六下信息技術(shù)《使用紅外線傳感器》教學(xué)設(shè)計(jì)

六下信息技術(shù)《使用紅外線傳感器》教學(xué)設(shè)計(jì)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）六下信息技術(shù)《使用紅外線傳感器》教學(xué)設(shè)計(jì)課程基本信息1.課程名稱：六下信息技術(shù)《使用紅外線傳感器》教學(xué)設(shè)計(jì)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：六年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)課程，全體學(xué)生

3.授課時(shí)間：2023年3月15日，星期三，上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)

親愛的同學(xué)們，今天我們要一起探索一個(gè)神奇的世界——紅外線傳感器。讓我們一起走進(jìn)信息技術(shù)課堂，揭開它的神秘面紗吧！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)1.信息意識(shí)：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)識(shí)，提高信息檢索和利用能力。

2.計(jì)算思維：通過紅外線傳感器實(shí)驗(yàn)，發(fā)展邏輯推理和問題解決能力。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：鼓勵(lì)學(xué)生利用傳感器進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提升實(shí)踐操作和創(chuàng)新能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①紅外線傳感器的基本原理和功能。

②紅外線傳感器的連接方法和電路搭建。

③通過編程控制紅外線傳感器實(shí)現(xiàn)特定功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①理解紅外線傳感器的感應(yīng)原理和距離測(cè)量原理。

②正確識(shí)別和處理傳感器返回的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精確控制。

③結(jié)合實(shí)際情境，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有創(chuàng)意的紅外線傳感器應(yīng)用。在解決這些難點(diǎn)時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生通過小組合作、動(dòng)手實(shí)踐和反復(fù)調(diào)試，逐步掌握相關(guān)知識(shí)和技術(shù)。教學(xué)資源-軟硬件資源：紅外線傳感器模塊、Arduino開發(fā)板、連接線、面包板、LED燈、電阻、電源等。

-課程平臺(tái)：學(xué)校信息技術(shù)課程平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和作業(yè)。

-信息化資源：網(wǎng)絡(luò)上的紅外線傳感器應(yīng)用案例、編程教程、相關(guān)視頻資料。

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組討論、編程實(shí)踐、課堂互動(dòng)等。教學(xué)過程設(shè)計(jì)**用時(shí)：45分鐘**

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**一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**情境創(chuàng)設(shè)**：播放一段智能家居應(yīng)用的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考紅外線傳感器在日常生活中的應(yīng)用。

-用時(shí)：2分鐘

2.**提出問題**：向?qū)W生提問：“你們知道紅外線傳感器是什么嗎？它在生活中有哪些用途？”

-用時(shí)：1分鐘

3.**小組討論**：將學(xué)生分成小組，討論紅外線傳感器的原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

-用時(shí)：2分鐘

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**二、講授新課（15分鐘**）

1.**紅外線傳感器原理**：

-介紹紅外線傳感器的工作原理，包括紅外線發(fā)射和接收的基本知識(shí)。

-用時(shí)：3分鐘

2.**傳感器連接與電路搭建**：

-展示連接Arduino板和紅外線傳感器的步驟。

-用時(shí)：5分鐘

3.**編程控制**：

-講解如何通過Arduino編程來(lái)控制紅外線傳感器。

-用時(shí)：5分鐘

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**三、鞏固練習(xí)（15分鐘**）

1.**動(dòng)手實(shí)踐**：

-學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)際操作，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

-教師巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生疑問。

-用時(shí)：10分鐘

2.**討論交流**：

-各小組分享操作過程中遇到的問題和解決方法。

-教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

-用時(shí)：5分鐘

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**四、課堂提問與師生互動(dòng)（15分鐘**）

1.**提問環(huán)節(jié)**：

-教師針對(duì)課堂內(nèi)容提出問題，檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。

-學(xué)生回答問題，教師給予反饋。

-用時(shí)：5分鐘

2.**問題解決**：

-教師提出一個(gè)實(shí)際問題，讓學(xué)生分組討論解決方案。

-各小組展示解決方案，教師點(diǎn)評(píng)并給出指導(dǎo)。

-用時(shí)：5分鐘

3.**核心素養(yǎng)拓展**：

-通過案例分析和討論，引導(dǎo)學(xué)生思考如何將紅外線傳感器應(yīng)用于創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

