全國粵教清華版初中信息技術九年級下冊第4單元第17課《自動跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用》教學設計主備人備課成員設計思路本節課以《自動跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用》為題，緊密結合全國粵教清華版初中信息技術九年級下冊第4單元內容，通過實踐操作引導學生深入了解紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理及其在自動跟蹤中的應用。課程設計注重理論與實踐相結合，培養學生動手實踐能力和創新思維，提高信息技術素養。核心素養目標1.培養學生的信息意識，使學生認識到傳感器技術在信息技術領域的應用價值。

2.增強學生的計算思維，通過編程實踐，提升邏輯推理和問題解決能力。

3.培養學生的實踐能力，通過動手操作，掌握紅外傳感器和碰撞傳感器的應用方法。

4.培養學生的創新精神，鼓勵學生在實踐中探索新的應用場景，激發創造潛能。教學難點與重點1.教學重點，

①掌握紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理及其在自動跟蹤系統中的應用。

②理解并應用編程語言控制傳感器，實現自動跟蹤功能。

③學會搭建簡單的自動跟蹤實驗裝置，并進行調試和優化。

2.教學難點，

①紅外傳感器和碰撞傳感器參數的調整與優化，以達到最佳跟蹤效果。

②編程邏輯的復雜性和傳感器響應的準確性，確保自動跟蹤系統的穩定運行。

③學生對傳感器應用場景的拓展和創新，需要引導學生突破思維定勢，發揮創造性。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源-軟硬件資源：紅外傳感器模塊、碰撞傳感器模塊、Arduino開發板、連接線、電阻、電位器、面包板。

-課程平臺：學校信息技術教學平臺。

-信息化資源：在線編程教程、傳感器技術科普視頻、自動跟蹤系統應用案例。

-教學手段：實物演示、小組合作學習、項目式學習。教學過程一、導入新課

同學們，今天我們來學習《自動跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用》。在日常生活中，自動跟蹤技術無處不在，比如自動門、無人駕駛車輛等。今天，我們將一起探究紅外傳感器和碰撞傳感器是如何實現自動跟蹤的。

二、新課講授

1.紅外傳感器的工作原理

同學們，紅外傳感器是一種利用紅外線進行探測的傳感器。首先，我會給大家展示一個紅外傳感器的實物，并講解其工作原理。然后，我會通過一個簡單的實驗，讓同學們親自觀察紅外傳感器的探測過程。

2.碰撞傳感器的工作原理

3.紅外傳感器和碰撞傳感器的應用

了解了紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理后，我們來看看它們在自動跟蹤中的應用。我會給大家展示一個自動跟蹤系統的案例，并講解其工作原理。

4.編程控制傳感器

為了實現自動跟蹤功能，我們需要編寫程序來控制傳感器。我會給大家介紹Arduino編程環境，并講解如何編寫程序來控制紅外傳感器和碰撞傳感器。

5.搭建自動跟蹤實驗裝置

三、課堂練習

同學們，現在請按照以下步驟完成課堂練習：

1.編寫程序控制紅外傳感器和碰撞傳感器，實現自動跟蹤功能。

2.調試和優化程序，使自動跟蹤系統更加穩定和準確。

3.嘗試拓展應用場景，如自動避障、自動跟隨等。

四、小組合作學習

請同學們分成小組，互相交流學習心得，共同解決遇到的問題。我會巡視各小組，解答他們的疑問，并給予指導。

五、課堂總結

同學們，今天我們學習了紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用。通過課堂練習，大家應該已經掌握了自動跟蹤系統的搭建和編程方法?，F在，讓我們來回顧一下今天的學習內容：

1.紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理。

2.編程控制傳感器實現自動跟蹤功能。

3.搭建自動跟蹤實驗裝置，并進行調試和優化。

希望同學們能夠將所學知識應用到實際生活中，發揮創意，設計出更多有趣的自動跟蹤系統。

六、課后作業

1.完成課堂練習中的拓展應用場景設計。

2.查閱資料，了解其他類型的傳感器及其應用。

3.思考：自動跟蹤技術在未來的發展前景。

同學們，今天的課程就到這里。希望大家能夠認真完成課后作業，加深對所學知識的理解。下課！學生學習效果學生學習效果主要體現在以下幾個方面：

1.知識掌握

2.技能提升

學生在課堂練習和小組合作學習中，學會了如何編寫程序控制傳感器，實現自動跟蹤功能。這提高了學生的編程能力、邏輯思維能力和問題解決能力。在實際操作中，學生能夠熟練搭建自動跟蹤實驗裝置，并進行調試和優化，提升了動手實踐能力。

