全国粤教清华版初中信息技术九年级下册第4单元第17课《自动跟踪-红外传感器和碰撞传感器的综合应用》教学设计

全国粤教清华版初中信息技术九年级下册第4单元第17课《自动跟踪——红外传感器和碰撞传感器的综合应用》教学设计主备人备课成员设计思路本节课以《自动跟踪——红外传感器和碰撞传感器的综合应用》为题，紧密结合全国粤教清华版初中信息技术九年级下册第4单元内容，通过实践操作引导学生深入了解红外传感器和碰撞传感器的工作原理及其在自动跟踪中的应用。课程设计注重理论与实践相结合，培养学生动手实践能力和创新思维，提高信息技术素养。核心素养目标1.培养学生的信息意识，使学生认识到传感器技术在信息技术领域的应用价值。

2.增强学生的计算思维，通过编程实践，提升逻辑推理和问题解决能力。

3.培养学生的实践能力，通过动手操作，掌握红外传感器和碰撞传感器的应用方法。

4.培养学生的创新精神，鼓励学生在实践中探索新的应用场景，激发创造潜能。教学难点与重点1.教学重点，

①掌握红外传感器和碰撞传感器的工作原理及其在自动跟踪系统中的应用。

②理解并应用编程语言控制传感器，实现自动跟踪功能。

③学会搭建简单的自动跟踪实验装置，并进行调试和优化。

2.教学难点，

①红外传感器和碰撞传感器参数的调整与优化，以达到最佳跟踪效果。

②编程逻辑的复杂性和传感器响应的准确性，确保自动跟踪系统的稳定运行。

③学生对传感器应用场景的拓展和创新，需要引导学生突破思维定势，发挥创造性。学具准备Xxx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：红外传感器模块、碰撞传感器模块、Arduino开发板、连接线、电阻、电位器、面包板。

-课程平台：学校信息技术教学平台。

-信息化资源：在线编程教程、传感器技术科普视频、自动跟踪系统应用案例。

-教学手段：实物演示、小组合作学习、项目式学习。教学过程一、导入新课

同学们，今天我们来学习《自动跟踪——红外传感器和碰撞传感器的综合应用》。在日常生活中，自动跟踪技术无处不在，比如自动门、无人驾驶车辆等。今天，我们将一起探究红外传感器和碰撞传感器是如何实现自动跟踪的。

二、新课讲授

1.红外传感器的工作原理

同学们，红外传感器是一种利用红外线进行探测的传感器。首先，我会给大家展示一个红外传感器的实物，并讲解其工作原理。然后，我会通过一个简单的实验，让同学们亲自观察红外传感器的探测过程。

2.碰撞传感器的工作原理

3.红外传感器和碰撞传感器的应用

了解了红外传感器和碰撞传感器的工作原理后，我们来看看它们在自动跟踪中的应用。我会给大家展示一个自动跟踪系统的案例，并讲解其工作原理。

4.编程控制传感器

为了实现自动跟踪功能，我们需要编写程序来控制传感器。我会给大家介绍Arduino编程环境，并讲解如何编写程序来控制红外传感器和碰撞传感器。

5.搭建自动跟踪实验装置

三、课堂练习

同学们，现在请按照以下步骤完成课堂练习：

1.编写程序控制红外传感器和碰撞传感器，实现自动跟踪功能。

2.调试和优化程序，使自动跟踪系统更加稳定和准确。

3.尝试拓展应用场景，如自动避障、自动跟随等。

四、小组合作学习

请同学们分成小组，互相交流学习心得，共同解决遇到的问题。我会巡视各小组，解答他们的疑问，并给予指导。

五、课堂总结

同学们，今天我们学习了红外传感器和碰撞传感器的综合应用。通过课堂练习，大家应该已经掌握了自动跟踪系统的搭建和编程方法。现在，让我们来回顾一下今天的学习内容：

1.红外传感器和碰撞传感器的工作原理。

2.编程控制传感器实现自动跟踪功能。

3.搭建自动跟踪实验装置，并进行调试和优化。

希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中，发挥创意，设计出更多有趣的自动跟踪系统。

六、课后作业

1.完成课堂练习中的拓展应用场景设计。

2.查阅资料，了解其他类型的传感器及其应用。

3.思考：自动跟踪技术在未来的发展前景。

同学们，今天的课程就到这里。希望大家能够认真完成课后作业，加深对所学知识的理解。下课！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

