第4单元第16课《音乐之声-碰撞传感器的应用》教学设计2023-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

第4单元第16课《音乐之声--碰撞传感器的应用》教学设计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教材分析第4单元第16课《音乐之声--碰撞传感器的应用》教学设计2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册。本节课结合教材内容，通过介绍碰撞传感器的原理和在实际中的应用，引导学生动手实践，掌握编程方法，提高信息技术的实际操作能力。课程内容与课本紧密关联，符合教学实际，实用性较强。核心素养目标1.培养学生的创新思维，通过设计音乐之声互动装置，激发学生的创造力。

2.增强学生的技术应用能力，让学生通过编程实现碰撞传感器与音乐的互动，提高信息技术实践应用能力。

3.提升学生的协作学习意识，鼓励学生小组合作完成项目，培养团队协作精神。

4.强化学生的信息意识，引导学生关注信息技术在生活中的应用，培养对信息技术的敏感度和批判性思维。学情分析九年级学生在信息技术课程中已具备一定的编程基础，对编程语言有一定的了解，如Scratch、Python等。在知识层面，学生对传感器的基本概念和原理有一定认识，但对碰撞传感器的具体应用和编程实现可能较为陌生。在能力方面，学生的动手实践能力和问题解决能力逐渐增强，但面对复杂的项目时，可能存在逻辑思维和编程技巧上的困难。

学生的素质方面，部分学生具备较强的创新意识和团队协作精神，能够主动探索和解决问题；而部分学生可能在创新思维和团队协作方面有所欠缺。在行为习惯上，学生普遍能够遵守课堂纪律，但在长时间编程实践中，可能存在注意力不集中、容易分心的情况。

这些学情特点对课程学习产生以下影响：首先，教学过程中需注重激发学生的创新思维，通过趣味性的项目设计吸引学生兴趣；其次，针对学生编程能力的不均衡，教师需提供分层教学，确保每个学生都能在原有基础上得到提升；再者，培养学生的团队协作能力，通过小组合作项目，提高学生的沟通能力和团队精神。此外，针对学生的注意力问题，教师应合理安排课堂时间，确保学生能够集中精力完成编程任务。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材《音乐之声--碰撞传感器的应用》。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，如传感器工作原理演示视频。

3.实验器材：准备碰撞传感器、连接线、编程设备等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：布置教室环境，设置分组讨论区，安排实验操作台，以方便学生分组实验和讨论。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对碰撞传感器的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们在生活中遇到过哪些需要用到传感器的场景？”

展示一些关于智能家居、游戏设备等使用传感器的图片或视频片段，让学生初步感受传感器的魅力或特点。

简短介绍碰撞传感器的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.碰撞传感器基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解碰撞传感器的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解碰撞传感器的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍碰撞传感器的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.碰撞传感器案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解碰撞传感器的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的碰撞传感器应用案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解碰撞传感器的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用碰撞传感器解决实际问题。

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，每组选择一个与碰撞传感器相关的主题进行深入讨论。

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，同时加深全班对碰撞传感器的认识和理解。

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，强调碰撞传感器的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括碰撞传感器的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调碰撞传感器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碰撞传感器。

7.课后作业布置（5分钟）

目标：巩固学习效果，培养学生的实践能力。

过程：

布置课后作业：让学生设计一个简单的碰撞传感器应用项目，如制作一个自动关闭的灯箱。

要求学生撰写项目报告，说明设计思路、实现过程和遇到的问题及解决方法。

教学过程中，教师需根据学生的实际反应和讨论情况灵活调整教学内容和节奏，确保教学效果。同时，鼓励学生提问和参与讨论，激发学生的学习兴趣和主动性。学生学习效果学生学习效果

1.知识掌握

2.技能提升

学生在本节课中学会了使用编程软件编写控制碰撞传感器的程序，并能够根据需求调整程序参数。通过实际操作，学生提高了动手实践能力，学会了如何将理论知识应用于实际问题。此外，学生学会了使用编程工具进行调试和优化，提高了问题解决能力。

3.创新意识

本节课的设计旨在激发学生的创新思维，通过分组讨论和项目设计，学生提出了许多具有创意的想法。学生在实践中学会了如何将现有技术进行创新，以适应不同的应用场景。这种创新意识的培养有助于学生未来的学习和职业发展。

