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 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）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2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册教学内容分析亲爱的小伙伴们，今天咱们要一起探索信息技术中的趣味世界，揭开《自动跟踪--红外传感器和碰撞传感器的综合应用》的神秘面纱。这节课，我们可要结合课本上的第4单元第17课内容，一起来实操一番。说到课本，咱们得把那些红外传感器和碰撞传感器的原理、特点还有它们在自动跟踪中的应用给搞懂。这样一来，不仅能巩固我们的理论知识，还能动手实践，感受科技的魅力哦！😊🌟核心素养目标分析在本节课中，我们旨在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新等核心素养。通过红外传感器和碰撞传感器的应用实践，学生将学会运用信息技术解决实际问题，增强创新意识和实践能力。同时，培养学生团队合作精神，提升信息伦理和社会责任感。这样的学习过程，有助于学生形成终身学习的习惯，为未来社会发展做好准备。教学难点与重点1.教学重点

-明确本节课的核心内容，以便于教师在教学过程中有针对性地进行讲解和强调。

a.红外传感器与碰撞传感器的工作原理：重点讲解红外传感器和碰撞传感器的原理，让学生理解它们是如何通过感应信号来触发动作的。

b.传感器的集成应用：通过案例分析，使学生掌握如何将红外传感器和碰撞传感器结合起来，实现自动跟踪的功能。

c.编程实践：重点强调使用编程语言对传感器进行控制，实现自动跟踪的流程编写。

2.教学难点

-识别并指出本节课的难点内容，以便于教师采取有效的教学方法帮助学生突破难点。

a.传感器信号的理解与处理：对于初次接触传感器原理的学生来说，理解传感器信号的采集和处理是难点。例如，如何解读传感器输出的模拟信号，并将其转换为可编程的数字信号。

b.传感器集成与调试：在实际操作中，将传感器正确集成到电路中，并调试到最佳状态，对学生的动手能力和细致度要求较高。

c.编程逻辑的构建：在编写控制传感器动作的程序时，学生需要构建清晰的逻辑，确保程序能够根据传感器的反馈进行正确的响应。例如，当红外传感器检测到障碍物时，如何让机器人停止前进。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解红外传感器和碰撞传感器的基本原理，帮助学生建立起知识框架。

2.实验法：组织学生进行传感器集成与编程实验，通过动手操作加深对知识的理解。

3.讨论法：鼓励学生在实验过程中交流心得，共同解决问题，培养团队合作精神。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示传感器的工作原理和实际应用案例，增强直观性。

2.实验指导软件：使用编程软件辅助学生进行传感器编程，提高编程效率。

3.在线资源：提供相关教学视频和在线论坛，供学生课后复习和交流。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习红外传感器的基本工作原理和碰撞传感器的应用场景。

设计预习问题：围绕传感器集成应用，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“如何设计一个简单的自动跟踪系统？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。可以通过查看学生提交的预习笔记或思维导图来了解预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解红外传感器和碰撞传感器的基本原理。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。例如，思考如何将传感器信号转换为机器可执行的指令。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处，以便教师了解学生的预习情况。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示一个自动跟踪机器人的视频，引出本节课的主题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解红外传感器和碰撞传感器的原理，以及它们在自动跟踪系统中的应用。例如，讲解红外传感器如何检测障碍物，碰撞传感器如何反馈碰撞信息。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分组讨论如何设计一个简单的自动跟踪系统，并分享设计方案。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“如何处理传感器信号的不稳定性？”进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验传感器在自动跟踪系统中的应用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据本节课的内容，布置一个设计自动跟踪系统的作业，要求学生结合所学知识，设计并实现一个简单的系统。