2.技能提升

学生在课堂练习和小组合作学习中，学会了如何编写程序控制传感器，实现自动跟踪功能。这提高了学生的编程能力、逻辑思维能力和问题解决能力。在实际操作中，学生能够熟练搭建自动跟踪实验装置，并进行调试和优化，提升了动手实践能力。

3.创新意识

本节课鼓励学生在实践中探索新的应用场景，发挥创意。学生在完成课后作业时，尝试将所学知识应用于实际生活，设计出具有创新性的自动跟踪系统。这有助于培养学生的创新意识和创新能力。

4.团队协作

在小组合作学习中，学生需要相互交流、讨论和解决问题。这有助于培养学生的团队协作精神和沟通能力。学生在合作过程中，学会了倾听、尊重他人意见，共同完成任务。

5.信息技术素养

6.学习兴趣

本节课通过生动有趣的案例和实际操作，激发了学生对信息技术学习的兴趣。学生在学习过程中，感受到信息技术带来的乐趣，从而提高了学习的主动性和积极性。

7.适应社会发展

随着科技的快速发展，传感器技术在各个领域得到广泛应用。本节课的学习，使学生了解传感器技术的发展趋势，为将来从事相关领域工作做好准备。教学反思与总结这节课下来，我觉得整体效果还是不错的，学生们对红外传感器和碰撞传感器的应用有了更深入的理解。不过，在回顾整个教学过程后，我也有一些反思和总结。

首先，我觉得在教学方法上，我尝试了更多的互动式教学。比如，我让同学们分组讨论，一起解决实际问题，这样可以提高他们的合作能力和解决问题的能力。我发现，这种方法特别适合于像自动跟踪这样的实践性强的课程。不过，我也注意到，有些同学在讨论时比较内向，不太敢发言，这让我意识到在今后的教学中，我需要更多地鼓励他们，创造一个更加开放和包容的学习环境。

在策略方面，我使用了案例教学和项目式学习的方法。通过案例，学生们能够直观地看到技术的应用，而项目式学习则让他们在实践中学习。我觉得这两种方法都很有效，学生们对自动跟踪系统的构建兴趣浓厚，参与度很高。但是，我也发现，在项目进行过程中，有些小组在时间管理上不够合理，导致后期任务完成得比较仓促。因此，我需要在今后的教学中，更加注重时间管理和任务分配的指导。

在教学管理上，我尽量保持了课堂的秩序，但也遇到了一些挑战。比如，有时候课堂上的讨论会变得很热烈，以至于我需要频繁地维持秩序。这让我意识到，在教学过程中，我需要更加灵活地调整教学节奏，既要保证课堂的活跃度，又要确保教学目标的达成。

教学总结方面，我觉得学生们在知识上有了很大的收获。他们对红外传感器和碰撞传感器的工作原理有了清晰的认识，能够独立编写程序控制传感器。在技能上，他们的编程能力和实践操作能力都有了显著的提升。在情感态度上，他们对信息技术学习的兴趣更加浓厚，表现出较强的学习动力。

然而，也存在一些不足。比如，部分学生对传感器参数的调整和优化理解不够深入，导致自动跟踪系统的效果不理想。此外，有些学生对于拓展应用场景的思考不够开阔，缺乏创新性。

针对这些问题，我提出以下改进措施和建议：

1.在今后的教学中，我会更加注重对学生进行传感器参数调整和优化的指导，通过实际操作和案例分析，帮助他们更好地理解和应用。

2.为了激发学生的创新思维，我会设计更多具有挑战性的项目，鼓励他们尝试不同的解决方案，并在课堂上分享他们的想法。

3.我会继续优化课堂管理，通过更加灵活的教学方法和活动设计，提高学生的参与度和课堂效率。课堂课堂评价是教学过程中不可或缺的一环，它帮助我了解学生的学习情况，及时发现问题并进行解决。以下是我对本次《自动跟踪——红外传感器和碰撞传感器的综合应用》课堂的评价：

1.课堂提问

在课堂教学中，我通过提问的方式检查学生对知识点的掌握情况。例如，我提出了关于红外传感器和碰撞传感器工作原理的问题，让学生解释其工作原理和应用场景。大多数学生能够正确回答，这表明他们对这些知识点有了较好的理解。

2.观察学生参与度

我观察了学生在课堂上的参与度，包括他们的提问、回答问题和参与讨论的情况。我发现，学生们在实验操作环节表现出很高的热情，他们积极参与，互相帮助，这表明他们对课程内容感兴趣，并且愿意投入实践。

