《第二单元 指挥机器人行动 12 声波测距避障碍》教学设计-2023-2024学年泰山版信息技术（2018）第三册

《第二单元指挥机器人行动12声波测距避障碍》教学设计-2023-2024学年泰山版信息技术（2018）第三册主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：《第二单元指挥机器人行动12声波测距避障碍》教学设计

2.教学年级和班级：五年级2班

3.授课时间：2023年11月10日星期五10:00-11:00

4.教学时数：1课时核心素养目标教学难点与重点1.教学重点

-理解声波测距的原理：本节课的核心内容是让学生理解声波是如何被发射、反射和接收的，以及如何通过计算声波往返时间来测量距离。

-编写声波测距程序：学生需要掌握如何使用编程语言编写程序来实现声波测距的功能，包括声波发射、接收和处理时间的逻辑。

2.教学难点

-计算声波往返时间：学生可能难以理解如何将实际测量到的声波往返时间转换为距离，需要通过实际操作和公式推导来克服这个难点。

-误差分析：在实际操作中，由于环境噪声、设备精度等因素，声波测距可能会产生误差，学生需要学会分析和处理这些误差。

-编程逻辑的复杂性：对于编程初学者来说，理解并实现复杂的编程逻辑是一个挑战，例如在编程中实现声波发射、接收、时间计算和距离转换等步骤。

-实践操作中的问题解决：在操作机器人进行声波测距时，学生可能会遇到各种实际问题，如声波发射器故障、接收器灵敏度不足等，需要学生具备问题解决的能力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-软硬件资源：机器人套件（含声波传感器、发射器、接收器等）、编程软件（如Scratch或Python）、计算机或平板电脑

-课程平台：学校内部信息技术教学平台

-信息化资源：声波测距原理相关视频、编程教程、案例代码

-教学手段：实物演示、小组合作、编程实践、课堂讨论教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对声波测距的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是声波吗？它在我们生活中有哪些应用？”

展示一些关于声波应用的图片或视频片段，如超声波清洗、声纳探测等，让学生初步感受声波的魅力或特点。

简短介绍声波测距的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.声波测距基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解声波测距的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解声波测距的定义，包括其主要组成元素或结构，如声波发射器、接收器、传感器等。

详细介绍声波测距的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解声波发射、传播、反射和接收的过程。

3.声波测距案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解声波测距的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的声波测距案例进行分析，如家庭自动化、工业检测等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解声波测距的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用声波测距解决实际问题。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与声波测距相关的主题进行深入讨论，如“如何提高声波测距的精度”或“声波测距在农业中的应用”。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对声波测距的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调声波测距的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括声波测距的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调声波测距在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用声波测距。

7.课堂练习（10分钟）

目标：巩固学生对声波测距的理解和应用能力。

过程：

教师提供一些练习题，让学生现场进行编程实践，如编写简单的声波测距程序。

学生完成练习后，教师进行点评和讲解，帮助学生解决在练习中遇到的问题。

8.课后作业（5分钟）

目标：让学生在课后继续巩固所学知识，并拓展应用。

过程：

布置课后作业，要求学生完成以下任务：

-查找有关声波测距的资料，了解其历史和发展。

-设计一个简单的声波测距实验，并记录实验结果。

-撰写一篇关于声波测距在日常生活应用的文章或报告。教学资源拓展1.拓展资源

-声波测距的历史与发展：介绍声波测距的起源，从早期的声纳技术到现代的超声波传感器，展示声波测距技术的历史演进。

-声波测距在不同领域的应用：收集和整理声波测距在工业、医疗、农业、海洋探测等领域的应用案例，展示其广泛的应用前景。

-声波测距的原理与数学模型：深入研究声波测距的物理原理，包括声速、反射时间、距离计算等，提供相关的数学模型和公式。

-机器人与自动化技术：介绍与声波测距相关的机器人技术，如自主导航、路径规划等，探讨声波测距在机器人技术中的应用。

-传感器技术：介绍超声波传感器的原理、类型和应用，让学生了解声波测距技术背后的传感器技术。

2.拓展建议

-学生可以阅读关于声波测距的科普书籍或资料，以增加对这一领域的了解。

-组织学生参观科技展览或企业，实地了解声波测距技术的应用情况。

-鼓励学生参与学校或社区的科学活动，如科学实验竞赛，以实践声波测距技术。

-提供在线教育平台或开放课程资源，让学生自主学习和探索声波测距的相关知识。

-设计跨学科项目，如结合物理、数学和编程，让学生综合运用所学知识解决实际问题。

-引导学生进行小组研究，探讨声波测距技术在未来可能的发展方向和应用场景。

-鼓励学生创作科技小报或制作科普视频，分享他们对于声波测距技术的理解和研究成果。

-提供编程资源，如在线编程平台或开源代码库，让学生通过编程实践来加深对声波测距程序的理解。

-组织学生进行实地测量实验，如利用超声波传感器测量学校操场或教室的长度，将理论知识应用于实际操作中。板书设计①声波测距基本概念

-声波的定义

-声波测距的原理

-声波测距的组成部分

②声波测距的计算公式

-声速公式：v=fλ

-距离计算公式：d=(t/2)*v

-其中，v为声速，f为频率，λ为波长，t为声波往返时间，d为距离

③声波测距的应用实例

-工业检测

-医疗成像

-自动化导航

-海洋探测

④声波测距技术发展

-声纳技术

-超声波传感器

-机器人技术应用

⑤声波测距的挑战与改进方向

-环境噪声干扰

-设备精度问题

-距离测量范围限制

-未来技术发展趋势课堂1.课堂评价

-提问与回答：通过课堂提问，检验学生对声波测距基本概念、原理和应用的理解程度。提问可以是开放式的，鼓励学生发散思维，也可以是封闭式的，确保学生掌握关键知识点。

-观察与反馈：在课堂上，教师应密切关注学生的参与度和学习状态，通过观察学生的表情、肢体语言和互动情况，及时了解学生的学习反馈。

-小组讨论评价：通过小组讨论的评价，观察学生在团队中的角色、沟通能力和解决问题的能力。评价标准包括讨论的深度、广度和创新性。

-实践操作评价：在编程实践环节，评价学生的编程能力，包括代码的正确性、效率、注释的清晰度以及解决问题的能力。

-课堂测试：定期进行课堂测试，以检验学生对声波测距知识的掌握情况。测试题应涵盖不同难度，以适应不同层次学生的学习需求。

2.作业评价

-作业批改：对学生的编程作业进行细致的批改，关注代码的正确性、逻辑性和规范性。

-反馈与指导：在批改作业的同时，提供详细的反馈，指出学生的优点和需要改进的地方，并提供具体的指导和建议。

-作业展示：鼓励学生在课堂上展示自己的作业，通过互评的方式，让学生相互学习，共同进步。

-定期回顾：定期回顾学生的作业情况，分析学生在学习过程中的进步和问题，调整教学策略。

-成绩记录：将学生的作业成绩和课堂表现记录在成绩册中，作为学生学业评价的一部分。

3.评价方法

-多元化评价：结合定量和定性评价方法，全面评估学生的学习成果。

-形成性评价：通过日常的课堂活动和作业，持续跟踪学生的学习进展。

-总结性评价：通过期中、期末考试等总结