【新课标】信息科技跨学科案例-五年级 无人自助收银系统 简单

本帖最后由 Doughnut 于 2022-10-13 11:29 编辑

无人自助收银系统
项目来源

为满足新课标中五年级“身边的算法”内容要求，体现培养学生初步运用算法思维的习惯，形成分析简单算法的能力，设计了项目“无人自助收银系统”。

项目介绍

在“无人自助收银系统”项目中， 学生将使用摄像头识别商品，体验自助收银的过程。

通过按件扫描商品，帮助学生理解算法中的顺序结构；通过判断商品是否打折，理解分支结构；通过手动调整购买数量，理解循环结构。

学生还能设置程序中的参数，体验不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别，加深对算法的理解。

项目中的主控器为行空板，连接摄像头识别二维码，实现商品识别，通过行空板屏幕，实现数据显示和交互流程。

“无人自助收银系统”功能展示

行空板界面展示


视频

项目知识点

贴合新课标中五年级的内容要求，“无人自助收银系统”核心教学以下知识点：

1. 理解将自助收银的算法分解为开始结算、扫描商品、显示信息、调整数量、确认支付等操作步骤。

2. 了解收银算法的顺序结构为按件扫描商品，分支结构为判断商品是否打折，循环结构为根据调整的购买数量计算总价。

3. 体验不同算法解决同一问题时在时间效率上的差别。例如，设计两种不同的收银算法，第一种只能扫码结算，第二种除了扫码结算，还能手动修改购买数量。当我们结算相同的商品时，按照第一种算法，程序执行过程是先判断是否扫码，再判断扫码结果，再获取商品价格，最后更新总价；按照第二种算法，程序执行过程是先判断是否调整数量，然后更新总价。对比两种算法，第二种算法的时间效率更高。

项目原理

在设计“无人自助收银系统”算法时，可分解出如下操作步骤。

在“无人自助收银系统”算法中，可体现出顺序、分支和循环三种基本控制结构。如下图，先扫描商品，再显示信息，最后完成支付的过程体现了顺序结构。
判断商品是否为折扣商品，得出不同价格的过程体现了分支结构。

在扫描完一件商品后，判断是否支付，如果没有支付则继续扫描的过程体现了循环结构。

对比下图两种不同的收银算法。

假如需购买 3 瓶可乐，按照第一种算法，每瓶可乐都需要经过扫描商品、显示名称、获取价格、更新总价的过程；但是按照第二种算法，只有第 1 瓶可乐需要经历扫码结算的过程，第 2 瓶和第 3 瓶可乐只需要调整数量即可。

如下两幅流程图中红框框出的部分，当顾客需要购买多件同一种商品时：第二种算法需要执行的步骤更少，所以程序效率更高。

第一种：扫码结算

第二种：扫码结算&调整数量

硬件介绍

在“无人自助收银系统”中，使用主控器结合传感器，实现项目功能。

主控器为行空板（点击购买）。

传感器为摄像头（点击购买）。

各硬件功能介绍如下表。

硬件接线

“无人自助收银系统”的硬件接线原理图和接线实物图如下图。

“无人自助收银系统”接线原理图

“无人自助收银系统”接线实物图


流程图

在“无人自助收银系统”中，行空板的界面与系统控制流程图如下图所示。

行空板界面图

“无人自助收银系统”流程图

重点程序截图

“无人自助收银系统”重点程序截图如下。

“摄像头扫描二维码”程序

“判断商品是否打折”程序

外观结构设计

在“无人自助收银系统”中，为了便于课堂教学和项目展示，可利用激光激光切割技术设计外观结构。

示例结构设计和安装完成图如下图。

“无人自助收银系统”结构设计图

“无人自助收银系统”安装完成图


附件下载