第四章第四節(jié)《智慧車（二）》教學(xué)設(shè)計　2023-2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)九年級下冊

第四章第四節(jié)《智慧車（二）》教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年河大版（2023）初中信息技術(shù)九年級下冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、設(shè)計思路本節(jié)課以河大版初中信息技術(shù)九年級下冊第四章第四節(jié)《智慧車（二）》為教學(xué)內(nèi)容，圍繞智慧車的基本原理和編程方法進(jìn)行教學(xué)。設(shè)計思路為：首先通過案例引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；接著講解智慧車的工作原理，幫助學(xué)生理解相關(guān)知識；然后進(jìn)行編程實踐，鞏固所學(xué)知識；最后通過拓展練習(xí)，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。整個教學(xué)過程注重理論與實踐相結(jié)合，旨在培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新精神。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，通過學(xué)習(xí)智慧車的基本原理和編程，提升學(xué)生對信息技術(shù)應(yīng)用的理解和認(rèn)識。增強計算思維，通過編程實踐，鍛煉學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力。提高數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的能力，讓學(xué)生在動手實踐中學(xué)會運用技術(shù)工具進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。三、學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了信息技術(shù)基礎(chǔ)、計算機硬件、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)等知識，具備一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)和編程基礎(chǔ)，能夠理解基本的程序結(jié)構(gòu)。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：學(xué)生對信息技術(shù)課程普遍保持較高興趣，尤其對實踐性強的課程內(nèi)容更感興趣。學(xué)生在能力上能夠跟隨教師的教學(xué)進(jìn)度，但在編程能力和問題解決能力上存在個體差異。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于動手操作，通過實踐來學(xué)習(xí)；而另一部分學(xué)生則更偏好理論學(xué)習(xí)，需要教師引導(dǎo)他們進(jìn)行實踐與理論相結(jié)合的學(xué)習(xí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：部分學(xué)生在理解編程邏輯和算法方面存在困難，需要教師通過耐心講解和逐步引導(dǎo)來幫助理解。此外，學(xué)生在編寫程序時可能遇到代碼調(diào)試和錯誤處理的問題，需要教師提供有效的指導(dǎo)和幫助。同時，對于一些編程基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，可能需要更多的時間來適應(yīng)和掌握編程技能。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的河大版初中信息技術(shù)九年級下冊教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的智慧車原理介紹視頻、編程操作步驟圖解、成功案例圖片等。

3.實驗器材：準(zhǔn)備智能車套件、編程設(shè)備、連接線等實驗器材，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，配備實驗操作臺，以便學(xué)生進(jìn)行小組合作和實驗操作。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示智慧車在實際生活中的應(yīng)用場景，如校園巡邏、物流配送等，提問學(xué)生對于這些應(yīng)用的好奇和興趣點。

-回顧舊知：簡要回顧上節(jié)課關(guān)于智慧車的基礎(chǔ)知識，包括車體結(jié)構(gòu)、傳感器類型等，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和鞏固已有知識。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：詳細(xì)介紹本節(jié)課要學(xué)習(xí)的智慧車編程知識，包括編程環(huán)境搭建、編程語言基礎(chǔ)、程序編寫步驟等。

