第17課自動跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用教學設計-2023—2024學年粵教清華版初中信息技術九年級下冊學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計意圖本節(jié)課旨在通過紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用，讓學生了解傳感器在實際生活中的應用，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維。通過本節(jié)課的學習，學生能夠掌握紅外傳感器和碰撞傳感器的使用方法，并將其應用于實際項目中，提高學生的實踐操作能力。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的信息意識，理解傳感器在信息技術中的重要作用。

2.提升學生的計算思維，通過編程實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的處理和分析。

3.增強學生的創(chuàng)新實踐能力，鼓勵學生設計并實現(xiàn)自動跟蹤系統(tǒng)。

4.培養(yǎng)學生的合作學習能力，通過團隊協(xié)作完成項目實踐。重點難點及解決辦法重點：紅外傳感器和碰撞傳感器的編程應用。

難點：傳感器數(shù)據(jù)的實時處理與系統(tǒng)穩(wěn)定性。

解決辦法：

1.重點：通過實際操作和案例分析，讓學生逐步掌握傳感器編程的基本步驟。

2.難點：通過分組討論和實驗，讓學生在實踐中學習如何優(yōu)化代碼，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。突破策略包括：

-實施分層教學，針對不同水平的學生提供相應的指導。

-利用在線資源和案例庫，提供豐富的學習材料和實踐案例。

-強化編程練習，通過反復練習提高學生的編程技能。教學方法與手段教學方法：

1.講授法：結合實例講解紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理。

2.實驗法：引導學生進行傳感器編程實驗，親身體驗傳感器應用。

3.討論法：組織學生討論傳感器在實際項目中的應用場景和解決方案。

教學手段：

1.多媒體演示：利用PPT展示傳感器的工作原理和編程步驟。

2.教學軟件：使用編程軟件進行傳感器編程實踐。

3.在線資源：提供相關視頻教程和在線論壇，方便學生課后學習交流。教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對自動跟蹤系統(tǒng)的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們見過自動駕駛汽車嗎？它們是如何實現(xiàn)自動導航的？”

展示一些關于自動駕駛汽車的圖片或視頻片段，讓學生初步感受自動跟蹤系統(tǒng)的魅力或特點。

簡短介紹自動跟蹤系統(tǒng)的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.自動跟蹤系統(tǒng)基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解自動跟蹤系統(tǒng)的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解自動跟蹤系統(tǒng)的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹紅外傳感器和碰撞傳感器的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.自動跟蹤系統(tǒng)案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解自動跟蹤系統(tǒng)的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的自動跟蹤系統(tǒng)案例進行分析，如無人駕駛車輛、自動清潔機器人等。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解自動跟蹤系統(tǒng)的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用自動跟蹤系統(tǒng)解決實際問題。

小組討論：讓學生分組討論自動跟蹤系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢或改進方向，并提出創(chuàng)新性的想法或建議。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養(yǎng)學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與自動跟蹤系統(tǒng)相關的主題進行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對自動跟蹤系統(tǒng)的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學生和教師對展示內(nèi)容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強調(diào)自動跟蹤系統(tǒng)的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，包括自動跟蹤系統(tǒng)的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調(diào)自動跟蹤系統(tǒng)在現(xiàn)實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用自動跟蹤系統(tǒng)。

7.課后作業(yè)

目標：鞏固學習效果，提高學生的實踐能力。

過程：

布置課后作業(yè)：讓學生設計一個小型的自動跟蹤系統(tǒng)模型，并撰寫一份簡單的實驗報告，描述系統(tǒng)的設計思路、實現(xiàn)過程和測試結果。學生學習效果1.理論知識掌握：

-學生能夠理解紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理，包括它們?nèi)绾胃兄h(huán)境中的變化。

