第4章 創(chuàng)意制作-機器人入門 第4節(jié) 循跡小車-馬達與傳感器應(yīng)用　教學(xué)設(shè)計　2023-2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊

第4章創(chuàng)意制作——機器人入門第4節(jié)循跡小車——馬達與傳感器應(yīng)用教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊一、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是“第4章創(chuàng)意制作——機器人入門第4節(jié)循跡小車——馬達與傳感器應(yīng)用”，這一部分內(nèi)容是河大版（2023）初中信息技術(shù)第二冊中的核心內(nèi)容之一。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，學(xué)生已經(jīng)掌握了基礎(chǔ)的機器人知識，包括機器人的定義、分類以及基本結(jié)構(gòu)等，這些知識為學(xué)生理解循跡小車的原理提供了基礎(chǔ)；其次，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)傳感器的基礎(chǔ)知識，包括傳感器的定義、分類以及基本工作原理，這些知識為學(xué)生理解循跡小車中傳感器的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)；最后，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)馬達的基礎(chǔ)知識，包括馬達的定義、分類以及基本工作原理，這些知識為學(xué)生理解循跡小車中馬達的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。二、核心素養(yǎng)目標

本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力，讓學(xué)生通過動手實踐，了解循跡小車的工作原理，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維；其次，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神，讓學(xué)生在小組合作中共同完成循跡小車的制作，增強團隊合作意識；再次，培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力，讓學(xué)生在遇到問題時，能夠運用所學(xué)知識進行分析和解決；最后，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，讓學(xué)生能夠通過查閱資料，獲取關(guān)于循跡小車的相關(guān)信息，提高信息獲取和處理能力。三、教學(xué)難點與重點

1.教學(xué)重點

本節(jié)課的教學(xué)重點包括：

（1）循跡小車的工作原理：學(xué)生需要了解循跡小車是如何通過傳感器和馬達實現(xiàn)自動跟蹤軌跡的。例如，講解循跡小車是如何利用紅外傳感器檢測黑線，并控制馬達轉(zhuǎn)向，以保持小車在黑線上行駛。

（2）傳感器的應(yīng)用：學(xué)生需要理解紅外傳感器在循跡小車中的作用，例如，講解紅外傳感器如何檢測到黑線，并將信號傳遞給控制器，控制器再根據(jù)信號調(diào)整馬達的轉(zhuǎn)向。

（3）馬達的控制：學(xué)生需要掌握如何通過控制器來控制馬達的轉(zhuǎn)向和速度，例如，講解如何通過編程來控制馬達的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。

2.教學(xué)難點

本節(jié)課的教學(xué)難點包括：

（1）紅外傳感器的原理：紅外傳感器的工作原理相對復(fù)雜，學(xué)生需要理解紅外發(fā)射器、紅外接收器以及它們之間的相互作用，例如，講解紅外發(fā)射器是如何發(fā)射紅外光，紅外接收器是如何接收紅外光的，以及它們是如何檢測到黑線的。

（2）馬達的控制：馬達的控制涉及到編程，學(xué)生需要理解如何通過編程來控制馬達的轉(zhuǎn)向和速度，例如，講解如何通過編寫程序來控制馬達的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。

（3）循跡小車的組裝：循跡小車的組裝涉及到多個部件的組裝，學(xué)生需要理解每個部件的作用，以及如何將它們組裝在一起，例如，講解如何將馬達、車輪、傳感器等組裝到小車上，并確保它們能夠正常工作。四、教學(xué)資源

1.軟硬件資源：

-機器人套件（包含馬達、傳感器等組件）

-編程軟件（如Scratch或Python）

-電路連接工具（如螺絲刀、電線等）

2.課程平臺：

-信息技術(shù)教室

-小組合作工作區(qū)

3.信息化資源：

-電子課件

-視頻教程

-在線編程平臺

4.教學(xué)手段：

-講授與演示

-小組合作探究

-動手實踐操作

-交流與分享

-反饋與評價五、教學(xué)實施過程

1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標和要求，例如要求學(xué)生了解循跡小車的原理和組成部分。

設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞循跡小車課題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，例如讓學(xué)生思考循跡小車是如何通過傳感器檢測黑線的。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解循跡小車的基本原理。

思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學(xué)生提前了解循跡小車課題，為課堂學(xué)習(xí)做好準備。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

導(dǎo)入新課：通過展示循跡小車的視頻，引出循跡小車課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識點：詳細講解循跡小車的工作原理，結(jié)合實例幫助學(xué)生理解，例如講解紅外傳感器如何檢測黑線。