-舉例說明：通過實際編程案例，如智能車避障、循線行駛等，展示編程過程，幫助學(xué)生理解編程知識。

-互動探究：分組討論，讓學(xué)生提出問題，共同探討編程過程中可能遇到的困難和解決方案。

3.實踐操作（約40分鐘）

-學(xué)生活動：讓學(xué)生分組進(jìn)行編程實踐，動手搭建智慧車，編寫程序?qū)崿F(xiàn)特定功能。

-教師指導(dǎo)：教師巡回指導(dǎo)，針對學(xué)生在編程過程中遇到的問題進(jìn)行解答和幫助，確保學(xué)生順利完成實踐任務(wù)。

4.成果展示與評價（約15分鐘）

-學(xué)生展示：每組派代表展示自己的編程成果，包括智慧車的功能實現(xiàn)和程序代碼。

-教師評價：對學(xué)生的編程成果進(jìn)行評價，肯定優(yōu)點，指出不足，并提出改進(jìn)建議。

5.鞏固練習(xí)（約20分鐘）

-學(xué)生活動：學(xué)生根據(jù)教師提供的練習(xí)題目，獨立完成編程練習(xí)，鞏固所學(xué)知識。

-教師指導(dǎo)：教師巡視學(xué)生練習(xí)情況，解答學(xué)生在練習(xí)過程中遇到的問題。

6.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-教師總結(jié)：對本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強調(diào)重點和難點。

-學(xué)生反思：學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，總結(jié)自己在編程過程中的收獲和不足，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)過程中，教師需關(guān)注以下幾點：

1.注重學(xué)生個體差異，因材施教，確保每位學(xué)生都能跟上教學(xué)進(jìn)度。

2.鼓勵學(xué)生積極參與，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力和溝通能力。

3.強化實踐操作，讓學(xué)生在實際操作中掌握編程知識。

4.及時反饋教學(xué)效果，調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)質(zhì)量。六、知識點梳理1.智慧車的基本原理：

-智慧車的構(gòu)成：包括車體、傳感器、控制器、執(zhí)行器等部分。

-傳感器的作用：用于感知環(huán)境信息，如紅外傳感器、超聲波傳感器、光電傳感器等。

-控制器的作用：根據(jù)傳感器收集到的信息，進(jìn)行決策和處理，控制執(zhí)行器的動作。

2.智慧車的編程環(huán)境：

-編程語言：如Python、C++等，適合用于智慧車的編程。

-編程工具：如集成開發(fā)環(huán)境（IDE），提供代碼編寫、調(diào)試和運行的功能。

3.程序編寫步驟：

-需求分析：明確智慧車要實現(xiàn)的功能和目標(biāo)。

-設(shè)計算法：根據(jù)需求分析，設(shè)計解決問題的算法。

-編寫代碼：根據(jù)設(shè)計好的算法，編寫程序代碼。

-調(diào)試程序：運行程序，檢查是否存在錯誤，并進(jìn)行修改。

4.智慧車編程實例：

-避障程序：使用紅外傳感器檢測前方障礙物，控制車體避開障礙物。

-循線行駛程序：使用光電傳感器檢測地面上的線條，控制車體沿線條行駛。

-自動巡線程序：結(jié)合避障和循線行駛，使車體在復(fù)雜環(huán)境中自動巡線。

5.程序調(diào)試與優(yōu)化：

-調(diào)試方法：使用調(diào)試工具，觀察程序運行狀態(tài)，找出并修正錯誤。

-優(yōu)化策略：分析程序運行效率，進(jìn)行代碼優(yōu)化，提高程序性能。

6.智慧車編程拓展：

-多傳感器融合：結(jié)合多種傳感器，提高智慧車的感知能力。

-人工智能應(yīng)用：將人工智能技術(shù)應(yīng)用于智慧車，實現(xiàn)更高級的功能。

-云計算與大數(shù)據(jù)：利用云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)智慧車遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

7.智慧車項目實踐：

-項目選題：根據(jù)實際需求，選擇合適的智慧車項目進(jìn)行實踐。

-項目規(guī)劃：制定項目進(jìn)度計劃，明確各階段任務(wù)和目標(biāo)。

-項目實施：按照規(guī)劃，完成項目實施，包括硬件搭建、編程調(diào)試等。

-項目評估：對項目成果進(jìn)行評估，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，為后續(xù)項目提供參考。

8.智慧車安全與倫理：

-安全意識：提高學(xué)生對智慧車安全問題的認(rèn)識，確保項目實施過程中的安全。

-倫理問題：關(guān)注智慧車在應(yīng)用過程中可能涉及的倫理問題，如隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全等。七、課堂1.課堂提問與回答：