提供拓展资源：提供与自动跟踪系统相关的拓展资源，如在线教程、开源硬件平台等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，指出设计中的不足和改进方向。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考，如研究更复杂的传感器或编程技巧。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议，如如何优化系统设计或提高编程效率。教学资源拓展1.拓展资源：

a.传感器原理与应用：介绍不同类型的传感器，如温度传感器、湿度传感器、光电传感器等，以及它们在日常生活和工业领域的应用。

b.编程语言基础：提供一些基础的编程语言教程，如Python、Arduino编程语言等，帮助学生掌握编程基础，为后续的传感器编程做准备。

c.传感器集成案例：收集一些传感器集成的实际案例，如智能家居系统、环境监测系统等，让学生了解传感器在实际项目中的应用。

d.传感器编程教程：提供一些传感器编程的教程，包括如何读取传感器数据、如何处理传感器数据、如何控制机器人等，帮助学生掌握传感器编程技能。

2.拓展建议：

a.学生可以阅读传感器原理与应用的相关书籍，如《传感器技术与应用》、《现代传感器技术》等，深入了解传感器的原理和应用。

b.学生可以参加编程兴趣小组或机器人俱乐部，与其他同学一起学习和交流编程和传感器应用的经验。

c.学生可以尝试自己动手制作简单的传感器项目，如制作一个温湿度监测仪、一个光线感应开关等，通过实践加深对传感器应用的理解。

d.学生可以关注一些科技网站和论坛，如CSDN、GitHub等，了解最新的传感器技术和应用动态，拓宽知识视野。

e.学生可以参加一些科技竞赛，如全国青少年科技创新大赛、机器人竞赛等，将所学知识应用于实际项目中，提升自己的实践能力。

f.学生可以尝试使用开源硬件平台，如Arduino、RaspberryPi等，进行传感器编程和项目实践，掌握更多的传感器应用技巧。

g.学生可以阅读一些与传感器相关的学术论文，了解传感器领域的前沿技术和发展趋势，为自己的学习和研究提供方向。

h.学生可以参加一些线上课程，如MOOC（大规模开放在线课程），学习传感器和编程的相关知识，提升自己的专业素养。

i.学生可以尝试将传感器应用与日常生活相结合，如制作一个智能植物监测系统、一个自动报警系统等，提高自己的生活品质。

j.学生可以关注一些传感器制造商的官方网站，了解各种传感器的性能参数和适用场景，为自己的项目选择合适的传感器。板书设计①自动跟踪系统概述

-自动跟踪系统定义

-系统组成：红外传感器、碰撞传感器、控制单元、执行机构

②红外传感器原理

-工作原理：红外线发射与接收

-应用场景：距离测量、障碍物检测

③碰撞传感器原理

-工作原理：压力或碰撞触发

-应用场景：物体接触检测、碰撞保护

④编程实现自动跟踪

-编程语言：如Arduino、Python

-程序流程：初始化、读取传感器数据、决策、执行动作

⑤实验步骤与注意事项

-实验步骤：传感器连接、编程、调试、测试

-注意事项：电源安全、信号干扰、传感器校准

⑥项目评估与反馈

-项目评估标准：系统稳定性、跟踪精度、执行效率

-反馈与改进：记录实验结果、分析问题、优化设计教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生在课堂上的参与度：观察学生在课堂上的发言次数、提问频率以及参与小组讨论的积极性。

-学生对知识的掌握程度：通过提问和课堂练习，评估学生对红外传感器和碰撞传感器原理的理解程度。

-学生解决问题的能力：观察学生在遇到问题时是否能独立思考，并提出合理的解决方案。

2.小组讨论成果展示：

-小组合作效果：评估学生在小组讨论中的分工合作情况，是否能够有效沟通和协作。

-创新性：评价学生在讨论中提出的创新想法或解决方案，是否具有实际应用价值。

-成果展示：通过小组汇报的形式，评估学生的表达能力和对项目成果的展示效果。

3.随堂测试：

-理论知识测试：通过随堂小测验，检验学生对传感器原理、编程知识等理论知识的掌握情况。

-实践操作测试：让学生实际操作传感器，测试其动手能力和对传感器应用的理解程度。

4.课后作业：

-完成情况：检查学生课后作业的完成质量，包括作业的完整性、正确性和创新性。

-反馈与指导：对学生的作业进行批改，针对存在的问题给予反馈，并提供相应的指导和建议。

5.教师评价与反馈：

-课堂表现反馈：针对学生在课堂上的表现，给