第2單元第8課《碰撞運動-碰撞傳感器和機器人的避碰行走》教學實錄 2023-2024學年清華大學版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊

第2單元第8課《碰撞運動——碰撞傳感器和機器人的避碰行走》教學實錄2023—2024學年清華大學版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊一、課程基本信息

1.課程名稱：初中信息技術(shù)

2.教學年級和班級：九年級（3）班

3.授課時間：2023年4月15日

4.教學時數(shù)：1課時

本節(jié)課內(nèi)容為第2單元第8課《碰撞運動——碰撞傳感器和機器人的避碰行走》，選自2023—2024學年清華大學版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊。本節(jié)課主要講解碰撞傳感器的工作原理，以及如何利用碰撞傳感器實現(xiàn)機器人的避碰行走。內(nèi)容包括碰撞傳感器的認識、安裝與調(diào)試，以及編寫機器人避碰行走的程序。二、教學目標

1.讓學生理解碰撞傳感器的工作原理及其在機器人避碰行走中的作用。

2.培養(yǎng)學生運用信息技術(shù)解決問題的能力，包括傳感器的安裝、調(diào)試及編程。

3.引導學生通過實踐操作，提高動手能力和創(chuàng)新思維，為機器人編程打下基礎(chǔ)。三、教學策略與方法

1.情境教學

-情境導入：通過展示機器人碰撞傳感器的實際應(yīng)用場景，如智能車輛避障，激發(fā)學生對碰撞傳感器的好奇心。

-情境模擬：設(shè)置模擬機器人行走的場景，讓學生在實際操作中感受碰撞傳感器的作用。

2.互動學習

-小組討論：將學生分組，討論如何利用碰撞傳感器編寫機器人避碰程序，鼓勵學生分享想法和解決問題的方式。

-角色扮演：讓學生扮演機器人設(shè)計師和程序員，通過角色扮演來體驗傳感器安裝、調(diào)試和編程的過程。

3.反思與評價

-自我反思：課后要求學生反思本節(jié)課的學習內(nèi)容，思考如何將所學應(yīng)用于實際問題。

-同伴評價：組織學生相互評價對方的機器人避碰程序，提出改進意見，以促進相互學習和提高。四、教學方法與手段

教學方法：

1.講授法：講解碰撞傳感器的工作原理和機器人避碰行走的基本概念。

2.實驗法：通過動手實驗，讓學生親自安裝和調(diào)試碰撞傳感器，編寫避碰程序。

3.案例分析法：分析實際案例，讓學生理解碰撞傳感器在不同場景中的應(yīng)用。

教學手段：

1.多媒體教學：使用PPT展示碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理。

2.教學軟件：利用編程軟件，如Scratch或ArduinoIDE，進行機器人避碰程序的編寫和調(diào)試。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：通過互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)資料，擴展學生對機器人避碰技術(shù)的認識。五、教學過程設(shè)計

1.導入新課（5分鐘）

-展示機器人避障的實際應(yīng)用視頻，如智能車輛和自動清掃機器人，引發(fā)學生對機器人避障功能的興趣。

-提問：你們在生活中有見過哪些機器人避障的例子？它們是如何工作的？

2.新知學習（25分鐘）

-理論講解：詳細講解碰撞傳感器的工作原理，包括傳感器的類型、安裝位置及其在機器人避障中的作用。

-演示實驗：教師現(xiàn)場演示如何安裝和調(diào)試碰撞傳感器，并展示傳感器的實際反應(yīng)。

-編程基礎(chǔ)：介紹機器人避碰程序的基本結(jié)構(gòu)，包括條件判斷、循環(huán)控制等編程概念。

3.互動討論（15分鐘）

-小組討論：學生分組討論如何利用碰撞傳感器編寫機器人避碰程序，分享各自的思路和解決方案。

-編程實踐：每組學生根據(jù)討論結(jié)果，嘗試編寫簡單的機器人避碰程序，并在教師的指導下進行調(diào)試。

4.實踐應(yīng)用（15分鐘）

-機器人避碰挑戰(zhàn)：學生以小組為單位，利用編程軟件和碰撞傳感器，完成一個簡單的機器人避碰任務(wù)。

-程序優(yōu)化：學生在教師的指導下，對避碰程序進行優(yōu)化，提高避障的準確性和效率。

5.總結(jié)與反思（10分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的學習內(nèi)容，強調(diào)碰撞傳感器在機器人避障中的重要性。

-學生展示：每組學生展示自己的機器人避碰程序，并簡要介紹編程思路。

-反思討論：學生分享在編程過程中的遇到的問題和解決方法，討論如何改進程序。

6.作業(yè)布置（5分鐘）

-布置課后作業(yè)：要求學生編寫一個更復雜的機器人避碰程序，并在下一次課上展示。

-強調(diào)作業(yè)要求：程序需要包含多個條件判斷和循環(huán)控制，以及必要的注釋說明。

7.課堂結(jié)束（5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點和難點，強調(diào)學生在實踐中學習和提高的重要性。

-鼓勵學生在課后繼續(xù)探索機器人編程，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。六、教學反思與改進

