第2单元第8课《碰撞运动-碰撞传感器和机器人的避碰行走》-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8课《碰撞运动——碰撞传感器和机器人的避碰行走》-说课稿2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：初中信息技术

2.教学年级和班级：九年级

3.授课时间：2023-2024学年第二学期第8周

4.教学时数：1课时核心素养目标分析本节课旨在培养学生的信息意识、计算思维和数字化学习与创新等核心素养。通过学习碰撞传感器的工作原理和机器人避碰行走的技术，学生能够理解信息技术在解决实际问题中的应用，提升对信息技术的兴趣和探究能力。同时，通过实际操作，学生能够锻炼动手实践能力，培养解决问题的创新思维，以及团队合作和交流分享的能力。教学难点与重点1.教学重点：

-碰撞传感器的工作原理：学生需要理解碰撞传感器的结构、作用以及如何检测物体间的碰撞。

-机器人避碰行走程序设计：重点在于理解编程逻辑，包括条件语句和循环语句的使用，以及如何根据传感器输入调整机器人的行动策略。

-数据处理与分析：学生需要学会如何从传感器获取数据，并进行简单的数据处理和分析，以便于机器人做出正确的避障决策。

2.教学难点：

-碰撞传感器的应用理解：学生可能难以理解传感器如何在实际场景中工作，以及如何根据传感器数据调整机器人行为。

-程序逻辑的建立：学生可能对如何将传感器数据转换为机器人的具体动作感到困惑，包括条件判断和循环执行的复杂性。

-创新编程思维的培养：如何设计一个既高效又实用的避碰程序，需要学生具备一定的创新思维和问题解决能力。例如，如何在保证机器人安全行走的同时，优化行走路径和速度控制。

为了帮助学生突破这些难点，教师可以采取以下教学方法：

-通过实物展示和模拟实验，让学生直观地理解传感器的工作原理。

-使用示例程序逐步讲解，帮助学生理解编程逻辑，并通过代码注释和逐步调试来增强理解。

-鼓励学生分组讨论，共同解决问题，通过合作学习激发创新思维。教学方法与策略1.采用讲授与实验相结合的教学方法，通过理论讲解和实际操作，帮助学生理解碰撞传感器和机器人避碰行走的概念。

2.设计角色扮演活动，让学生扮演机器人，体验避障过程中的决策过程，增强对编程逻辑的理解。

3.利用多媒体课件展示传感器原理和机器人结构图，辅助学生可视化学习。

4.组织小组合作实验，让学生动手组装机器人，并编程实现避障功能，提高学生的实践能力和团队协作能力。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

-教师通过提问：“同学们，你们在生活中遇到过需要避障的情况吗？”来引发学生的思考。

-展示生活中常见的避障场景，如自动门、无人驾驶汽车等，引导学生认识到避障技术在现代社会的重要性。

-引出课题：“今天，我们就来学习碰撞运动——碰撞传感器和机器人的避碰行走。”