組織課堂活動：設(shè)計小組討論、角色扮演、實驗等活動，讓學(xué)生在實踐中掌握循跡小車的組裝和編程。

解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論、角色扮演、實驗等活動，體驗循跡小車知識的應(yīng)用。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過詳細講解，幫助學(xué)生理解循跡小車知識點。

實踐活動法：設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中掌握循跡小車技能。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學(xué)生深入理解循跡小車知識點，掌握循跡小車技能。

通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：根據(jù)循跡小車課題，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果，例如讓學(xué)生設(shè)計自己的循跡小車。

提供拓展資源：提供與循跡小車相關(guān)的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），供學(xué)生進一步學(xué)習(xí)。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學(xué)習(xí)和思考。

反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進行反思和總結(jié)，提出改進建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進行反思和總結(jié)。

作用與目的：

鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的循跡小車知識點和技能。

通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，不要寫網(wǎng)址網(wǎng)站。

-《機器人制作入門》

-《傳感器原理與應(yīng)用》

-《馬達控制技術(shù)》

2.鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究。

-了解不同類型的機器人及其應(yīng)用領(lǐng)域。

-探究傳感器的種類和工作原理。

-學(xué)習(xí)馬達的控制方法和技術(shù)。

-嘗試制作簡單的循跡小車，并對其進行改進。

-研究循跡小車的應(yīng)用場景和前景。

-查閱相關(guān)資料，了解最新的機器人技術(shù)發(fā)展動態(tài)。

-參加機器人制作競賽或活動，提升實踐能力。

-分享學(xué)習(xí)心得和經(jīng)驗，互相學(xué)習(xí)和進步。

-利用所學(xué)知識，解決實際問題或進行創(chuàng)新設(shè)計。

-深入了解機器人技術(shù)對社會的影響和意義。七、課后作業(yè)

1.設(shè)計并制作一個簡單的循跡小車，要求能夠自動沿著黑線行駛。

2.編寫程序，控制循跡小車的馬達，使其能夠根據(jù)傳感器的信號進行轉(zhuǎn)向。

3.分析循跡小車中傳感器的工作原理，并解釋其如何檢測黑線。

4.探究不同類型的馬達，并比較它們的優(yōu)缺點。

5.設(shè)計一個實驗，測試循跡小車的速度和轉(zhuǎn)向性能，并記錄實驗結(jié)果。

補充和說明舉例：

1.設(shè)計并制作循跡小車：學(xué)生需要根據(jù)所學(xué)知識，設(shè)計并制作一個能夠自動沿著黑線行駛的循跡小車。可以參考課本中的例子，使用馬達和傳感器來實現(xiàn)自動控制。

2.編寫程序控制馬達：學(xué)生需要編寫程序，控制循跡小車的馬達，使其能夠根據(jù)傳感器的信號進行轉(zhuǎn)向?？梢詤⒖颊n本中的程序示例，學(xué)習(xí)如何使用編程語言來控制馬達。

3.分析傳感器工作原理：學(xué)生需要分析循跡小車中傳感器的工作原理，并解釋其如何檢測黑線?？梢詤⒖颊n本中的相關(guān)知識，學(xué)習(xí)傳感器的原理和應(yīng)用。

4.比較不同類型的馬達：學(xué)生需要探究不同類型的馬達，并比較它們的優(yōu)缺點?？梢詤⒖颊n本中的內(nèi)容，了解不同馬達的特點和應(yīng)用場景。

5.設(shè)計實驗測試循跡小車性能：學(xué)生需要設(shè)計一個實驗，測試循跡小車的速度和轉(zhuǎn)向性能，并記錄實驗結(jié)果?？梢詤⒖颊n本中的實驗方法，學(xué)習(xí)如何進行實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析。八、教學(xué)反思與總結(jié)

在回顧這節(jié)課的教學(xué)過程時，我發(fā)現(xiàn)了一些值得反思的地方。首先，在教學(xué)方法上，我發(fā)現(xiàn)講授結(jié)合實踐的方式能更好地幫助學(xué)生理解知識。例如，在講解循跡小車的工作原理時，通過讓學(xué)生親自組裝小車并編寫程序，他們能更直觀地理解理論知識。然而，我也注意到在課堂管理上存在一些問題。比如，在小組合作活動中，有些學(xué)生不夠積極參與，這提示我需要更好地設(shè)計課堂活動，以激發(fā)所有學(xué)生的興趣。

另一方面，我也看到了學(xué)生在知識、技能和情感態(tài)度方面的進步。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生們不僅掌握了循跡小車的基本原理，還學(xué)會了如何編寫程序來控制小車。更重要的是，他們在合作中培養(yǎng)了團隊精神，這讓我感到非常欣慰。

然而