智慧魔法--光电魔法传感

项目编号:27
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释义:智慧魔法--光电魔法传感
内容:


一、基地教育项目描述

1、项目开展时间2016年年初开始实施总体受众人数500

2、项目活动形式:科普动手做

3、项目活动适合的年龄段: 4年级-9年级

   每开展一次活动可服务的人数: 10-300

4、该项目的组织实施所需的人员数量:3

5、项目内容简介

1)主题和目标

项目的主题为“智慧魔法--光电魔法传感”。

知识目标:对物理学中光电开关(光电传感器)进行原理及应用的探究。

能力目标:在示知识的形成、发展的规律后,培养学生自己动手实践、观察、探索,达到知识的升华能力。

    情感目标:除了使学生学会科学知识,也在另一个维度培养学生们的实际操作能力、团结协作能力、及生活应用能力,这样能够将学生的视野从学校兼顾到生活、科学上,能够对未来的社会、个体发展起到正面积极的知识、经验积累,让学生们可以学习不同方面的全面的知识类型,能够更深入的对学科知识的重要性有多了解,让他们的学习生活更加丰富多彩。

2)实施过程

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项目实施过程设计符合4-9年级学生的兴趣、爱好及心理发展需要,从电子与控制、数据与信息两个领域选择和确定,并且贴近学生生活基于现实。项目通过对物理学中光电开关的探究,将发射器和接收器的镜头在同一条水平线上,发射器一直往外发射信号,接收器处于接收到发射器信号的状态。当有车辆经过时,经过车辆遮挡住了发射器的信号,接收器不能接收到信号,从而产生一个触发信号,触发语音播报模块播报录音内容,触发显示屏显示录好的文字,实现公交车到站检测报站。

项目第一环节实施过程

    项目第一环节结合生活中公交车到站的情境及案例,引出光电开关(光电传感器)、公交车报站系统、公交车检测到站原理三方面重要知识点的讲解。此环节通过现实情境及案例激发学生对光电开关的在生活中应用的兴趣点后,讲授引起学生有探究欲望的相关知识,来加强学生知识掌握的程度及记忆的深度。

项目第二环节实施过程

    项目第二环节对公交车检测到站实验器材中的电子元件进行逐一讲解,并说明其使用方法和功能特点。此环节使学生详细了解实验元件的使用方法及功能特点后,激发学生对下一环节“公交车到站检测”动手制作的期待与兴趣。

项目第三环节实施过程

    项目第三环节分组进行公交车检测到站实验,要求学生根据上一环节对实验元件的认识及对功能作用的了解,每个组自己进行组装、连接整个实验过程的探究,每个组员参与思考和动手操作的过程,过程中老师对实验进行指导,引导学生向正确的思路探究。此环节在整个实验都是依托将上一环节所讲知识呈现于学生的动手操作过程,在实验过程不断的加深强化知识点的记忆,更提高了学生理论和实践相结合的能力。

项目第四环节实施过程

    项目第四环节分组进行公交车检测到站实验的正确性竞赛,以实验完成后公交车进站时能否报站的检测结果为竞赛结果依据。此环节延续上一环节的内容进行分组竞赛,以上一环节中学生录音报站名和显示屏显示站名为依托,在智能车进站时,检测是否可以报站名为竞赛结果导向。如果检测过程中智能车没有报站,在老师的指导下发现问题解决问题。此环节以竞赛检测的形式延续学生对知识的兴趣,并提高了小组的团队协作能力。

项目第五环节实施过程

    项目第五环节要求学生分组讨论光电开关在生活中的应用后老师对课程进行知识点的回顾与总结。此环节知识点与生活的相结合,学生由课堂的实践动手操作和亲身体验,结合到生活中光电开关(光电传感器)的应用,不但可以使学生产生对物理学科浓重的兴趣,而且可以加强对物理知识点的掌握,对学生今后的学习生活中可以十分重要的作用。