-用時(shí)：5分鐘

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**五、總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘**）

1.**總結(jié)**：

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)紅外線傳感器的應(yīng)用價(jià)值。

-用時(shí)：2分鐘

2.**作業(yè)布置**：

-布置課后練習(xí)，要求學(xué)生完成一個(gè)簡(jiǎn)單的紅外線傳感器應(yīng)用項(xiàng)目。

-用時(shí)：3分鐘

---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**：

-《紅外線技術(shù)及其應(yīng)用》

-《Arduino編程入門與實(shí)踐》

-《傳感器技術(shù)基礎(chǔ)》

-《智能家居技術(shù)與應(yīng)用》

2.**鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究**：

-**紅外線傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用**：引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用紅外線傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人，使其能夠避開障礙物或進(jìn)行路徑規(guī)劃。

-**紅外線傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用**：讓學(xué)生了解紅外線傳感器在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)、空氣質(zhì)量檢測(cè)等環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并探討其工作原理和優(yōu)勢(shì)。

-**紅外線傳感器在智能家居中的應(yīng)用**：鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)智能家居系統(tǒng)，其中包含紅外線傳感器控制燈光、溫度、安全等元素，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

-**紅外線傳感器與其他傳感器的結(jié)合**：探討紅外線傳感器與其他類型傳感器（如溫度傳感器、濕度傳感器）的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的監(jiān)測(cè)和控制功能。

-**紅外線傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用**：介紹紅外線傳感器在醫(yī)療診斷、康復(fù)治療等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，激發(fā)學(xué)生對(duì)科技與醫(yī)療結(jié)合的興趣。

-**項(xiàng)目式學(xué)習(xí)**：學(xué)生可以選擇一個(gè)具體的拓展主題，如“紅外線傳感器在智能家居中的應(yīng)用”，然后通過小組合作完成一個(gè)項(xiàng)目，包括設(shè)計(jì)、實(shí)施和展示。

-**案例研究**：讓學(xué)生閱讀相關(guān)的案例研究，分析紅外線傳感器在不同場(chǎng)景下的應(yīng)用，并討論其優(yōu)缺點(diǎn)。

-**科技競(jìng)賽**：鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)舉辦的科技競(jìng)賽，利用紅外線傳感器設(shè)計(jì)創(chuàng)意作品。

-**在線課程**：推薦學(xué)生觀看在線課程，如“Arduino編程基礎(chǔ)”或“傳感器技術(shù)”，以獲得更深入的知識(shí)。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.**項(xiàng)目式教學(xué)**：在課程中引入項(xiàng)目式教學(xué)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作和問題解決來(lái)學(xué)習(xí)紅外線傳感器的應(yīng)用，這樣可以提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。

2.**跨學(xué)科融合**：嘗試將信息技術(shù)與其他學(xué)科（如物理、數(shù)學(xué)）相結(jié)合，讓學(xué)生從多個(gè)角度理解紅外線傳感器的原理和應(yīng)用，拓寬知識(shí)面。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.**學(xué)生參與度不足**：在課堂討論和實(shí)踐中，部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)閷?duì)新技術(shù)感到陌生或缺乏興趣。

2.**教學(xué)資源有限**：雖然學(xué)校提供了必要的硬件資源，但軟件資源和最新的教學(xué)案例相對(duì)較少，這限制了學(xué)生的探索和實(shí)踐。

3.**評(píng)價(jià)方式單一**：目前的評(píng)價(jià)方式主要依賴于學(xué)生的作業(yè)和項(xiàng)目展示，缺乏對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的持續(xù)跟蹤和個(gè)性化評(píng)價(jià)。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.**提高學(xué)生參與度**：

-設(shè)計(jì)更具吸引力的教學(xué)活動(dòng)，如競(jìng)賽、游戲化學(xué)習(xí)等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，并鼓勵(lì)他們通過小組合作解決問題，提高課堂互動(dòng)性。

-定期進(jìn)行學(xué)生反饋調(diào)查，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和困難，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

2.**豐富教學(xué)資源**：

-利用網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程、教學(xué)視頻等，為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)材料。

