第7課 昂首闊步-紅外傳感器和機器人的避障行走　　說課稿　 2023-2024學年清華大學版（2012）初中信息技術九年級下冊

第7課昂首闊步——紅外傳感器和機器人的避障行走說課稿2023—2024學年清華大學版（2012）初中信息技術九年級下冊科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第7課昂首闊步——紅外傳感器和機器人的避障行走說課稿2023—2024學年清華大學版（2012）初中信息技術九年級下冊設計意圖本節(jié)課旨在通過學習紅外傳感器的基本原理和機器人的避障行走設計，培養(yǎng)學生對傳感技術和智能控制的基本理解，提高學生的實踐操作能力和創(chuàng)新思維。結合九年級學生的認知水平，課程內容緊密圍繞教材，通過理論與實踐相結合的方式，讓學生在動手實踐中掌握紅外傳感器在機器人避障中的應用，為后續(xù)學習更復雜的智能控制系統(tǒng)打下基礎。核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課核心素養(yǎng)目標聚焦于信息意識、計算思維和創(chuàng)新意識。通過學習紅外傳感器的工作原理和編程實踐，培養(yǎng)學生主動獲取信息、處理信息的能力，增強信息意識；在機器人避障行走的設計過程中，訓練學生的邏輯思維和問題解決能力，提升計算思維；同時，鼓勵學生將所學知識應用于實際情境，激發(fā)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)其創(chuàng)新實踐能力。這些目標的實現，有助于學生形成適應未來社會的關鍵能力和必備品質。教學難點與重點1.教學重點

本節(jié)課的教學重點是紅外傳感器的工作原理及其在機器人避障行走中的應用。具體包括：

-紅外傳感器的基本構造和原理：學生需要理解紅外傳感器如何檢測障礙物，包括其發(fā)射和接收紅外線的原理。

-編程控制機器人避障：學生需要掌握如何編寫程序，使機器人能夠根據紅外傳感器的信號進行避障行走，如使用條件語句和循環(huán)語句來控制機器人的行動。

2.教學難點

本節(jié)課的教學難點主要涉及以下幾個方面：

-紅外傳感器的工作原理：學生可能難以理解紅外線的工作機制，例如紅外線的發(fā)射、接收和反射原理。舉例來說，教師可以通過演示實驗，讓學生直觀地看到紅外線遇到障礙物時的反射現象，幫助學生理解傳感器的檢測原理。

-機器人避障程序的編寫：編寫程序時，如何準確地使用邏輯判斷和條件語句是學生的一個難點。例如，學生可能不知道如何設置合適的閾值來判斷障礙物的距離，或者如何在程序中實現機器人對障礙物的有效避讓。教師可以通過逐步引導和示例代碼，幫助學生理解并掌握編程技巧，突破這一難點。具體包括：

-條件語句的正確使用：學生可能難以理解何時使用“如果”、“否則”等條件語句，以及如何將傳感器數據與這些語句結合起來。

-循環(huán)語句的應用：在機器人避障過程中，如何使用循環(huán)語句來持續(xù)檢測障礙物并調整行進方向，這也是學生需要克服的一個難點。教學資源-軟硬件資源：紅外傳感器模塊、Arduino控制板、電機驅動板、直流電機、輪式機器人底盤、連接線、電腦編程軟件（如ArduinoIDE）。

-課程平臺：學校內部網絡教學平臺，用于上傳教學資料和作業(yè)。

-信息化資源：教學PPT、編程示例代碼、紅外傳感器原理動畫或視頻。

-教學手段：小組合作學習、問題驅動法、演示法、實踐操作指導。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對紅外傳感器和機器人避障的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

-開場提問：“同學們，你們在生活中見到過哪些智能機器人？它們是如何感知周圍環(huán)境的呢？”

-展示一些智能機器人避障的視頻片段，讓學生初步感受紅外傳感器在機器人避障中的應用。

-簡短介紹紅外傳感器的基本概念和其在機器人技術中的重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.紅外傳感器基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解紅外傳感器的基本概念、組成部分和原理。

過程：

-講解紅外傳感器的定義，介紹其發(fā)射和接收紅外線的基本原理。

-詳細介紹紅外傳感器的組成部分，如發(fā)射器、接收器等。

-通過實例講解紅外傳感器在實際生活中的應用，如自動門、智能照明等。

3.機器人避障案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解紅外傳感器在機器人避障中的應用。

過程：

-選擇幾個典型的機器人避障案例進行分析，如輪式機器人的紅外避障、無人車的紅外導航等。

-詳細介紹每個案例的背景、紅外傳感器的應用原理和避障策略。

-引導學生思考這些案例在實際生活或學習中的應用，如何利用紅外傳感器解決實際問題。

-小組討論：讓學生分組討論紅外傳感器在機器人避障中的未來發(fā)展或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