2.讲授新知（20分钟）

-讲解碰撞传感器的原理和结构，展示实物或图片，让学生直观理解其工作方式。

-通过案例分析，介绍机器人避碰行走的基本原理和编程方法。

-展示编程软件界面，讲解编程步骤，包括初始化传感器、读取传感器数据、编写避障逻辑等。

-实时演示编程过程，让学生跟随操作，加深对编程步骤的理解。

3.巩固练习（10分钟）

-将学生分组，每组分配一台装有编程软件的电脑。

-每组根据所学知识，编写一个简单的避障程序，教师巡视指导。

-鼓励学生尝试不同的编程方法，提高解决问题的能力。

4.课堂小结（5分钟）

-教师总结本节课的重点内容，强调碰撞传感器和机器人避碰行走的应用价值。

-学生分享自己的学习心得，教师点评并给予鼓励。

5.作业布置（5分钟）

-布置课后作业：每组完成一个具有挑战性的避障程序，要求程序能够应对多种复杂场景。

-提醒学生注意编程过程中的细节，如变量命名、代码注释等。

-鼓励学生课后查阅资料，拓展知识面，为下一次课程做好准备。教学资源拓展1.拓展资源：

-碰撞传感器的工作原理和应用案例：介绍不同类型的碰撞传感器，如红外传感器、超声波传感器等，以及它们在机器人避障、汽车安全等领域的应用。

-机器人编程入门教程：提供一些基础的机器人编程教程，包括编程语言基础、机器人操作系统等，帮助学生进一步学习机器人编程。

-机器人避障算法研究：探讨不同类型的避障算法，如阈值法、遗传算法等，以及它们在机器人避障中的应用效果。

-传感器数据处理技术：介绍如何对传感器数据进行预处理、特征提取和分析，以提高机器人避障的准确性和可靠性。

-机器人竞赛和活动资源：提供国内外机器人竞赛的信息，以及相关的学习资源和比赛规则，激发学生的学习兴趣和参与热情。

2.拓展建议：

-学生可以通过阅读相关的科普书籍或期刊，了解碰撞传感器和机器人避障技术的发展历史和未来趋势。

-鼓励学生参与学校的科技创新活动，如机器人俱乐部或科技竞赛，将所学知识应用于实践。

-建议学生利用网络资源，查找最新的机器人技术和相关研究论文，拓宽知识面。

-鼓励学生参加社区或学校组织的机器人工作坊，亲手组装和编程机器人，提升动手能力和创新思维。

-学生可以尝试设计自己的避障机器人，结合所学知识和拓展资源，实现更多功能和创新点。

-建议学生与家长、教师和同学分享自己的学习成果，通过交流获得反馈和改进方向。

-鼓励学生关注机器人领域的职业发展，了解未来就业方向，为自己的职业规划做好准备。板书设计①碰撞传感器

-原理：红外传感器、超声波传感器等

-结构：传感器本体、信号处理电路

-应用：机器人避障、汽车安全等

②机器人避障行走

-基本原理：检测碰撞、决策行动

-编程步骤：初始化传感器、读取数据、编写逻辑、执行动作

-避障策略：阈值法、遗传算法等

③数据处理与分析

-数据预处理：滤波、去噪

-特征提取：碰撞距离、速度等

-分析方法：统计分析、模式识别

④编程语言基础

-变量、数据类型、控制结构

-函数、模块化编程

-代码注释、编程规范

⑤机器人操作系统

-实时操作系统：实时性、可靠性

-通信协议：串口、无线通信

-系统调试与优化教学反思与总结今天这节课，我们学习了碰撞运动——碰撞传感器和机器人的避碰行走。整体来说，我觉得这节课进行得还算顺利，但也有些地方需要反思和总结。

首先，在教学方法上，我采用了讲授与实验相结合的方式。我发现，通过实际操作，学生们对碰撞传感器的工作原理和机器人避障的程序设计有了更直观的理解。但是，在讲解传感器原理时，可能因为时间关系，我没有深入到每个传感器的具体细节，导致部分学生对某些传感器的应用场景理解不够。因此，在今后的教学中，我会尽量留出更多时间，让学生更深入地了解各种传感器。

其次，在策略上，我设计了角色扮演和小组合作实验。这些活动激发了学生的学习兴趣，也提高了他们的动手能力和团队协作能力。然而，我也发现，在小组合作实验中，部分学生参与度不高，可能是因为他们对编程知识掌握不牢固，导致在实验过程中遇到困难时，不知道如何解决。所以，我计划在今后的教学中，加强对编程基础知识的讲解，同时，鼓励学生多提问、多交流，提高他们的自主学习能力。

在教学管理方面，我注意到课堂纪律整体较好，但仍有少数学生注意力不集中。为了提高学生的专注力，我会在今后的教学中，采取一些互动性强的教学方法，如提问、抢答等，以吸引学生的注意力。

至于教学效果，我认为整体是积极的。学生在知识、技能、情感态度等方面都有所收获和进步。他们不仅掌握了碰撞传感器和机器人避障行走的基本原理，还学会了如何编写简单的避障程序。在情感态度方面，学生们对信息技术产生了浓厚的兴趣，愿意主动探索和学习。

当然，也存在一些问题和不足。例如，部分学生对编程知识的掌握不够扎实，导致