后的勤奋学习，乐于创新，勇于实践一定能够创造出更多的智能产品来改变我们的生活。今天这节课我们就上到这，下课！
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曹俊杰