3.实践操作评价

在实践操作环节，我要求学生们分组完成自动跟踪实验装置的搭建和编程。通过观察他们的操作，我发现以下情况：

-部分学生在搭建实验装置时遇到了连接问题，但在小组内互相帮助后成功解决了问题。

-在编程环节，学生们能够根据所学知识编写出基本的程序，但有些同学在处理复杂逻辑时遇到了困难。

-学生们在调试过程中表现出耐心和细致，能够根据反馈调整程序，提高系统的稳定性。

4.课堂讨论

课堂讨论环节是检验学生综合运用知识解决问题能力的好机会。在讨论中，我注意到学生们能够提出一些有创意的想法，如改进传感器的工作方式或尝试不同的编程策略。这表明他们在学习过程中不仅掌握了知识，还能将其应用于实际问题。

5.作业评价

课后，我批改了学生的作业，以下是我对作业的评价：

-大部分学生的作业完成了规定的任务，能够独立完成自动跟踪系统的编程和调试。

-有一小部分学生的作业在编程上存在错误，这可能是对编程知识掌握不够牢固。

-作业中的创新部分表现出了学生的个性化思考，有些学生提出了很有创意的解决方案。

总体来说，课堂评价显示学生们在本节课中取得了较好的学习效果。他们在知识、技能和情感态度上都得到了提升。然而，也存在着一些需要改进的地方，比如对编程知识的深入理解和创新思维的培养。在今后的教学中，我会继续关注这些问题，并采取措施加以改进。板书设计1.自动跟踪系统概述

①自动跟踪系统定义

②自动跟踪系统组成

③自动跟踪系统应用

2.红外传感器

①红外传感器工作原理

②红外传感器类型

③红外传感器应用

3.碰撞传感器

①碰撞传感器工作原理

②碰撞传感器类型

③碰撞传感器应用

4.编程控制传感器

①Arduino编程环境

②程序编写步骤

③传感器控制代码

5.自动跟踪实验装置搭建

①实验装置组成

②搭建步骤

③连接方法

6.调试与优化

①调试方法

②优化策略

③故障排除

7.应用拓展

①创新设计

②实际案例

③挑战与机遇典型例题讲解1.例题一：

编写Arduino程序，使红外传感器检测到前方有障碍物时，控制小车停止运动。

答案：

```cpp

//定义红外传感器引脚

constintinfraredPin=2;

//定义小车控制引脚

constintmotorPin=9;

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

digitalWrite(motorPin,LOW);//停止小车

}else{

digitalWrite(motorPin,HIGH);//让小车前进

}

}

```

2.例题二：

编写Arduino程序，使用碰撞传感器检测小车碰撞到物体时，改变小车的行驶方向。

答案：

```cpp

//定义碰撞传感器引脚

constintcollisionPin=3;

//定义小车方向控制引脚

constintdirectionPin=8;

voidsetup(){

pinMode(collisionPin,INPUT);

pinMode(directionPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(collisionPin)==HIGH){

digitalWrite(directionPin,LOW);//改变小车方向

}else{

digitalWrite(directionPin,HIGH);//保持小车原方向

}

}

```

3.例题三：

编写Arduino程序，实现小车在遇到障碍物时停止，并在障碍物移除后自动继续前进。

答案：

```cpp

//定义红外传感器和碰撞传感器引脚

constintinfraredPin=2;

constintcollisionPin=3;

//定义小车控制引脚

constintmotorPin=9;

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(collisionPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH||digitalRead(collisionPin)==HIGH){

digitalWrite(motorPin,LOW);//停止小车

}else{

digitalWrite(motorPin,HIGH);//让小车前进

}

}

```

4.例题四：

编写Arduino程序，实现小车在检测到障碍物时，先后退一定距离，然后转向继续前进。

答案：

```cpp

//定义红外传感器和碰撞传感器引脚

constintinfraredPin=2;

constintcollisionPin=3;

//定义小车控制引脚

constintmotorPin=9;

constintreversePin=10;//定义小车后退控制引脚

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(collisionPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

pinMode(reversePin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH||digitalRead(collisionPin)==HIGH){

digitalWrite(motorPin,LOW);//停止小车

digitalWrite(reversePin,HIGH);//让小车后退

delay(1000);//延时1秒

digitalWrite(reversePin,LOW);//停止后退

digitalWrite(motorPin,HIGH);//让小车转向前进

}

}

```

5.例题五：

编写Arduino程序，实现小车在遇到障碍物时，先后退一定距离，然后改变方向绕过障碍物继续前进。

答案：

```cpp

//定义红外传感器和碰撞传感器引脚

constintinfr