《5 忠诚的卫士-红外传感器的检测与条件检测》教学设计-2023-2024学年清华版（2012）信息技术六年级下册

《5忠诚的卫士——红外传感器的检测与条件检测》教学设计-2023-2024学年清华版（2012）信息技术六年级下册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）《5忠诚的卫士——红外传感器的检测与条件检测》教学设计-2023-2024学年清华版（2012）信息技术六年级下册教材分析《5忠诚的卫士——红外传感器的检测与条件检测》教学设计-2023-2024学年清华版（2012）信息技术六年级下册。本课内容涉及红外传感器的原理与应用，旨在帮助学生了解传感器在信息技术中的应用，培养学生动手操作和解决问题的能力。通过本节课的学习，学生能够掌握红外传感器的检测方法和条件检测的应用。核心素养目标培养学生信息意识，理解红外传感器在信息技术中的应用价值。提升学生的计算思维，通过实际操作学会分析问题和设计解决方案。增强学生的实践能力，学会运用红外传感器进行创新设计。发展学生的科学精神，通过实验探究红外传感器的工作原理。教学难点与重点1.教学重点，

①红外传感器的工作原理及其在信息技术中的应用场景；

②红外传感器的检测方法，包括硬件连接和软件编程；

③条件检测的实现过程，包括逻辑判断和程序编写。

2.教学难点，

①理解红外传感器信号的采集和处理过程，包括信号放大、滤波和转换；

②掌握编程语言中的条件语句和循环语句，实现红外传感器的条件检测功能；

③将理论知识与实际操作相结合，解决实际应用中的问题，如传感器安装、调试和故障排除。教学资源-软硬件资源：红外传感器模块、Arduino或Python编程平台、连接线、面包板、电源。

