单元五 · 反应测试有方法
第17课 设计反应测试仪

一、学习目标
- 学会设计小型的控制系统。
- 能熟练绘制控制系统工作过程示意图。
- 初步具备统筹规划的意识,逐步提升创新能力。
二、情境导入
锻炼反应力对日常生活、学习、工作和运动都有好处:能改善注意力分配,面对多任务时更快切换到重要的事;也能提高协调性、平衡性和灵活性,提升运动表现、减少运动伤害。
想一想:你也想锻炼自己的反应能力吗?本课我们就来设计一台反应测试仪。
三、核心讲解
本课学习路径:
1明确功能、硬件与工作过程
2明确刺激与检测响应
3补全工作过程示意图
1.明确反应测试仪的功能、硬件支持和工作过程
小组活动建议先完成下面这张分析表(可边讨论边填):
- 明确反应测试仪控制系统主要包含哪些功能。
- 对照 MixGo Mini,看板上有哪些硬件能支持这些功能(实现不了的也可先写进规划)。
- 把整台仪器看作控制系统,用「输入—计算—输出」简述工作过程。
| 分析项目 | 描述 |
|---|---|
| 任务主题 | 设计「反应测试仪」 |
| 系统的功能 | 1.提供反应刺激;2.测量反应时间;3.记录反应时间;4.反馈反应时间;5.其他额外功能(如训练奖励) |
| 主要硬件支持 | 1.蜂鸣器、RGB 灯、LED 灯阵等;2.内置时钟;3.CPU 与内存;4.LED 灯阵显示;5.其他硬件 |
| 工作过程简要描述 | 发出刺激并开始计时(输入)→ 等待人的反应并计算时间(计算)→ 在显示屏上呈现结果(输出) |
想一想:你们小组还想加什么「额外功能」?对应需要哪些硬件?
2.明确要提供的刺激与检测的响应
- 确定计划给出的刺激(如彩色灯光、声音等)。
- 确定测试对象要做出的反应类型,且要可测量、易测量。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 小组编号 | 第四组 |
| 刺激源及其特点 | 视觉刺激:常以闪光、颜色变化、图形或文字出现的方式呈现 |
| 反应监测方式 | 看到灯光闪烁或图形出现时,立即按下按钮 |
想一想:声音刺激和灯光刺激,哪种对你们班级同学更容易测准?为什么?
3.补充系统工作过程与人的反应过程示意图
把控制系统画成「输入 → 计算 → 输出」三框示意,再对照人的反应过程。
(1)反应测试仪系统工作过程
输入
发出新刺激;系统开始记录时间;等待按钮被按下
计算
计算检测到的反应时间;记录反应时间
输出
呈现反应时间(显示/播报等)
(2)人的反应过程
输入
外界刺激(如灯光亮起)
计算
根据测试要求给出反应指令
输出
执行反应指令(如按下按钮)
设计要点清楚后,再到下方实验室:先在控制台保存规则,再完成一轮试测。
四、动手体验 · 场景仿真
在下方场景中操作设备,观察控制效果(本课无官方板载程序,已按课题生成场景交互)。
实验室 · 设计并试测
在控制台设计规则,再到桌上测试仪完成一轮试测。
五、课堂总结
- 设计小型控制系统通常包括需求分析、系统设计、硬件选型、软件开发、调试与测试等步骤;本课重点练系统设计和硬件选型。
- 系统设计要明确总体结构(输入、处理、输出),并选择合适的控制策略(开环或闭环等)。
- 选型硬件时,要按测量对象选择传感器,并考虑精度、响应时间和测量范围。
六、拓展提升
人除了对外界突然刺激做出反应,还会时刻监测体温,并通过排汗、毛孔收缩等反应调节体温。试着补全体温控制系统示意:
输入
检测到的当前体温
计算
与正常体温比较,生成调节指令
输出
排汗 / 毛孔收缩等;结果再反馈到检测
测评
对照本课学习目标作答;选出后点「检查」。答错会显示简短说明。
-
本课学习目标不包括下列哪一项?
-
用「输入—计算—输出」描述反应测试仪时,下列哪项最合适?
-
设计刺激与监测方式时,下列哪项更合理?
本节小结
回顾:功能与硬件分析表、刺激与监测设计表,以及「输入—计算—输出」示意图。完成下方仿真与测评。