-通過提問環(huán)節(jié)，檢驗學(xué)生對智慧車編程知識的掌握程度。

-觀察學(xué)生在回答問題時展現(xiàn)出的邏輯思維和問題解決能力。

-針對學(xué)生的回答，給予及時反饋和評價，鼓勵正確答案，糾正錯誤理解。

2.觀察學(xué)生參與度：

-注意學(xué)生在課堂上的參與程度，包括提問、討論和實驗操作。

-觀察學(xué)生在小組合作中的表現(xiàn)，如溝通能力、分工合作和解決問題的能力。

-對于參與度較低的學(xué)生，給予關(guān)注和鼓勵，幫助他們?nèi)谌胝n堂活動。

3.實踐操作評價：

-觀察學(xué)生在編程實踐中的操作步驟，確保其符合編程規(guī)范。

-評估學(xué)生在實驗過程中遇到問題的解決能力，以及解決問題的效率。

-對于實驗成果，進(jìn)行評價，包括功能實現(xiàn)、代碼質(zhì)量、創(chuàng)新性等。

4.課堂討論與互動：

-通過課堂討論，評估學(xué)生的知識運用能力和團(tuán)隊合作精神。

-觀察學(xué)生在討論中的表達(dá)能力和傾聽他人意見的能力。

-鼓勵學(xué)生提出問題，并引導(dǎo)他們通過討論找到答案。

5.課堂測試與即時反饋：

-定期進(jìn)行課堂測試，以檢驗學(xué)生對知識點的掌握情況。

-測試后，及時批改試卷，并給予學(xué)生個性化的反饋。

-對于測試中暴露的問題，進(jìn)行針對性講解，幫助學(xué)生理解和掌握。

6.學(xué)生自評與互評：

-引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評價，反思自己在課堂上的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果。

-實施學(xué)生互評，讓學(xué)生互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

-鼓勵學(xué)生提出改進(jìn)措施，提高自己的學(xué)習(xí)效果。

7.課堂紀(jì)律與態(tài)度評價：

-評估學(xué)生的課堂紀(jì)律，包括出勤、課堂行為等。

-觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，如是否認(rèn)真聽講、是否積極參與等。

-對于表現(xiàn)良好的學(xué)生給予表揚，對于紀(jì)律問題給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)和糾正。八、重點題型整理1.題型一：智慧車編程基礎(chǔ)

-問題：編寫一個簡單的智慧車程序，使其能夠檢測到前方障礙物并停止。

-答案示例：

```python

defdetect_obstacle():

ifsensor_value<threshold:

stop_car()

else:

continue_car()

detect_obstacle()

```

2.題型二：循線行駛程序

-問題：編寫一個智慧車循線行駛的程序，要求車體在直線軌道上穩(wěn)定行駛。

-答案示例：

```python

deffollow_line():

ifline_sensor_left>thresholdandline_sensor_right>threshold:

straight()

elifline_sensor_left<threshold:

turn_right()

else:

turn_left()

follow_line()

```

3.題型三：避障與循線結(jié)合

-問題：編寫一個程序，使智慧車在遇到障礙物時停止，并重新尋找路徑繼續(xù)循線行駛。

-答案示例：

```python

defavoid_obstacle_and_follow_line():

ifobstacle_sensor>threshold:

stop_car()

find_new_path()

else:

follow_line()

avoid_obstacle_and_follow_line()

```

4.題型四：多傳感器融合

-問題：使用紅外傳感器和超聲波傳感器，編寫一個程序，使智慧車在距離障礙物一定距離時發(fā)出警報。

-答案示例：

```python

defmulti_sensor_alert():

ifinfrared_sensor>distance_thresholdorultrasonic_sensor>distance_threshold:

trigger_alert()

else:

continue_car()

multi_sensor_a