-學生掌握了傳感器編程的基本方法，能夠使用編程語言編寫簡單的傳感器控制程序。

-學生了解了自動跟蹤系統(tǒng)的基本組成部分，包括傳感器、控制器和執(zhí)行機構。

2.實踐操作能力：

-學生通過實際操作，學會了如何連接和配置紅外傳感器和碰撞傳感器。

-學生能夠根據(jù)設計需求，編寫程序控制傳感器實現(xiàn)自動跟蹤功能。

-學生在實踐中學會了調(diào)試和優(yōu)化傳感器程序，提高了問題解決能力。

3.創(chuàng)新思維培養(yǎng)：

-學生在案例分析中，能夠提出針對特定問題的創(chuàng)新解決方案。

-學生在小組討論中，能夠積極思考，提出獨特的觀點和改進建議。

-學生通過設計小型自動跟蹤系統(tǒng)模型，鍛煉了創(chuàng)新設計和實現(xiàn)能力。

4.團隊合作能力：

-學生在小組討論和項目中，學會了有效溝通和協(xié)作，共同完成任務。

-學生能夠尊重他人的意見，傾聽并采納合理的建議。

-學生在團隊合作中，學會了承擔責任和解決團隊內(nèi)部沖突。

5.信息素養(yǎng)提升：

-學生通過查閱資料、分析案例，提高了信息檢索和評價的能力。

-學生學會了如何將理論知識應用于實際項目中，提升了信息轉換能力。

-學生在課堂上積極參與討論，提高了信息交流能力和批判性思維能力。

6.信息技術應用意識：

-學生認識到傳感器技術在現(xiàn)代生活中的重要性，增強了應用信息技術解決實際問題的意識。

-學生了解了信息技術在自動化領域的應用，激發(fā)了學生對科技發(fā)展的興趣。

-學生通過項目實踐，培養(yǎng)了信息技術應用的創(chuàng)新精神。內(nèi)容邏輯關系①紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理

-紅外傳感器的工作原理：紅外發(fā)射與接收、紅外反射與散射

-碰撞傳感器的原理：壓力感應、觸覺感應

②自動跟蹤系統(tǒng)的組成部分

-傳感器：紅外傳感器、碰撞傳感器

-控制器：微控制器、單片機

-執(zhí)行機構：電機、伺服系統(tǒng)

③編程實現(xiàn)自動跟蹤功能

-編程語言：C/C++、Python

-程序設計：條件判斷、循環(huán)控制、中斷處理

-數(shù)據(jù)處理：傳感器數(shù)據(jù)采集、濾波、處理

④案例分析

-自動駕駛車輛：傳感器配置、數(shù)據(jù)處理、路徑規(guī)劃

-自動清潔機器人：傳感器應用、環(huán)境感知、路徑規(guī)劃

⑤學生小組討論

-自動跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

-傳感器技術的未來應用前景

⑥課堂展示與點評

-學生展示自動跟蹤系統(tǒng)設計

-教師點評與指導

⑦課后作業(yè)

-設計小型自動跟蹤系統(tǒng)模型

-撰寫實驗報告：設計思路、實現(xiàn)過程、測試結果反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.互動式教學：在課堂上，我嘗試通過提問、討論和小組合作等方式，增加學生的參與度，讓每個學生都有機會表達自己的觀點和想法。

2.項目驅動學習：我設計了一些實際的項目，讓學生通過解決實際問題來學習知識，這樣不僅提高了學生的實踐能力，也激發(fā)了他們的學習興趣。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生參與度不足：部分學生在課堂上顯得比較被動，不太愿意參與討論和活動。

2.教學深度不夠：在講解傳感器原理時，我發(fā)現(xiàn)有些學生對于復雜的理論知識理解不夠深入。

3.評價方式單一：目前主要依賴期末考試來評價學生的學習成果，這種評價方式可能無法全面反映學生的學習過程和能力。

反思改進措施（三）改進措施

1.提高學生參與度：我將設計更多互動環(huán)節(jié)，比如角色扮演、模擬實驗等，讓學生在活動中學習，同時鼓勵學生提出問題，增強他們的自主學習能力。

2.豐富教學內(nèi)容：對于難以理解的理論知識，我會采用多種教學方法，如視頻講解、案例分析等，幫助學生更好地理解。同時，我也會適時調(diào)整教學進度，確保每個學生都能跟上課程的步伐。

3.多元化評價方式：除了期末考試，我還將引入課堂表現(xiàn)、小組合作、項目成果等多種評價方式，以更全面地評估學生