3)特点和创新性

项目注重科学动手实践是课程改革的一个重要目标,课程标准的基本理念指出“有效的教学学习活动不能靠单纯依赖模仿和记忆,动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”这就要求数学教学不仅要教给学生知识,而且要揭示知识的形成、发展的规律,需要学生自己动手实践、观察、探索,达到知识的升华。 因此我公司在课程设计中十分重视科学动手实践的重要性。项目设计之初,以科学动手实践为重点,占整个课程比例的2/3以上,促进学生在动手操作的过程中产生知识,激发学生积极性,让学生以兴趣做为起点从而产生强烈的求知欲。使学生真正理解所学内容并应用和拓展这些知识到今后的生活和学习中。我们根据学生的认知特点及知识基础,设计合理科学动手实践环节,为学生提供了很大的创造空间和想象空间,希望在教学中教师可以通过动手操作环节为给学生提供多途径的学习机会。

     项目以学生为学习的主体,项目设计让每个学生在课堂上真正动起来,包括:脑动、眼动、手动、心动、行动等,从而变被动接受为积极主动的探究和体验知识,形成多方面的能力和技能。实践操作环节添加小组竞赛形式,以“检测智能车到站时公交语音播报系统和显示屏系统是否报站”为竞赛的结果导向,加强了生生之间的组内合作,组间竞争,将传统教学的师生、生生之间单向或双向交流变为多向交流,充分发挥了学生的能动作用。小组成员之间的合作,相互了解,彼此信任,经常进行交流,互相帮助和支持,并且还要妥善解决可能出现的各种矛盾,有利于克服现代社会独生子女的自私、自闭心理,促进团队精神的形成。

6、项目所用到的教育素材

    项目所用指导说明为我公司自主研发,项目设计及教具设计过程参照如下素材文献:

1)康华光,电子技术基础(模拟部分),高等教育出版社,2006

2)康华光,电子技术基础(数字部分),高等教育出版社, 2006

3)王庆有,光电传感器应用技术,机械工业出版社,2014

4)孙宝元,传感器及其应用手册,机械工业出版社, 2004

5)何希才,常用传感器应用电路的设计与实践,科学出版社, 2007

6)胡汉才,单片机原理及其接口原理(第二版),清华大学出版社, 2004

二、项目优势分析

1.项目内容新颖

    项目通过对物理学中光电开关(光电传感器)进行原理及应用的探究,紧扣物理学科发展的前沿、教学改革成果和专业人才培养需要。学生学会和掌握一些通用技术的基本知识和基本技能,掌握机器人技术及其设计的一般思想和方法,并具有一定的技术探究思维,便可以运用技术的原理解决生活中的实际问题。转化了基础性知识与前沿性知识、基本理论与日常应用的关系,即项目中将基础的物理学知识组合转化为目前国际前沿的科学性知识,将在光电传感器基本理论的基础上进行加工转化为可以让学生日常生活中应用的知识。

2.项目知识理论与操作实践向结合

    项目的设计不仅注重知识的讲解更注重知识点与实践操作的相结合,整个项目的知识讲解与动手操作比例为1/32/3。颠覆传统教育的纯讲授模式,利用课程的大部分时间来通过动手操作和实践体验,来探究老师所讲授的知识,从被动接受的传统教育模式转变为主动发现探索并从知识点中找到乐趣的理论实践相结合的新模式。

3.项目培养学生综合分析能力、解决问题的能力和创造能力

    除了符合课程开放性探究性的要求以外,课程设计的动手连接、组装微缩公交车检测到站实验电子元件及检测公交车到站是否报站,目的是通过亲身体验加深学生对基本理论的综合分析能力;通过在实践过程中遇到的问题,培养学生解决问题的能力;最后通过整个课程的学习提高学生的创造力,将创造力与生活中光电开关的应用相结合,激发孩子对过往乘坐公交车时到站播报站名经验的思考。