掌控板——“坐姿提醒仪”
2020-03-208.9万
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这个项目是为三年级、四年级学生设计的STEM教育课程，通过2-3课时学习掌控板的消息机制和分支程序IF的使用，制作一个坐姿提醒桌面饰件。项目中使用了红外线传感器和超声波传感器来感知学生是否在桌前学习以及人眼与书本的距离。通过变量值的变化判断学习时长和距离是否正常，并通过RGB灯和无源蜂鸣器进行警示。最终目的是帮助学生在上网课时保持正确的坐姿，预防近视。
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课时：２－３课时 年级：三年级、四年级 任务目标 １、掌握“掌控板”传递消息的机制； ２、掌握分支程序IF的使用，变量的定义和应用； ３、制作一个坐姿提醒的桌面饰件。 任务描述 疫情防控期间， “开学不停学”学生宅在家里上网课，眼睛长时间看电脑、手机屏幕及不规范的坐姿都容易引发眼睛的近视，需要一个书桌摆放小饰，提醒学生休息和纠正坐姿。 相关知识 （一） 掌控板的消息机制 在程序设计中，消息就是带有某种信息的信号，消息从何而来？根据冯诺依曼的体系结构计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成，消息主要来自输入设备，如键盘、鼠标等，也可以来自程序内部。 掌控板的消息处理机制与计算机相同，主要为三个流程，信息的输入－信息的运算－信息的输出。  信息的输入部件：
信息的输出部件：
（一） 了解IF和变量； １、什么是变量？ 定义：变量，是指没有固定的值，可以改变的数。 例如：设变量名为Ｘ，初始值为０，则Ｘ＝０；将10-5的值符值给Ｘ，则Ｘ的值改变为５；  小结：变量是一个可以根据条件改变的数，必需要指定变量的名称和初始值； 问题思考：什么情况下需要应用变量？ ２、什么是分支语句？ 分支语句If的流程图：  举例：  问题思考：什么情况下需要应用判断？ 任务实施 （一）需求分析与原理设计 问题一：如何感知学生是否在桌前学习？ 问题二：如何感知人体与书本的距离？ 需要的器材：掌控板、掌控扩展板、红外线传感器、超声波传感器，灯带、杜邦线、结构件等  （二）功能实现与程序详解 功能的实现原理：信息的感知、输入、运算、输出。 功能的实现详解：由红外线感知人体是否存在，超声波记录人眼与书本、屏幕的距离，掌控板确定时间，设定间隔的阈值，通过变量值的变化判断学习的时长和人与书本的距离是否在正常值内，以不同的灯光色彩和峰鸣声进行警示提醒。 器材组装图（电路图）：  程序详解： １.程序流程图  ２.分段讲解程序 （１）分析需要输入信息； 红外线的值，超声波的值，学习的初始值； 设定变量：红外传感器值，超声波实时测距值，学习时长； （２）If与嵌套IF的关系及执行顺序； 根据变量的值，执行不同的程序命令。  程序if与嵌套if的关系，程序运行的顺序等。 （３）程序实例解释  （三） 结构件设计示例图  （四）学生根据项目手册完成作品（下一课时） 见附件 任务拓展 请在本课学习内容的基础上，尝试制做智能浇花的装置。要求：智能感知花盆中土壤的湿度，自动浇水。 |
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具体要求：首届"掌控板"教学应用设计大赛最全指南