义务教育版（2024）八年级全一册信息科技 第12课 刷卡开锁易实现 教案.docxVIP

中学八年级信息科技教学设计

课题

第12课刷卡开锁易实现

核心素养目标

信息意识：使学生意识到RFID技术在门禁系统中对信息识别与处理的重要性，了解其如何通过电子标签编码传递关键信息。

计算思维：帮助学生理解刷卡开锁过程中控制模块对电子标签数据的逻辑判断与处理算法，建立起初步的程序逻辑框架。

数字化学习与创新：鼓励学生利用互联网资源和编程工具，自主探索RFID门锁系统相关知识和技术，如查阅电子标签编码规范、学习舵机控制代码示例等。

信息社会责任：强调学生在使用和开发RFID门锁系统时，要遵循相关的隐私保护法规和道德规范，确保用户信息安全。

教学重点

RFID门锁系统的工作流程。刷卡开锁功能的输入、计算和输出模块分析与实现。编写代码实现刷卡开锁及相关功能拓展。

教学难点

理解控制模块对电子标签数据的判断逻辑和处理方式。

准确编写代码实现电子标签编码与用户身份数据的关联及显示功能。

教学方法

讲解，演示

学习方法

探索，讨论

教学用具

计算机，互联网

教学过程

导入

新课

传统的机械锁只能使用钥匙开锁。钥匙不仅容易被复制，而且丢失后可能需要更换锁体。把日常生活的门锁与RFID有机结合，不仅使感应卡有了钥匙的功能，还能对钥匙进行管理。把门锁与射频识别技术结合，感应卡就有了钥匙的功能。

刷卡开锁功能是如何实现的？

教学

过程

12.1了解刷卡开锁的工作流程

RFID门锁系统由内置电子标签的门禁卡、读卡器、控制模块和锁体等组成。门禁卡一旦靠近读卡器，存储在电子标签中的数据就会被读卡器自动读出来并发送至控制模块，控制模块判断数据正确后，控制打开门锁。

学习活动1

描述RFID门锁系统的工作过程。

12.1了解刷卡开锁的工作流程

RFID门锁系统由内置电子标签的门禁卡、读卡器、控制模块和锁体等组成。门禁卡一旦靠近读卡器，存储在电子标签中的数据就会被读卡器自动读出来并发送至控制模块，控制模块判断数据正确后，控制打开门锁。

12.2分析刷卡开锁功能

依据RFID门锁系统的工作过程，一个完整的刷卡开锁功能可以分为输入、计算和输出三个模块，如表12.1所示。

表12.1刷卡开锁功能分析

模块

硬件

实现思路

输入模块

电子标签、RFID读卡器

读取电子标签的编号

计算模块

主控板

用列表存储电子标签编号，判断编号是否在列表中

输出模块

舵机

模拟打开门锁

学习活动2

体验舵机模拟开锁

1.连接主控板和舵机。舵机是一种位置（角度）调节的驱动器。常见的舵机可调节角度为0°到180°,可以用来模拟系统要输出的开锁动作。

2.实现舵机转动模拟开锁功能，主要代码如图12.1所示。

3.把程序烧录到主控板，观察舵机转动。

（学习活动2的重点是让学生通过连接舵机和运行程序，了解硬件连接的步骤和执行程序的工作过程。servo类是用于控制舵机的类，通过设置角度来控制舵机的位置，可以根据需要灵活设定）

学习活动3

任务1设计模拟实现算法

把电子标签编码作为用户身份数据存储在列表中，当获取的门禁卡编码在列表中时，执行开锁动作。

任务2实现刷卡开锁功能

1.连接RFID读卡器模块、主控板和舵机。

2.把第7课中记录的电子标签编号保存在列表中。

3.编程实现RFID刷卡开锁功能，主要代码如图12.2所示。

（学习活动3重点聚焦两个问题，一是如何预先存储小区住户的门禁卡数据，二是如何判定获取的门禁卡数据是合法的。教师可以采取讲解示范的策略，引导学生经历“功能分析—硬件搭建—编程实现—测试验证”功能实现的流程，形成解决问题的路径，为后续的学习作准备。）

课堂小结

1．电子标签的编码具有唯一性。

2．RFID门锁系统可以划分为输入、计算、输出模块。

3．利用RFID技术，可以模拟实现刷卡开锁功能。

分层作业

为了实现对进入小区人员的精准管理，通常将门禁卡和业主身份数据关联，利用标签编号的唯一性来标识用户身份。尝试实现用户刷门禁卡时，在显示屏上显示用户姓名。

板书设计

第12课刷卡开锁易实现

课后反思

通过本节课的教学，学生对RFID门锁系统有了较为全面的认识和实践体验。在教学过程中，学生对硬件连接和代码编写部分表现出较高的兴趣，但部分学生在理解控制模块的逻辑和复杂代码编写时遇到困难。在今后的教学中，可增加更多的实例演示和小组讨论环节，帮助学生更好地理解和掌握相关知识与技能，同时进一步加强对学生实践操作的指导和反馈，提高教学效果。

组长审批、

签字

年月日