4.团队合作

学生在小组讨论和项目实施过程中，学会了与他人合作，共同解决问题。通过分工合作，学生提高了沟通能力和团队协作能力。在讨论过程中，学生学会了倾听他人意见，尊重他人观点，共同为实现项目目标而努力。

5.信息意识

本节课通过介绍碰撞传感器的应用，使学生意识到信息技术在现代社会的重要性。学生开始关注信息技术的发展，思考如何将所学知识应用于实际生活中。这种信息意识的提升有助于学生形成正确的价值观，为未来的学习和工作奠定基础。

6.思维方式

学生在本节课中学习了从问题出发，分析问题，解决问题的思维方式。这种思维方式有助于学生在面对复杂问题时，能够迅速找到解决问题的方法。此外，学生在分析案例和设计项目过程中，学会了批判性思维和逻辑推理能力。

7.学习兴趣

本节课通过趣味性的教学活动和实际操作，激发了学生的学习兴趣。学生在动手实践过程中，体验到了学习的乐趣，对信息技术课程产生了更浓厚的兴趣。典型例题讲解例题1：编写一个Scratch程序，当角色碰撞到绿色的积木块时，播放一段音乐，并改变角色的外观。

解答：

1.创建一个新的Scratch项目。

2.在角色库中添加一个角色，并选择一个初始外观。

3.从事件积木中拖出一个“当绿旗被点击”积木，放置在程序开始的位置。

4.从控制积木中拖出一个“等待”积木，设置等待时间为音乐播放的长度。

5.从声音积木中拖出一个“播放声音”积木，选择要播放的音乐文件。

6.从外观积木中拖出一个“改变外观到”积木，选择一个与当前外观不同的外观。

7.在“当绿旗被点击”事件下，添加一个“如果...那么...”积木。

8.在“如果...”部分，使用“检测角色与绿点是否碰撞”积木。

9.在“那么...”部分，放置之前添加的“等待”、“播放声音”和“改变外观到”积木。

例题2：设计一个简单的智能家居控制系统，当用户触摸门铃按钮时，通过碰撞传感器打开门锁，并点亮门口的灯。

解答：

1.在Arduino平台上编写程序，设置碰撞传感器引脚为输入模式。

2.当检测到碰撞信号时，通过串口发送指令到门锁和灯的控制模块。

3.门锁控制模块接收到指令后，执行开锁动作。

4.灯的控制模块接收到指令后，点亮灯。

例题3：编写一个Python程序，使用碰撞传感器检测物体的移动，并在移动时在屏幕上绘制轨迹。

解答：

1.导入所需的库，如`pyautogui`用于屏幕操作，`time`用于控制时间间隔。

2.设置碰撞传感器的引脚为输入模式，并读取传感器的状态。

3.在一个循环中，检查传感器的状态，如果检测到移动，则记录下当前位置。

4.使用`pyautogui`库在屏幕上绘制从初始位置到当前位置的直线。

例题4：使用Scratch编写一个游戏，玩家需要收集所有的星星，星星在碰撞到玩家时消失。

解答：

1.创建一个新的Scratch项目，添加玩家角色和星星角色。

2.设置星星角色的行为，当它们被点击时消失。

3.编写玩家角色的行为，当玩家与星星碰撞时，播放收集音效，并从屏幕上移除星星。

4.编写游戏逻辑，确保玩家只能收集星星，不能收集自己。

例题5：设计一个简单的机器人避障程序，当机器人遇到障碍物时，停止前进并后退一小段距离。

解答：

1.在Arduino平台上编写程序，设置超声波传感器引脚用于检测距离。

2.当超声波传感器检测到距离小于一定值时，表示有障碍物。

3.编写程序，当检测到障碍物时，停止前进，并使用后退命令使机器人后退一小段距离。

4.设置后退命令后，重新开始前进，以避免重复触发避障条件。内容逻辑关系①碰撞传感器原理

-重点知识点：传感器的基本原理、碰撞传感器的定义和工作原理。

-关键词：传感器、电信号、机械动作、触发电平。

②编程实现与应用

-重点知识点：编程语言的基础语法、控制语句的使用、与传感器交互的编程方法。

-关键词：编程语言、变量、条件语句、循