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智能风扇的设计
渝中区普通高中通用技术实训中心 唐红伟

一、 教学内容分析：
随着社会的发展，人工智能逐步融入我们的生活，并越来越深刻地影响着我们的生活状态。让高中学生了解人工智能的相关知识，学习并掌握智能控制设计与制作的基本技能是新课标背景下通用技术课程教学的一个重要任务和目标。本课是基于通用技术课程必修与选修模块的衔接、STEAMS教育理念与通用技术教学的融和，立足对生活中普通产品进行智能化创意设计的项目，为进一步深入培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达、物化能力等核心素养而开发出的校本课程。
二、 学情分析：
本课的教学对象为高二年级下期的学生，他们已经学习了通用技术必修一和必修二的课程，掌握了基本的技术设计和实践能力，并在本期前一阶段的学习中初步体验了makeblock软件编程，对人工智能也有一定感性上的认识，具备本课学习的知识技能和心理基础。但是他们从未经历过智能产品创意设计的过程，本课的任务对他们有一定的挑战性，需要老师进行知识技能的提升和思路方法的恰当引导。
三、教学目标：
（一）知识与技能：
1.了解人工智能的基本原理及其在生活中的普遍应用。
2.认识常见传感器并能灵活运用到产品设计中。
3.熟悉makeblock软件并能编写简单程序。
4.能够运用结构、流程、系统、控制等知识对现有产品进行智能化的改进设计。
（二）过程与方法：
通过智能风扇的设计与制作，体验产品智能化的思路与过程，在实践中理解科学、技术、工程、艺术、数学、社会之间的紧密联系和科技人文融合创新的重要性，逐步形成结构与功能、协调与控制、权衡与优化、设计与创新等技术思想和方法。
（三）情感、态度和价值观：
通过简单智能产品的设计，体验和感知智能控制的神奇，增强学生探索和学习人工智能的兴趣，在对产品不断的改进优化中培养挑战困难的勇气和开拓创新精神，形成严谨务实、协作共享的做事态度。
四、教学重、难点：
1.教学重点：智能风扇的创新设计与制作
2.教学难点：传感器的灵活运用及相应程序的编写
五、教学方法：
项目式学习、进阶式学习、“做-学-思-创”融合策略
六、教学用具：
多媒体计算机、网络、展示台、makeblock板、金属结构件、电子感应件等
七、 教学学时：1课时
八、教学过程
（一）课程导入
在科技飞速发展的今天，许多智能化产品进入大众的生活，人工智能也被越来越多的人们所熟知。
人工智能的起源：它是研究如何应用计算机的软、硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法、技术。简单来说就是能够和人一样进行感知、认知、决策、执行的人工程序或系统。
人工智能的发展：Alpha Go 以4：1战胜围棋世界冠军，韩国高手李世石九段，结束本轮人机大战。是人工智能发展的标志。
（二）生活中的人工智能
人工智能的发展，也将进一步推进人类智能化的生活，那么同学们想象中的智能生活是怎样的呢？
学生畅想智能生活：智能化的家电、智能化购物.....
同学们提到的这些啊，其实经常在电影场景中出现，下面我们一起来看一段视频。看看人工智能将在未来如何改变人们的生活。
播放视频：人工智能将会推动智能生活时代的到来，它将重塑我们的医疗，改变人们的家居，还将应用到生活中的各个领域。
（三）智能风扇的设计
智能生活必然离不开智能家用电器，随着天气逐渐变热，人们会用风扇来降温，而目前的风扇只能用手动拨动开关的方式控制，那么怎样使风扇智能化呢？设计智能风扇需要哪些步骤？
1、结构搭建
2、电路连接
3、程序设计
4、检测调试
教师介绍MBlock套件，搭建结构的零件、主控板
1.基本设计：
任务一：完成智能风扇的方案设计
教师点评方案:从材料、结构、功能等方面展开评价
任务二：完成智能风扇的结构搭建
教师巡视，协助解决问题。
基于同学们搭建的结构，同学们思考一下我们使用一个传感器——超声波传感器来控制风扇的转动，分析一下风扇的程序工作流程应该是什么样的？
任务三：绘制超声波传感器控制风扇的程序流程图

任务四：请同学们根据程序流程图完成程序编写并调试。
教师巡视指导。
2.任务进阶：
刚才大家通过超声波传感器利用距离来控制风扇的转动，那么我们还能不能进一步做出其他的智能化的功能呢？程序工作流程图又是怎样的？
任务五：绘制优化后的程序流程图

任务六：请同学们根据程序流程图完成程序编写并调试。
教师巡视，协助解决问题。
任务七：产品推介
学生以产品经理的身份从结构、功能、创意点等方面推销自己的智能风扇。
教师点评学生的表现。
（四）回顾与拓展
回顾：1.人工智能的应用领域
2.智能风扇的设计原理与编程
3.传感器的使用
拓展：1.智能风扇还可以具备哪些功能？我们可以怎样设计？
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