第2单元第9课《循线而走-地面传感器和机器人的循线行走》说课稿 2023-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

第2单元第9课《循线而走--地面传感器和机器人的循线行走》说课稿2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：第2单元第9课《循线而走--地面传感器和机器人的循线行走》

2.教学年级和班级：初中信息技术九年级下册

3.授课时间：2023年11月7日星期二第3节课

4.教学时数：1课时二、核心素养目标1.培养学生的信息意识，使其能够识别和处理与循线行走相关的信息技术问题。

2.增强学生的计算思维，通过设计、编程和调试机器人循线行走程序，提升逻辑推理和问题解决能力。

3.提升学生的创新实践能力，鼓励学生在实践中探索地面传感器的应用，培养创新精神和实践操作技能。

4.强化学生的合作意识，通过小组合作完成机器人循线行走项目，培养学生的团队协作能力。三、教学难点与重点1.教学重点：

-理解地面传感器的工作原理，包括红外传感器、颜色传感器等。

-掌握机器人循线行走的基本算法，包括传感器信号处理和机器人控制逻辑。

-能够编写简单的循线程序，实现机器人按照预设路径行走。

2.教学难点：

-传感器信号的处理：学生需要理解如何将传感器的模拟信号转换为机器可处理的数字信号，并设计算法对信号进行处理，以判断地面颜色或线条的位置。

-机器人控制逻辑的复杂度：在循线过程中，机器人需要处理多种情况，如线条中断、地面颜色变化等，学生需要设计灵活的控制逻辑来应对这些变化。

-程序调试与优化：学生在编写程序后，需要通过调试来修正错误，并优化程序以提高循线效率和稳定性。

-小组合作中的沟通与协调：在小组合作完成机器人循线行走项目时，学生需要有效沟通，协调分工，共同解决问题。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材《初中信息技术九年级下册》。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的地面传感器原理图、机器人循线行走视频、程序代码示例等。

3.实验器材：准备红外传感器、颜色传感器、机器人底盘、编程器等实验器材，并确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供实验操作台，确保学生能够有序进行实验和讨论。五、教学过程一、导入新课