-將學生分成若干小組，每組選擇一個與紅外傳感器相關的機器人避障主題進行深入討論。

-小組內討論該主題的現狀、技術挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

-每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對紅外傳感器在機器人避障中應用的認識和理解。

過程：

-各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現狀、技術挑戰(zhàn)及解決方案。

-其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

-教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內容，強調紅外傳感器在機器人避障中的重要性。

過程：

-簡要回顧本節(jié)課的學習內容，包括紅外傳感器的基本概念、案例分析等。

-強調紅外傳感器在機器人避障中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用。

-布置課后作業(yè)：讓學生撰寫一篇關于紅外傳感器在機器人避障中應用的短文或報告，以鞏固學習效果。學生學習效果學生學習效果

1.知識掌握方面：

-學生能夠準確地描述紅外傳感器的工作原理，理解其發(fā)射和接收紅外線的基本機制。

-學生掌握了如何使用紅外傳感器進行機器人避障的編程方法，能夠編寫簡單的控制程序。

-學生了解了紅外傳感器在現實生活中的應用，如智能家居、自動化控制等領域。

2.技能提升方面：

-學生通過動手實踐，提升了操作機器人硬件和軟件的能力，能夠獨立完成紅外傳感器與機器人控制板的連接。

-學生在編程實踐中，提高了邏輯思維和問題解決能力，能夠根據傳感器的反饋調整機器人行為。

-學生通過小組合作，增強了溝通協(xié)作能力，學會了在團隊中分享想法和解決問題。

3.思維發(fā)展方面：

-學生在分析紅外傳感器案例時，培養(yǎng)了分析問題和解決問題的能力，能夠從實際情境中提煉關鍵信息。

-學生在討論紅外傳感器的未來發(fā)展時，展現了創(chuàng)新思維，提出了多種改進和應用的設想。

-學生通過本節(jié)課的學習，對智能控制技術產生了濃厚的興趣，激發(fā)了進一步學習和探索的熱情。

4.應用能力方面：

-學生能夠將所學知識應用于實際項目中，例如設計并制作一個簡單的紅外避障機器人。

-學生在課后作業(yè)中，能夠撰寫關于紅外傳感器應用的報告，將理論與實踐相結合。

-學生在日常生活中，開始關注紅外傳感器相關的科技產品，提高了對科技現象的敏感度。教學反思與總結這節(jié)課從紅外傳感器的原理到機器人的避障行走，我嘗試著引導學生從理論到實踐，再從實踐到理論，形成一個良性循環(huán)的學習過程。以下是我對本次教學的一些反思和總結。

教學反思：

在設計課程時，我注重了理論與實踐的結合，但在實際操作環(huán)節(jié)，我發(fā)現部分學生對硬件的連接和編程軟件的使用不夠熟練，導致實踐環(huán)節(jié)的進展不如預期。這提醒我，在今后的教學中，我需要更多地關注學生的實際操作能力，提前準備一些簡單的操作指導或視頻教程，幫助學生更快地掌握必要的技能。

在講解紅外傳感器的工作原理時，我發(fā)現學生對于紅外線的概念有些模糊。盡管我使用了動畫和視頻輔助教學，但仍有學生表示難以理解。這讓我意識到，可能需要更多直觀的教具或者實驗來幫助學生形象地理解抽象的物理概念。

此外，在小組討論環(huán)節(jié)，雖然學生們的參與度很高，但我注意到一些小組的合作并不十分有效，有的學生似乎沒有參與到討論中。這可能是因為我對小組合作學習的引導不夠，今后我需要更細致地組織這一環(huán)節(jié)，確保每個學生都能積極參與。

教學總結：

總體來看，學生對紅外傳感器的基本原理和機器人的避障行走有了較好的理解。他們在實踐環(huán)節(jié)中展現出了很高的興趣，許多學生能夠獨立完成編程任務，并在機器人的避障行走中取得了成功。這表明他們在知識掌握和技能提升方面都有了顯著的進步。

在情感態(tài)度方面，學生對智能控制技術的興趣明顯提升，他們在討論環(huán)節(jié)提出了許多有創(chuàng)意的想法，對未來的學習充滿了期待。但同時，我也發(fā)現了一些不足，比如學生在團隊協(xié)作和問題解決方面的能力還有待提高。

針對教學中