-课程平台：在线编程工具（如Scratch、MicroPython在线编辑器）。

-信息化资源：红外传感器工作原理动画、传感器编程教程视频、实验指导文档。

-教学手段：实物展示、分组讨论、实验操作、程序调试。教学过程设计导入环节（5分钟）

1.播放一段智能家居系统的视频，引导学生观察红外传感器在生活中的应用。

2.提问：你们知道红外传感器是什么？它在生活中有哪些作用？

3.学生回答后，教师总结：红外传感器是一种常用的传感器，可以检测红外线的存在，广泛应用于各种智能设备中。

4.引入本节课的主题：红外传感器的检测与条件检测。

讲授新课（15分钟）

1.讲解红外传感器的工作原理，展示红外传感器的工作示意图。

2.讲解红外传感器的硬件连接方法，展示连接过程。

3.讲解编程语言中的条件语句和循环语句，展示如何编写控制红外传感器的工作程序。

4.演示一个简单的红外传感器控制实验，如红外线开关灯。

巩固练习（10分钟）

1.分组讨论：如何设计一个红外线报警系统？

2.学生展示设计思路，教师点评并引导学生完善设计。

3.学生尝试编写红外线报警系统的程序，教师巡视指导。

课堂提问（5分钟）

1.提问：红外传感器是如何检测红外线的？

2.学生回答后，教师总结：红外传感器通过接收红外线信号，将其转换为电信号，然后进行放大、滤波和转换。

3.提问：如何编写程序实现红外传感器的条件检测？

4.学生回答后，教师展示正确的编程方法。

师生互动环节（10分钟）

1.教师提问：如何解决红外传感器在安装过程中遇到的问题？

2.学生分组讨论，教师巡视指导。

3.学生展示解决方案，教师点评并引导学生总结经验。

4.教师提问：如何将红外传感器应用于实际项目中？

5.学生分组讨论，教师巡视指导。

6.学生展示项目设计，教师点评并引导学生拓展思路。

1.教师总结本节课所学内容，强调红外传感器的应用价值。

2.提出拓展问题：如何设计一个红外传感器控制的智能机器人？

3.学生思考并回答，教师点评并鼓励学生进行实践。

教学时间：45分钟学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

学生能够理解并掌握红外传感器的概念、工作原理和基本应用。

学生能够识别红外传感器的硬件组件，如红外发射器、接收器和控制电路。

学生能够解释红外传感器在智能家居、安全监控等领域的应用。

2.技能提升：

学生能够通过实际操作，学会使用红外传感器进行简单的检测和条件检测。

学生能够运用编程知识，编写控制红外传感器的程序，实现基本的逻辑控制。

学生能够进行传感器硬件的连接和调试，解决简单的故障问题。

3.思维发展：

学生在设计和实现红外传感器应用的过程中，培养了问题分析和解决的能力。

学生通过小组合作，学会了与他人沟通、协作和分享。

学生在实验过程中，培养了科学探究和实验操作的能力。

4.实践能力：

学生能够将理论知识应用于实际项目，如设计一个简单的红外线开关或报警系统。

学生能够通过实践，了解红外传感器在实际应用中的局限性，并提出改进方案。

学生能够根据实际需求，调整和优化红外传感器的应用方案。

5.核心素养：

学生通过学习红外传感器，增强了信息意识，认识到传感器在信息技术中的重要性。

学生在编程和实验过程中，培养了创新思维和批判性思维能力。

学生在解决问题和项目实施过程中，提升了责任感和团队合作精神。

6.情感态度：

学生对信息技术和科学探索产生了浓厚的兴趣，愿意主动学习和探索相关知识。

学生在遇到困难和挑战时，能够保持积极的心态，勇于尝试和解决问题。

学生在合作学习和项目实施过程中，培养了尊重他人、理解和包容他人的情感态度。板书设计①红外传感器概述

-概念：红外传感器是一种能够检测红外线并将其转换为电信号的装置。

-应用：智能家居、安全监控、遥控器等。

②红外传感器工作原理

-原理图：红外发射器发射红外线，红外接收器接收反射的红外线。

-信号转换：红外线信号转换为电信号。

③红外传感器硬件连接

-红外发射器、接收器与微控制器的连接方式。

-电压和电流的匹配。

④程序编写与控制

-条件语句：if-else结构，用于实现逻辑判断。

-循环语句：for、while循环，用于重复执行操作。

⑤条件检测应用实例

-红外线开关灯：检测红外线信号控制灯光的开关。

-红外线报警系统：检测红外线信号触发报警。

⑥实验步骤与注意事项

-实验步骤：连接硬件、编写程序、调试程序。

-注意事项：安全操作、电路连接正确、程序逻辑正确。典型例题讲解例题1：

编写一个简单的程序，使用红外传感器控制一个LED灯。当红外传感器检测到红外线时，LED灯点亮；当没有检测到红外线时，LED灯熄灭。

答案：

```python

#导入必要的库

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#设置红外传感器和LED灯的引脚

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)#假设红外传感器连接到引脚2

led=Pin(3,Pin.OUT)#假设LED灯连接到引脚3

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:#检测到红外线

led.value(1)#点亮LED灯

else:

led.value(0)#熄灭LED灯

sleep(0.1)#稍作延时，避免程序过快运行

```

例题2：

编写一个程序，当红外传感器连续检测到三次红外线时，LED灯点亮5秒钟，然后熄灭。

答案：

```python

#导入必要的库

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#设置红外传感器和LED灯的引脚

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

led=Pin(3,Pin.OUT)

count=0#计数器，记录连续检测到红外线的次数

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

count+=1

else:

count=0#重置计数器

ifcount==3:#连续检测到三次红外线

led.value(1)#点亮LED灯

sleep(5)#等待5秒

led.value(0)#熄灭LED灯

count=0#重置计数器

sleep(0.1)

