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-2023--2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

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-2023—-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册主备人备课成员教学内容本节课内容选自《清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册》教材第17课，主要涉及红外传感器和碰撞传感器的综合应用。内容包括红外传感器的工作原理、应用场景以及与碰撞传感器的结合方式，旨在让学生掌握传感器在实际项目中的应用，提高学生的实践操作能力和创新思维。核心素养目标分析本节课旨在培养学生信息意识、计算思维和数字化学习与创新的能力。通过红外传感器和碰撞传感器的综合应用，学生将学习如何将理论知识转化为实际操作，提高问题解决能力。同时，通过项目实践，培养学生合作交流、批判性思维和创造性解决问题的能力，增强学生的创新意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入本节课之前，已经学习了基本的传感器原理和编程知识，包括简单的传感器使用和基本的编程逻辑。他们能够理解传感器的类型、工作原理以及如何通过编程控制传感器。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

九年级学生对信息技术课程通常表现出较高的兴趣，他们喜欢动手实践和探索新技术。学生的能力水平参差不齐，部分学生可能已经具备一定的编程基础，而其他学生可能还在学习编程的基础概念。学习风格上，学生中既有偏好独立思考的，也有喜欢合作学习的，这要求教师在教学过程中采用多样化的教学方法。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在学习红外传感器和碰撞传感器的综合应用时，可能会遇到以下困难：理解传感器工作原理的复杂性、编程逻辑的抽象性以及将理论知识应用到实际项目中的转换困难。此外，对于编程基础薄弱的学生来说，编写复杂的程序和调试可能是一个挑战。教师需要提供足够的指导和支持，帮助学生克服这些困难。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方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解传感器的工作原理和应用案例，帮助学生建立基本概念。

2.实验法：组织学生进行红外传感器和碰撞传感器的实际操作，让学生在实验中学习。

3.讨论法：引导学生就传感器应用中的问题进行讨论，培养学生的批判性思维和合作能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示传感器的工作原理和项目案例，增强直观性。