3.創新意識

本節課鼓勵學生在實踐中探索新的應用場景，發揮創意。學生在完成課后作業時，嘗試將所學知識應用于實際生活，設計出具有創新性的自動跟蹤系統。這有助于培養學生的創新意識和創新能力。

4.團隊協作

在小組合作學習中，學生需要相互交流、討論和解決問題。這有助于培養學生的團隊協作精神和溝通能力。學生在合作過程中，學會了傾聽、尊重他人意見，共同完成任務。

5.信息技術素養

6.學習興趣

本節課通過生動有趣的案例和實際操作，激發了學生對信息技術學習的興趣。學生在學習過程中，感受到信息技術帶來的樂趣，從而提高了學習的主動性和積極性。

7.適應社會發展

隨著科技的快速發展，傳感器技術在各個領域得到廣泛應用。本節課的學習，使學生了解傳感器技術的發展趨勢，為將來從事相關領域工作做好準備。教學反思與總結這節課下來，我覺得整體效果還是不錯的，學生們對紅外傳感器和碰撞傳感器的應用有了更深入的理解。不過，在回顧整個教學過程后，我也有一些反思和總結。

首先，我覺得在教學方法上，我嘗試了更多的互動式教學。比如，我讓同學們分組討論，一起解決實際問題，這樣可以提高他們的合作能力和解決問題的能力。我發現，這種方法特別適合于像自動跟蹤這樣的實踐性強的課程。不過，我也注意到，有些同學在討論時比較內向，不太敢發言，這讓我意識到在今后的教學中，我需要更多地鼓勵他們，創造一個更加開放和包容的學習環境。

在策略方面，我使用了案例教學和項目式學習的方法。通過案例，學生們能夠直觀地看到技術的應用，而項目式學習則讓他們在實踐中學習。我覺得這兩種方法都很有效，學生們對自動跟蹤系統的構建興趣濃厚，參與度很高。但是，我也發現，在項目進行過程中，有些小組在時間管理上不夠合理，導致后期任務完成得比較倉促。因此，我需要在今后的教學中，更加注重時間管理和任務分配的指導。

在教學管理上，我盡量保持了課堂的秩序，但也遇到了一些挑戰。比如，有時候課堂上的討論會變得很熱烈，以至于我需要頻繁地維持秩序。這讓我意識到，在教學過程中，我需要更加靈活地調整教學節奏，既要保證課堂的活躍度，又要確保教學目標的達成。

教學總結方面，我覺得學生們在知識上有了很大的收獲。他們對紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理有了清晰的認識，能夠獨立編寫程序控制傳感器。在技能上，他們的編程能力和實踐操作能力都有了顯著的提升。在情感態度上，他們對信息技術學習的興趣更加濃厚，表現出較強的學習動力。

然而，也存在一些不足。比如，部分學生對傳感器參數的調整和優化理解不夠深入，導致自動跟蹤系統的效果不理想。此外，有些學生對于拓展應用場景的思考不夠開闊，缺乏創新性。

針對這些問題，我提出以下改進措施和建議：

1.在今后的教學中，我會更加注重對學生進行傳感器參數調整和優化的指導，通過實際操作和案例分析，幫助他們更好地理解和應用。

2.為了激發學生的創新思維，我會設計更多具有挑戰性的項目，鼓勵他們嘗試不同的解決方案，并在課堂上分享他們的想法。

3.我會繼續優化課堂管理，通過更加靈活的教學方法和活動設計，提高學生的參與度和課堂效率。課堂課堂評價是教學過程中不可或缺的一環，它幫助我了解學生的學習情況，及時發現問題并進行解決。以下是我對本次《自動跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應用》課堂的評價：

1.課堂提問

在課堂教學中，我通過提問的方式檢查學生對知識點的掌握情況。例如，我提出了關于紅外傳感器和碰撞傳感器工作原理的問題，讓學生解釋其工作原理和應用場景。大多數學生能夠正確回答，這表明他們對這些知識點有了較好的理解。

2.觀察學生參與度

我觀察了學生在課堂上的參與度，包括他們的提問、回答問題和參與討論的情況。我發現，學生們在實驗操作環節表現出很高的熱情，他們積極參與，互相幫助，這表明他們對課程內容感興趣，并且愿意投入實踐。