```

例题3：

编写一个程序，使用红外传感器控制一个继电器，实现门禁系统的基本功能。当有人靠近时，门禁系统打开；当没有人靠近时，门禁系统关闭。

答案：

```python

#导入必要的库

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#设置红外传感器和继电器的引脚

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

relay=Pin(4,Pin.OUT)#假设继电器连接到引脚4

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

relay.value(1)#打开门禁系统

else:

relay.value(0)#关闭门禁系统

sleep(0.1)

```

例题4：

编写一个程序，使用红外传感器控制一个电机，实现自动避障功能。当红外传感器检测到障碍物时，电机反转；当没有检测到障碍物时，电机正转。

答案：

```python

#导入必要的库

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#设置红外传感器和电机的引脚

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

motor_forward=Pin(5,Pin.OUT)#假设电机正转连接到引脚5

motor_reverse=Pin(6,Pin.OUT)#假设电机反转连接到引脚6

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

motor_forward.value(0)#关闭正转

motor_reverse.value(1)#启动反转

else:

motor_forward.value(1)#启动正转

motor_reverse.value(0)#关闭反转

sleep(0.1)

```

例题5：

编写一个程序，使用红外传感器控制一个风扇，实现定时开关功能。当红外传感器检测到红外线时，风扇开启；当红外线停止检测一段时间后，风扇关闭。

答案：

```python

#导入必要的库

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#设置红外传感器和风扇的引脚

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

fan=Pin(7,Pin.OUT)#假设风扇连接到引脚7

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

fan.value(1)#开启风扇

else:

fan.value(0)#关闭风扇

sleep(10)#等待10秒后再次检测

sleep(0.1)

```教学反思与总结今天的课，我们通过红外传感器的检测与条件检测这个主题，带领学生们探索了传感器在信息技术中的应用。在这节课的反思与总结中，我想和大家分享一下我的心得。

首先，我觉得教学方法上，我尝试了一些新的互动方式。比如，我让同学们分组讨论设计一个红外线报警系统，这种小组合作的形式不仅激发了他们的兴趣，还提高了他们的团队合作能力。我看到他们互相帮助，共同解决问题，这让我感到非常欣慰。当然，也有一些地方可以改进，比如在分组时，应该更加注意平衡各个小组的能力，以避免出现某些小组过于强势或过于薄弱的情况。

在教学策略上，我注意到了一些细节。比如，在讲解红外传感器的硬件连接时，我提前准备好了视频教程，这样学生们可以更直观地理解连接过程。但是，我发现有些学生对于视频中的细节处理还不够到位，所以我决定在之后的课上加入一些实际操作环节，让学生们亲自动手实践，这样可以加深他们的理解和记忆。

在课堂管理方面，我发现课堂纪律整体上还好，但是也有个别学生在课堂上的注意力不够集中。针对这一点，我会在今后的教学中更加注重课堂互动，通过提问和小组讨论等方式，让学生们积极参与课堂，从而提高他们的专注力。

说到教学效果，我认为学生们在这节课中收获颇丰。他们在知识上掌握了红外传感器的原理和检测方法，技能上学会了如何编写简单的控制程序，情感态度上也展现出了对科技的好奇心和探索欲。特别是那些在小组讨论中表现出色的学生，他们的思维能力和沟通能力都有了显著的提升。

当然，也有一些不足之处。比如，有些学生对编程的概念还不够清晰，我在讲解编程逻辑时可能需要更加耐心和细致。此外，对于一些基础较弱的学生，我应该在课后给予更多的个别辅导。

为了改进这些问题，我打算采取以下措施：首先，我会准备更多的实际案例和练习题，让学生们通过实际操作来加深对知识的理解。其次，我会定期组织辅导时间，帮助那些基础较弱的学生跟上课堂进度。最后，我会在教学中更加注重个别关注，确保每个学生都能参与到课堂活动中来。作业布置与反馈作业布置：

1.完成以下编程练习，实现红外传感器控制LED灯的功能：

-编写一个程序，使用红外传感器控制LED灯。当检测到红外线时，LED灯点亮；当没有检测到红外线时，LED