2.在线编程平台：利用在线编程软件，让学生在课堂上即时编写和测试代码。

3.实物展示：使用实际的传感器和开发板，让学生直观感受传感器的工作状态。教学过程设计【导入环节】

1.创设情境：播放一段关于智能机器人应用的视频，提问学生如何看待这些技术的应用，以及它们如何改变我们的生活。

2.提出问题：引导学生思考，如何让机器人能够更好地适应环境变化，实现自动跟踪和避障。

3.用时：5分钟

【讲授新课】

1.传感器简介：介绍红外传感器和碰撞传感器的基本原理、特点和应用领域。

2.传感器编程：讲解如何通过编程控制传感器，实现自动跟踪和避障功能。

3.项目案例：展示一个简单的红外传感器和碰撞传感器综合应用项目，分析其工作原理和实现步骤。

4.教学重点：强调传感器编程逻辑和实际应用中的注意事项。

5.用时：15分钟

【巩固练习】

1.实验操作：分组让学生进行红外传感器和碰撞传感器的实际操作，要求学生根据所学知识完成指定任务。

2.代码编写：指导学生编写简单的程序，实现传感器的控制功能。

3.互动讨论：组织学生分享实验心得，讨论在操作过程中遇到的问题及解决方法。

4.教学重点：巩固传感器编程逻辑，提高学生的实际操作能力。

5.用时：10分钟

【课堂提问】

1.回顾导入环节提出的问题，引导学生思考传感器技术在生活中的应用前景。

2.提出与传感器编程相关的问题，检查学生对新知识的掌握情况。

3.鼓励学生提出问题，教师进行解答，增强师生互动。

4.用时：5分钟

【师生互动环节】

1.创设问题情境：教师提出一个与传感器应用相关的问题，引导学生进行思考和讨论。

2.分组讨论：将学生分成小组，要求每个小组针对问题提出解决方案。

3.小组汇报：每个小组派代表汇报讨论结果，其他小组进行评价和补充。

4.教学重点：培养学生的合作精神和创新思维，提高问题解决能力。

5.用时：10分钟

【核心素养能力拓展】

1.设计一个与传感器应用相关的项目，要求学生结合所学知识进行设计和实现。

2.鼓励学生发挥创意，提出改进方案，提高项目的实用性和创新性。

3.组织学生进行项目展示，让学生分享自己的成果，激发学习兴趣。

4.教学重点：培养学生的创新意识、实践能力和团队合作精神。

5.用时：5分钟

【总结】

1.回顾本节课所学内容，强调传感器应用的重要性。

2.鼓励学生在日常生活中关注传感器技术，尝试将其应用到实际生活中。

3.布置课后作业，要求学生完成一个简单的传感器应用项目。

4.用时：3分钟

【用时总计】：45分钟教学资源拓展1.拓展资源：

-传感器原理图集：提供不同类型传感器的原理图，帮助学生更直观地理解传感器的工作机制。

-传感器应用案例库：收集整理多种传感器在实际项目中的应用案例，如智能家居、工业自动化等。

-编程语言教程：介绍常用的编程语言，如Python、Arduino等，以及如何使用这些语言控制传感器。

-传感器技术发展动态：分享传感器技术的研究进展和行业动态，让学生了解传感器技术的最新应用。

2.拓展建议：

-阅读传感器相关书籍：推荐学生阅读《传感器原理与应用》、《现代传感器技术》等书籍，加深对传感器原理的理解。

-参观科技展览：鼓励学生参加科技展览，实地了解传感器技术在各个领域的应用。

-参与科研项目：如果有条件，鼓励学生参与学校的科研项目，亲身体验传感器技术在科研中的应用。

-制作传感器项目：引导学生利用家中的废旧物品，如纸箱、塑料瓶等，制作简单的传感器项目，如自制温度计、湿度计等。

-学习相关软件：教授学生如何使用Multisim、Proteus等电路仿真软件，模拟传感器的工作状态，进行电路设计和调试。

-关注传感器行业资讯：定期关注传感器行业的新闻和报告，了解传感器技术的最新发展动态。

-参加竞赛活动：鼓励学生参加机器人竞赛、科技创新大赛等，将所学知识应用于实践，提升解决问题的能力。

-开展小组研究：组织学生进行小组研究，探讨传感器技术在特定领域的应用，如环保、医疗等，培养学生的团队合作能力和创新思维。作业布置与反馈作业布置：

1.编写一个简单的红外传感器和碰撞传感器控制程序，实现一个自动避障机器人模型。

-要求：使用Python或Arduino编程语言，编写程序控制红外传感器和碰撞传感器，使机器人能够自动避开障碍物。

-目标：巩固学生对传感器编程的理解，提高编程能力。

2.设计一个智能家居系统，利用红外传感器和碰撞传感器实现自动照明和报警功能。

-要求：设计系统架构图，编写程序实现红外传感器检测人体移动自动开关灯，碰撞传感器检测异常情况触发报警。

-目标：培养学生的系统设计能力和创新思维。

3.研究一种新型传感器，如超声波传感器，探讨其在自动跟踪和避障中的应用潜力。

-要求：收集资料，分析超声波传感器的原理和特点，撰写研究报告。

-目标：提高学生的信息收集和分析能力，拓展学生的知识面。

作业反馈：

1.及时批改作业：在学生提交作业后，教师应尽快进行批改，确保学生能够及时得到反馈。

2.详细反馈：在批改作业时，教师应详细指出学生的错误和不足，同时给出正确的答案或改进建议。

3.针对性问题：针对学生在作业中普遍存在的问题，教师可以在课堂上进行讲解和示范，帮助学生理解和掌握。

4.个性化反馈：对于学生的个性化问题，教师应提供个性化的反馈，帮助学生解决具体困难。

5.鼓励学生自评：鼓励学生在完成作业后进行自我评估，分析自己的优点和不足，为后续学习做好准备。

6.家长沟通：对于学生的作业表现，教师可以与家长进行沟通，共同关注学生的学习进展。

7.作业展示：定期组织作业展示活动，让学生分享自己的作品，提高学生的自信心和交流能力。

8.作业评价：在学期末，对学生的作业进行综合评价，纳入学生的平时成绩，激励学生持续进步。教学反思八、教学反思

这节课，我深刻地感受到了教学相长的乐趣。看着学生们在课堂上积极参与、认真思考，我深感欣慰。以下是我对这节课的一些反思：

首先，我觉得课堂氛围很重要。在导入环节，我通过播放视频和提出问题，成功激发了学生的学习兴趣。我发现，当学生们对某个话题感兴趣时，他们的学习积极性会大大提高。因此，在今后的教学中，我会更加注重课堂氛围的营造，通过多种方式激发学生的学习兴趣。

其次，我发现讲授新课环节中，理论与实践相结合的教学方法效果显著。在讲解传感器原理和应用案例时，我尽量结合实际项目，让学生们能够更好地理解知识。同时，我也注意到了一些细节，比如在讲解编程逻辑时，我尽量用通俗易懂的语言，让学生们能够轻松跟上。

在巩固练习环节，我采用了分组实验的方式，让学生们亲自动手操作。这种方式不仅让学生们巩固了所学知识，还提高了他们的团队协作能力。在实验过程中，我观察到学生们遇到问题时，会主动思考、互相讨论，这让我对他们的学习能力有了更高的期待。

课堂提问环节，我尝试了提问与回答相结合的方式，让学生们参与到课堂中来。我发现，当学生们能够回答问题时，他们的自信心会得到提升。同时，我也注意到了，在提问环节，要避免过于简单或过于复杂的问题，以确保所有学生都能参与进来。

在师生互动环节，我努力营造了一个轻松、平等的氛围。学生们敢于提问，我也尽力给予他们满意的答复。在这个过程中，我发现，师生之间的互动