-與企業(yè)合作，引入最新的技術(shù)案例和行業(yè)動(dòng)態(tài)，讓學(xué)生了解紅外線傳感器的實(shí)際應(yīng)用。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與開源項(xiàng)目，如Arduino社區(qū)，以獲取更多的學(xué)習(xí)資源和實(shí)踐機(jī)會(huì)。

3.**多元化評(píng)價(jià)方式**：

-引入過程性評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和進(jìn)步，而不僅僅是最終成果。

-采用多元化的評(píng)價(jià)工具，如學(xué)習(xí)日志、同伴評(píng)價(jià)、自我評(píng)價(jià)等，以更全面地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

-定期與學(xué)生和家長(zhǎng)溝通，分享學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，共同關(guān)注學(xué)生的成長(zhǎng)。典型例題講解例題1：編寫一個(gè)Arduino程序，使用紅外線傳感器檢測(cè)前方是否有障礙物，當(dāng)檢測(cè)到障礙物時(shí)，通過LED燈顯示警告信號(hào)。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數(shù)字引腳2

constintledPin=13;//LED燈連接到數(shù)字引腳13

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);//設(shè)置紅外線傳感器引腳為輸入

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置LED燈引腳為輸出

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

digitalWrite(ledPin,HIGH);//如果檢測(cè)到障礙物，點(diǎn)亮LED燈

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);//如果沒有檢測(cè)到障礙物，熄滅LED燈

}

}

```

例題2：編寫一個(gè)Arduino程序，使用紅外線傳感器測(cè)量物體與傳感器之間的距離，并在串口監(jiān)視器上顯示距離值。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數(shù)字引腳2

constinttrigPin=3;//超聲波傳感器觸發(fā)引腳連接到數(shù)字引腳3

constintechoPin=4;//超聲波傳感器接收引腳連接到數(shù)字引腳4

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(trigPin,OUTPUT);

pinMode(echoPin,INPUT);

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

}

voidloop(){

longduration;

intdistance;

digitalWrite(trigPin,LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin,HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin,LOW);

duration=pulseIn(echoPin,HIGH);

distance=duration*0.034/2;//超聲波速度為34300cm/s

Serial.print("Distance:");

Serial.print(distance);

Serial.println("cm");

delay(1000);

}

```

例題3：編寫一個(gè)Arduino程序，使用紅外線傳感器控制一個(gè)電機(jī)，當(dāng)檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數(shù)字引腳2

constintmotorPin=9;//電機(jī)控制引腳連接到數(shù)字引腳9

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

digitalWrite(motorPin,LOW);//如果檢測(cè)到障礙物，停止電機(jī)

}else{

digitalWrite(motorPin,HIGH);//如果沒有檢測(cè)到障礙物，讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

}

}

```

例題4：編寫一個(gè)Arduino程序，使用紅外線傳感器控制一個(gè)風(fēng)扇，當(dāng)檢測(cè)到溫度超過設(shè)定值時(shí)，風(fēng)扇啟動(dòng)。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數(shù)字引腳2

constintfanPin=10;//風(fēng)扇控制引腳連接到數(shù)字引腳10

constinttempSensorPin=A0;//溫度傳感器連接到模擬引腳A0

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(fanPin,OUTPUT);

pinMode(tempSensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

inttempValue=analogRead(tempSensorPin);

floattemperature=(tempValue/1023.0)*500.0;//將模擬值轉(zhuǎn)換為溫度

if(temperature>30.0){//如果溫度超過30度

digitalWrite(fanPin,HIGH);//啟動(dòng)風(fēng)扇

}else{

digitalWrite(fanPin,LOW);//關(guān)閉風(fēng)扇

}

}

```

例題5：編寫一個(gè)Arduino程序，使用紅外線傳感器控制一組LED燈，當(dāng)檢測(cè)到有人靠近時(shí)，LED燈依次點(diǎn)亮。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數(shù)字引腳2

constintledPins[]={3,4,5,6,7};//LED燈連接到數(shù)字引腳3-7

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

for(inti=0;i<5;i++){

pinMode(ledPins[i],OUTPUT);

}

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

for(inti=0;i<5;i++){

digitalWrite(ledPins[i],HIGH);//點(diǎn)亮LED