第2單元第9課《循線而走-地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》-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2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》-說課稿2023—2024學年清華大學版（2012）初中信息技術九年級下冊一、設計思路

本節(jié)課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》的設計思路是以學生為中心，結(jié)合九年級學生的認知水平，以實際操作和探究為主線，通過對地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人循線行走原理的學習，引導學生動手實踐，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和動手能力。首先，通過講解地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟?，讓學生理解其功能及應用；接著，引導學生分析機器人的循線行走原理，并設計相關的實驗；最后，組織學生進行小組討論和作品展示，以達到鞏固知識、提高技能的目的。本節(jié)課內(nèi)容與課本緊密結(jié)合，旨在提高學生對信息技術學科的興趣，為后續(xù)學習打下堅實基礎。二、核心素養(yǎng)目標

1.信息意識：培養(yǎng)學生主動獲取、處理和應用信息的能力，通過探究地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人循線行走原理，提高學生對信息技術在生活中的應用意識。

2.計算思維：訓練學生運用邏輯思維分析問題，設計解決問題的方案，并在實踐中調(diào)整優(yōu)化，發(fā)展學生的計算思維。

3.創(chuàng)新實踐：激發(fā)學生創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生動手操作和實踐能力，通過小組合作完成機器人循線行走的設計與制作，提升學生的創(chuàng)新實踐素養(yǎng)。三、學情分析

九年級的學生在知識層面已具有一定的信息技術基礎，對傳感器和機器人有初步的了解，但深入的應用和操作經(jīng)驗尚不足。在能力方面，學生的邏輯思維能力和動手實踐能力逐漸增強，能夠跟隨指導進行較為復雜的實驗操作。素質(zhì)方面，學生具備一定的團隊合作精神和問題解決能力，但個別學生可能在團隊協(xié)作中表現(xiàn)出依賴性。

在行為習慣上，九年級學生已形成一定的自主學習習慣，但注意力容易分散，需要通過有趣的教學活動來維持其學習興趣。此外，部分學生可能對理論知識的掌握較為扎實，但動手實踐時缺乏耐心和細致。

這些學情特點對課程學習產(chǎn)生了直接影響。在《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走》這一課中，需要充分考慮學生的知識基礎和動手能力，設計符合學生認知水平的實踐活動，激發(fā)其學習興趣，同時注重培養(yǎng)學生的團隊合作精神和問題解決能力。四、教學資源準備

1.教材：確保每位學生都配備《初中信息技術九年級下冊》教材，以便于學生跟隨教學進度自學和復習。

2.輔助材料：準備與地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人循線行走相關的教學視頻、PPT演示文稿，以及傳感器和機器人工作原理的圖文資料。

3.實驗器材：準備足夠的傳感器模塊、機器人套件、連接線、電源等實驗器材，并提前檢查其完整性和功能性，確保實驗安全順利進行。

4.教室布置：將教室分為講解區(qū)、實驗操作區(qū)，每組配備實驗桌椅和實驗器材，確保學生能在寬敞、有序的環(huán)境中學習與實踐。五、教學過程設計

1.導入環(huán)節(jié)（用時5分鐘）

-創(chuàng)設情境：播放一段機器人循線行走的視頻，讓學生觀察并思考機器人是如何識別路徑并準確行走的。

-提出問題：引導學生思考循線行走背后的原理是什么，地面?zhèn)鞲衅魇侨绾喂ぷ鞯摹?/p>

2.講授新課（用時15分鐘）

-知識講解：詳細講解地面?zhèn)鞲衅鞯脑砗蜋C器人的循線行走機制，包括傳感器的種類、工作原理以及如何通過傳感器收集信息來控制機器人的運動。

-案例分析：通過具體案例分析，讓學生理解傳感器在實際應用中的作用，如自動導航車、智能家居系統(tǒng)等。

3.互動討論（用時10分鐘）

-分組討論：學生分組討論如何利用傳感器設計一個簡單的循線機器人。

-分享成果：每組選取一名代表分享本組的討論成果，教師對學生的設計方案進行點評和指導。

4.鞏固練習（用時10分鐘）

-實踐操作：學生利用提供的實驗器材，動手搭建一個簡單的循線機器人。

-問題解決：在搭建過程中，教師巡回指導，幫助學生解決遇到的技術問題，確保每個學生都能完成搭建。

5.課堂提問（用時5分鐘）

-提問環(huán)節(jié)：教師針對本節(jié)課的重點內(nèi)容提出問題，檢查學生對知識點的掌握情況。

-學生回答：學生積極回答問題，教師對學生的回答進行評價和總結(jié)。

6.總結(jié)反饋（用時5分鐘）

-教師總結(jié)：教師對本節(jié)課的學習內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)重點和難點。

