第9课 循线而行-地面传感器和机器人的循线行走 教学设计　　-2023-2024学年粤教清华版初中信息技术九年级下册

第9课循线而行——地面传感器和机器人的循线行走教学设计-2023—2024学年粤教清华版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教学内容分析1.本节课的主要教学内容：本节课主要教授地面传感器和机器人的循线行走，包括地面传感器的原理、循线行走的基本步骤和常见问题解决方法。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课与学生之前学习的机器人基础知识和编程知识紧密相关，通过将传感器与机器人结合，让学生进一步掌握编程在实际应用中的运用。教材章节为粤教清华版初中信息技术九年级下册，具体内容涉及地面传感器的原理与应用、循线行走的基本步骤和编程实践。核心素养目标分析学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：在进入本节课之前，学生已经学习了基础的机器人编程知识，包括简单的编程语言结构和控制命令。他们可能已经接触过基本的机器人硬件，如电机、传感器等。此外，学生可能对电路基础有一定的了解，能够理解简单的电路连接和信号传输。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：九年级学生对科技创新和机器人技术有着浓厚的兴趣，他们通常具备较强的动手能力和解决问题的能力。在学习风格上，学生表现出不同的偏好，有的学生喜欢通过实践操作来学习，有的则更倾向于理论学习和阅读教材。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解地面传感器的工作原理时可能遇到困难，因为这一部分涉及到了电子电路和信号处理的知识。在编程实现循线行走时，学生可能会遇到算法设计、代码调试等问题。此外，学生可能对传感器信号的不稳定性或环境因素影响下的循线准确性感到困惑。教学资源-软硬件资源：地面传感器模块、机器人平台（如Arduino或RaspberryPi）、机器人底盘、电机、电池、连接线、编程软件（如ArduinoIDE或Python编程环境）。

-课程平台：学校内部的教学平台或在线课程资源，用于发布教学资料和作业。

-信息化资源：机器人编程教程、地面传感器原理介绍视频、在线编程社区和论坛。

-教学手段：实物演示、分组讨论、编程实践、案例教学、课堂练习。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习地面传感器的种类和工作原理。

设计预习问题：围绕地面传感器和机器人循线行走，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“如何设计一个稳定的循线算法？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过在线测试或预习笔记检查来了解学生的预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解地面传感器的种类和工作原理。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。例如，学生可能会思考不同传感器的适用场景和优缺点。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解地面传感器和机器人循线行走的基础知识，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示机器人循线行走的视频，引出地面传感器和机器人循线行走的课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解地面传感器的原理、信号处理和循线算法，结合实例帮助学生理解。例如，讲解如何通过传感器读取地面颜色差异来实现循线。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容，讨论并设计一个简单的循线程序。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，提出自己的设计方案。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解地面传感器和循线算法的知识点。

实践活动法：设计实践活动，让学生通过编程实现循线行走。

作用与目的：

帮助学生深入理解地面传感器和循线行走的知识点，掌握编程实现循线行走的基本技能。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置一个实际应用题，要求学生设计一个能够避开障碍物的循线机器人。

提供拓展资源：提供与机器人编程相关的书籍和在线教程，供学生进一步学习。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，尝试设计一个能够避开障碍物的循线机器人。

拓展学习：利用老师提供的资源，学习更高级的机器人编程技巧。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的知识点和技能，通过实际应用题提高学生的创新能力。学生学习效果学生学习效果

1.知识掌握

学生在本节课中学习了地面传感器的基本原理和类型，了解了传感器在机器人循线行走中的应用。他们掌握了循线行走算法的设计和实现方法，能够根据实际需求选择合适的传感器和算法。此外，学生对信号处理和电路知识也有了更深入的理解。

2.技能提升

3.创新能力

在本节课中，学生需要设计一个能够避开障碍物的循线机器人。这个过程中，学生充分发挥了自己的创新能力，提出了各种设计方案。他们能够结合所学知识，将理论应用于实际，解决实际问题。