1.老师提问：同学们，你们知道什么是机器人吗？它们是如何工作的呢？

2.学生回答，老师总结：机器人是模仿人类行为和思维的智能机器，它们通过编程和传感器来实现各种功能。

3.老师引入新课：今天我们要学习的是《循线而走--地面传感器和机器人的循线行走》，了解机器人如何通过地面传感器实现循线行走。

二、新课讲授

1.地面传感器的工作原理

-老师讲解：地面传感器是机器人感知环境的重要部件，它们可以检测地面颜色、线条等特征。

-学生观察教材中的图片，了解红外传感器、颜色传感器等类型。

-老师举例：例如，红外传感器可以检测地面上的线条，颜色传感器可以检测地面颜色。

2.机器人循线行走的基本算法

-老师讲解：机器人循线行走需要通过传感器信号处理和机器人控制逻辑来实现。

-学生跟随老师学习如何编写简单的循线程序，实现机器人按照预设路径行走。

-老师举例：编写程序时，需要考虑传感器信号的处理、机器人控制逻辑等。

3.程序调试与优化

-老师讲解：在编写程序后，需要通过调试来修正错误，并优化程序以提高循线效率和稳定性。

-学生分组讨论，分享调试经验，互相学习。

-老师举例：例如，调整传感器灵敏度、优化控制逻辑等。

三、实验操作

1.老师讲解实验步骤，确保学生了解实验目的和操作方法。

2.学生分组进行实验，老师巡回指导。

-实验一：使用红外传感器实现机器人循线行走。

-实验二：使用颜色传感器实现机器人循线行走。

-实验三：优化程序，提高循线效率和稳定性。

四、课堂小结

1.老师引导学生回顾本节课所学内容，总结地面传感器、机器人循线行走的基本原理和算法。

2.学生分享实验心得，总结调试经验。

3.老师强调本节课的重点和难点，提醒学生在课后进行巩固。

五、课后作业

1.完成教材中的课后练习题，巩固所学知识。

2.尝试设计一个简单的循线程序，实现机器人按照预设路径行走。

3.查阅资料，了解其他类型的地面传感器及其应用。

六、教学反思

1.本节课通过讲解、实验和讨论等方式，使学生了解了地面传感器和机器人循线行走的基本原理和算法。

2.学生在实验过程中，积极参与，互相学习，提高了实践操作能力。

3.在今后的教学中，应注重培养学生的创新思维和团队协作能力，提高学生的综合素质。六、知识点梳理1.地面传感器的基本原理

-红外传感器的工作原理：通过检测红外线反射或发射来感知地面线条或颜色。

-颜色传感器的工作原理：通过检测特定波长的光来识别地面颜色。

2.机器人循线行走的基本算法

-传感器信号处理：将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，并进行滤波、阈值处理等操作。

-机器人控制逻辑：根据传感器信号判断地面线条或颜色，调整机器人的方向和速度。

3.机器人循线行走的程序设计

-程序框架：包括初始化、主循环、传感器数据处理、机器人控制等部分。

-传感器数据处理：根据传感器信号计算机器人的方向和速度。

-机器人控制：根据计算结果调整机器人的舵机或电机，实现循线行走。

4.程序调试与优化

-调试方法：通过观察传感器信号、机器人行为等，找出程序中的错误并进行修正。

-优化策略：调整传感器灵敏度、优化控制逻辑、优化程序结构等。

5.实验操作与注意事项

-实验器材的准备：确保实验器材的完整性和安全性。

-实验步骤：按照实验指导书进行操作，确保实验的顺利进行。

-实验结果分析：观察实验现象，分析实验结果，总结实验经验。

6.小组合作与交流

-分组讨论：在实验过程中，学生分组讨论，共同解决问题。

-交流分享：实验结束后，学生分享实验心得，互相学习。

7.课后巩固与拓展

-完成课后练习题：巩固所学知识，提高解题能力。

-设计循线程序：尝试设计简单的循线程序，实现机器人按照预设路径行走。

-查阅资料：了解其他类型的地面传感器及其应用。

8.教学评价与反思

-教学评价：通过课堂表现、实验操作、课后作业等评价学生的学习效果。

-教学反思：总结教学过程中的优点和不足，不断改进教学方法。七、内容逻辑关系①地面传感器的工作原理

-重点知识点：红外传感器、颜色传感器

-关键词：红外线、反射、发射、波长、光敏电阻

-重点句子：红外传感器通过检测红外线反射或发射来感知地面线条或颜色。

②机器人循线行走的基本算法

-重点知识点：传感器信号处理、机器人控制逻辑

-关键词：模拟信号、数字信号、滤波、阈值处理、方向、速度

-重点句子：机器人循线行走需要通过传感器信号处理和机器人控制逻辑来实现。

③机器人循线行走的程序设计

-重点知识点：程序框架、传感器数据处理、机器人控制

-关键词：初始化、主循环、舵机、电机、舵机控制指令、电机控制指令

-重点句子：编写程序时，需要考虑传感器信号的处理、机器人控制逻辑等。

④程序调试与优化

-重点知识点：调试方法、优化策略

-关键词：观察、现象、错误、修正、灵敏度、控制逻辑、程序结构

-重点句子：通过观察传感器信号、机器人行为等，找出程序中的错误并进行修正。

⑤实验操作与注意事项

-重点知识点：实验器材、实验步骤、实验结果分析

-关键词：准备、操作、观察、现象、分析、总结

-重点句子：确保实验器材的完整性和安全性，按照实验指导书进行操作。

⑥小组合作与交流

-重点知识点：分组讨论、交流分享

-关键词：讨论、问题、分享、学习

-重点句子：在实验过程中，学生分组讨论，共同解决问题。

⑦课后巩固与拓展

-重点知识点：课后练习题、循线