-學生反饋：學生反饋本節(jié)課的學習感受，提出疑問或建議。

7.作業(yè)布置（用時5分鐘）

-布置作業(yè)：教師布置相關的作業(yè)，要求學生課后進一步探究地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的應用。

在教學過程中，注重師生互動，通過提問、討論等方式激發(fā)學生的思考，培養(yǎng)學生的信息意識和計算思維。同時，通過實踐操作，提高學生的創(chuàng)新實踐能力。整個教學過程緊扣實際學情，注重解決重難點問題，促進學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。六、知識點梳理

1.地面?zhèn)鞲衅鞯母拍钆c種類

-傳感器的定義：傳感器是一種能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的裝置。

-地面?zhèn)鞲衅鞯姆N類：包括紅外傳感器、超聲波傳感器、光敏傳感器等，每種傳感器都有其特定的檢測原理和應用場景。

2.地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟?/p>

-紅外傳感器：利用物體發(fā)射的紅外線進行檢測，當物體接近傳感器時，傳感器輸出信號。

-超聲波傳感器：通過發(fā)射和接收超聲波來檢測物體的距離，根據(jù)回聲的時間差計算出距離。

-光敏傳感器：利用光線的強弱變化來檢測物體的存在，當物體遮擋光線時，傳感器輸出信號。

3.機器人的循線行走原理

-機器人循線行走的基本原理：機器人通過地面?zhèn)鞲衅鳈z測路徑，根據(jù)傳感器輸出信號控制機器人的運動方向和速度。

-機器人的控制方式：包括閉環(huán)控制和開環(huán)控制，閉環(huán)控制會根據(jù)傳感器的反饋信號調(diào)整機器人的運動狀態(tài)，而開環(huán)控制則不依賴反饋信號。

4.機器人循線行走的設計與實現(xiàn)

-設計原則：確保機器人能夠準確地識別路徑，穩(wěn)定地行走，避免偏離路徑。

-實現(xiàn)方法：通過編寫程序，控制機器人的電機轉(zhuǎn)動，使機器人沿著設定的路徑行走。

-實驗步驟：搭建機器人硬件，編寫程序，調(diào)試程序，進行循線行走實驗。

5.傳感器信號的處理與應用

-信號處理：傳感器收集到的信號需要進行濾波、放大等處理，以提高信號的準確性和可靠性。

-信號應用：處理后的信號用于控制機器人的運動，或者用于其他自動化系統(tǒng)的控制。

6.機器人循線行走中的問題與解決方法

-常見問題：路徑識別不準確、機器人行走不穩(wěn)定、傳感器信號干擾等。

-解決方法：優(yōu)化路徑設計、調(diào)整機器人結(jié)構(gòu)、改進信號處理算法等。

7.機器人循線行走的應用領域

-工業(yè)應用：用于自動化生產(chǎn)線上的物料搬運、質(zhì)量檢測等。

-服務機器人：用于倉儲管理、環(huán)境監(jiān)測、安全巡邏等。

-教育領域：作為教學工具，幫助學生理解自動化和機器人技術。

本節(jié)課的知識點梳理涵蓋了地面?zhèn)鞲衅鞯母拍?、工作原理、機器人的循線行走原理、設計與實現(xiàn)、傳感器信號的處理與應用、機器人循線行走中的問題與解決方法以及應用領域，為學生提供了一個全面的學習框架。通過掌握這些知識點，學生能夠更好地理解地面?zhèn)鞲衅骱蜋C器人的循線行走，并將其應用于實際項目中。七、內(nèi)容邏輯關系

①地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟砼c機器人的循線行走原理

-重點知識點：傳感器的種類、工作原理、信號轉(zhuǎn)換

-重點詞句：“傳感器是機器人感知環(huán)境的‘眼睛’”、“信號轉(zhuǎn)換確保了信息的準確傳遞”

②機器人循線行走的設計與實現(xiàn)

-重點知識點：循線行走的設計原則、程序編寫、硬件搭建

-重點詞句：“設計合理的循線路徑是關鍵”、“編寫程序?qū)崿F(xiàn)精準控制”

③傳感器信號處理與問題解決

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