這節(jié)課學生對于碰撞傳感器的理解和應(yīng)用有了較好的掌握，但在編程實踐中，一些學生對于復雜邏輯的編程還是感到有些困難。下次我會準備一些更詳細的案例，讓學生在動手之前有更多的參考。另外，我也發(fā)現(xiàn)有些學生在小組討論時參與度不高，未來我會調(diào)整分組策略，確保每個學生都能積極參與討論。此外，課后作業(yè)的難度對我來說也是一個提醒，我會在下次備課中適當調(diào)整難度，讓更多的學生能夠順利完成作業(yè)，并在實踐中提升技能。七、結(jié)語

同學們，今天我們一起學習了碰撞傳感器的基本原理和機器人的避碰行走，希望大家能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用到實際的編程實踐中。記住，科技的發(fā)展離不開我們每一個人的創(chuàng)新和努力。我希望你們在課后的練習中能夠不斷探索，勇于嘗試，將今天學到的知識轉(zhuǎn)化為自己的技能。如果遇到問題，不要害怕，要及時和老師、同學交流。我們的目標不僅是學會編程，更重要的是培養(yǎng)解決問題的能力和創(chuàng)新思維。期待下次課上看到你們更多的創(chuàng)意和成果！加油！八、作業(yè)布置與反饋

1.作業(yè)內(nèi)容

在今天的課程中，我們學習了如何利用碰撞傳感器實現(xiàn)機器人的避碰行走。為了鞏固所學知識，并進一步培養(yǎng)大家的編程能力和創(chuàng)新思維，我為大家布置以下作業(yè)：

（1）設(shè)計一個更復雜的機器人避碰程序，要求程序中包含多個條件判斷和循環(huán)控制，同時添加必要的注釋說明。

（2）記錄并分析程序編寫和調(diào)試過程中的問題及解決方法，形成一篇總結(jié)報告。

（3）結(jié)合本節(jié)課所學內(nèi)容，思考碰撞傳感器在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如智能家居、無人駕駛等，并撰寫一篇短文，闡述你的見解和設(shè)想。

2.反饋方式

在下次課堂上，我會對大家的作業(yè)進行批改，并給予反饋。我會挑選一些優(yōu)秀的作業(yè)進行分享，讓大家互相學習和借鑒。同時，我也會針對作業(yè)中的共性問題進行講解，幫助大家更好地理解和掌握相關(guān)知識。

在作業(yè)提交后，我會及時查看并給出評價。對于作業(yè)中存在的問題，我會提出具體的改進建議，幫助大家完善作品。此外，我還會在課堂上組織大家進行討論，共同探討如何優(yōu)化程序和拓展碰撞傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。

請大家按時完成作業(yè)，并在下次課堂上做好準備，分享你的成果和心得。我相信，通過這次作業(yè)的完成和反饋，大家能夠更好地掌握機器人避碰編程技能，同時激發(fā)創(chuàng)新思維，為未來的學習和發(fā)展打下堅實基礎(chǔ)。加油！九、教學資源與技術(shù)支持

教學資源庫：

為了提高初中信息技術(shù)課程的教學質(zhì)量，我們建立了完善的教學資源庫。以下是資源庫的主要內(nèi)容：

1.課件資源：包含每一課的PPT課件，其中涵蓋了本節(jié)課的主要知識點、案例分析和實踐操作步驟。課件設(shè)計注重直觀性和互動性，便于教師在授課時引導學生理解和掌握。

2.案例庫：收集了大量的真實案例和模擬案例，用于幫助學生理解碰撞傳感器在實際應(yīng)用中的工作原理和作用。案例內(nèi)容涉及機器人避障、智能家居、無人駕駛等多個領(lǐng)域。

3.視頻資源：包括教學視頻和實際操作演示視頻，通過視覺演示，讓學生更直觀地理解碰撞傳感器的工作原理和編程過程。

4.文章資源：整理了一系列與信息技術(shù)相關(guān)的文章，涵蓋機器人編程、傳感器技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域的最新發(fā)展和應(yīng)用。

5.編程工具：提供了多種編程軟件的安裝包和使用教程，如ArduinoIDE、Scratch等，方便學生在課后進行自主編程實踐。

在線學習平臺：

我們利用在線學習平臺，為學生提供靈活的學習方式和豐富的學習資源。

1.遠程教學：通過在線直播課堂，教師可以遠程為學生授課，解答學生的疑問，并進行實時互動。

2.互動討論區(qū)：學生可以在平臺上發(fā)起討論，分享學習心得，教師也可以及時回復，促進師生之間的交流。

3.作業(yè)提交與批改：學生可以通過平臺提交作業(yè)，教師在線批改并給予反饋，提高作業(yè)的效率和質(zhì)量。

4.自主學習資源：平臺提供了豐富的自主學習資源，包括課程講義、教學視頻、案例分析等，學生可以根據(jù)自己的進度進行學習。

技術(shù)支持：

為了確保教學活動的順利進行，我們提供了以下技術(shù)支持：

1.硬件設(shè)備：學校配備了足夠數(shù)量的計算機和傳感器設(shè)備，以及穩(wěn)定的網(wǎng)