4.问题解决能力

在学习和实践过程中，学生遇到了各种问题，如传感器信号不稳定、程序逻辑错误等。通过分析问题和寻求解决方案，学生的逻辑思维能力和问题解决能力得到了提升。

5.实践能力

学生通过实际操作机器人平台，掌握了机器人硬件的组装、编程和调试方法。他们能够根据实验结果调整程序，使机器人顺利完成循线行走任务。

6.自主学习能力

本节课采用了自主学习法，学生需要提前预习相关资料，并在课堂上进行讨论和实践。这种教学方法培养了学生的自主学习能力，使他们能够独立思考、解决问题。

7.团队合作能力

在小组讨论和合作学习过程中，学生需要分工合作，共同完成循线机器人设计。这个过程中，学生的团队合作能力得到了锻炼，他们学会了如何与他人沟通、协作。

8.知识迁移能力

学生在本节课中学习到的知识，如编程、电路、传感器等，可以迁移到其他领域。例如，他们可以利用所学知识设计智能家居系统、自动化生产线等。

9.理论与实践相结合

本节课将理论知识与实践操作相结合，使学生在学习过程中能够将所学知识应用于实际。这种教学方式有助于提高学生的学习兴趣，增强他们的学习动力。

10.科普意识

总之，本节课的学习使学生在知识、技能、能力等方面取得了显著的效果，为他们未来的学习和职业发展奠定了坚实的基础。课堂1.课堂评价

课堂评价是教学过程中的重要环节，它有助于教师了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。以下是对本节课课堂评价的具体实施方法和策略：

（1）提问与反馈

课堂提问是教师了解学生学习情况的有效手段。在本节课中，教师将通过以下方式提问：

-提出开放性问题，引导学生思考并表达自己的观点。

-设计与地面传感器和机器人循线行走相关的实际问题，考察学生的理解程度。

-针对学生的回答，给予及时的反馈和指导，帮助学生纠正错误。

（2）观察与记录

教师将密切观察学生的课堂表现，包括：

-学生的参与程度，如是否积极回答问题、是否认真听讲。

-学生的团队合作能力，如是否能在小组讨论中积极发言、是否能与其他成员有效沟通。

-学生的实验操作能力，如是否能正确组装机器人平台、是否能熟练编写程序。

（3）课堂测试

为检验学生对地面传感器和机器人循线行走知识的掌握程度，教师将设计一系列课堂测试题，包括：

-单选题，考察学生对基本概念的理解。

-判断题，检验学生对知识点的记忆和辨析能力。

-应用题，要求学生运用所学知识解决实际问题。

测试结束后，教师将及时批改试卷，并对学生的答案进行点评，帮助学生找出自己的不足。

（4）学生互评

在本节课中，教师还将引导学生进行互评，通过以下方式：

-分组讨论，让学生在小组内分享自己的设计方案和实验结果。

-小组评价，每个小组成员对其他成员的工作进行评价，包括优点和改进建议。

2.作业评价

作业是巩固课堂知识、培养学生实践能力的重要手段。以下是对本节课作业评价的具体实施方法和策略：

（1）作业布置

教师将根据本节课的学习内容，布置适量的课后作业，包括：

-编写简单的循线行走程序。

-设计并实现一个能够避开障碍物的循线机器人。

-记录实验过程和结果，撰写实验报告。

（2）作业批改

教师将对学生的作业进行认真批改，重点关注以下几个方面：

-程序的正确性和可读性。

-设计方案的创新性和实用性。

-实验报告的完整性和准确性。

（3）作业反馈

教师将在批改作业后，及时向学生反馈学习效果，包括：

-作业中的优点和不足。

-对学生提出改进建议。

-鼓励学生继续努力，提高自己的编程和实验能力。板书设计①地面传感器概述

-地面传感器的定义

-地面传感器的种类（如红外传感器、颜色传感器