3.實踐操作評價

在實踐操作環節，我要求學生們分組完成自動跟蹤實驗裝置的搭建和編程。通過觀察他們的操作，我發現以下情況：

-部分學生在搭建實驗裝置時遇到了連接問題，但在小組內互相幫助后成功解決了問題。

-在編程環節，學生們能夠根據所學知識編寫出基本的程序，但有些同學在處理復雜邏輯時遇到了困難。

-學生們在調試過程中表現出耐心和細致，能夠根據反饋調整程序，提高系統的穩定性。

4.課堂討論

課堂討論環節是檢驗學生綜合運用知識解決問題能力的好機會。在討論中，我注意到學生們能夠提出一些有創意的想法，如改進傳感器的工作方式或嘗試不同的編程策略。這表明他們在學習過程中不僅掌握了知識，還能將其應用于實際問題。

5.作業評價

課后，我批改了學生的作業，以下是我對作業的評價：

-大部分學生的作業完成了規定的任務，能夠獨立完成自動跟蹤系統的編程和調試。

-有一小部分學生的作業在編程上存在錯誤，這可能是對編程知識掌握不夠牢固。

-作業中的創新部分表現出了學生的個性化思考，有些學生提出了很有創意的解決方案。

總體來說，課堂評價顯示學生們在本節課中取得了較好的學習效果。他們在知識、技能和情感態度上都得到了提升。然而，也存在著一些需要改進的地方，比如對編程知識的深入理解和創新思維的培養。在今后的教學中，我會繼續關注這些問題，并采取措施加以改進。板書設計1.自動跟蹤系統概述

①自動跟蹤系統定義

②自動跟蹤系統組成

③自動跟蹤系統應用

2.紅外傳感器

①紅外傳感器工作原理

②紅外傳感器類型

③紅外傳感器應用

3.碰撞傳感器

①碰撞傳感器工作原理

②碰撞傳感器類型

③碰撞傳感器應用

4.編程控制傳感器

①Arduino編程環境

②程序編寫步驟

③傳感器控制代碼

5.自動跟蹤實驗裝置搭建

①實驗裝置組成

②搭建步驟

③連接方法

6.調試與優化

①調試方法

②優化策略

③故障排除

7.應用拓展

①創新設計

②實際案例

③挑戰與機遇典型例題講解1.例題一：

編寫Arduino程序，使紅外傳感器檢測到前方有障礙物時，控制小車停止運動。

答案：

```cpp

//定義紅外傳感器引腳

constintinfraredPin=2;

//定義小車控制引腳

constintmotorPin=9;

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

digitalWrite(motorPin,LOW);//停止小車

}else{

digitalWrite(motorPin,HIGH);//讓小車前進

}

}

```

2.例題二：

編寫Arduino程序，使用碰撞傳感器檢測小車碰撞到物體時，改變小車的行駛方向。

答案：

```cpp

//定義碰撞傳感器引腳

constintcollisionPin=3;

//定義小車方向控制引腳

constintdirectionPin=8;

voidsetup(){

pinMode(collisionPin,INPUT);

pinMode(directionPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(collisionPin)==HIGH){

digitalWrite(directionPin,LOW);//改變小車方向

}else{

digitalWrite(directionPin,HIGH);//保持小車原方向

}

}

```

3.例題三：

編寫Arduino程序，實現小車在遇到障礙物時停止，并在障礙物移除后自動繼續前進。

答案：

```cpp

//定義紅外傳感器和碰撞傳感器引腳

constintinfraredPin=2;

constintcollisionPin=3;

//定義小車控制引腳

constintmotorPin=9;

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(collisionPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

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

digitalWrite(motorPin,LOW);//停止小車

}else{

digitalWrite(motorPin,HIGH);//讓小車前進

}

}

```

4.例題四：

編寫Arduino程序，實現小車在檢測到障礙物時，先后退一定距離，然后轉向繼續前進。

答案：

```cpp

//定義紅外傳感器和碰撞傳感器引腳

constintinfraredPin=2;

constintcollisionPin=3;

//定義小車控制引腳

constintmotorPin=9;

constintreversePin=10;//定義小車后退控制引腳

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(collisionPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

pinMode(reversePin,OUTPUT);

}

voidloop(){

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

digitalWrite(motorPin,LOW);//停止小車

digitalWrite(reversePin,HIGH);//讓小車后退

delay(1000);//延時1秒

digitalWrite(reversePin,LOW);//停止后退

digitalWrite(motorPin,HIGH);//讓小車轉向前進

}

}

```

5.例題五：

編寫Arduino程序，實現小車在遇到障礙物時，先后退一定距離，然后改變方向繞過障礙物繼續前進。

答案：

```cpp

//定義紅外傳感器和碰撞傳感器引腳

constintinfr