六下信息技術《使用紅外線傳感器》教學設計科目授課時間節次--年—月—日（星期——）第—節指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節名稱）六下信息技術《使用紅外線傳感器》教學設計課程基本信息1.課程名稱：六下信息技術《使用紅外線傳感器》教學設計

2.教學年級和班級：六年級下冊信息技術課程，全體學生

3.授課時間：2023年3月15日，星期三，上午第二節課

4.教學時數：1課時

親愛的同學們，今天我們要一起探索一個神奇的世界——紅外線傳感器。讓我們一起走進信息技術課堂，揭開它的神秘面紗吧！??????核心素養目標1.信息意識：培養學生對信息技術應用的認識，提高信息檢索和利用能力。

2.計算思維：通過紅外線傳感器實驗，發展邏輯推理和問題解決能力。

3.數字化學習與創新：鼓勵學生利用傳感器進行創新設計，提升實踐操作和創新能力。教學難點與重點1.教學重點，

①紅外線傳感器的基本原理和功能。

②紅外線傳感器的連接方法和電路搭建。

③通過編程控制紅外線傳感器實現特定功能。

2.教學難點，

①理解紅外線傳感器的感應原理和距離測量原理。

②正確識別和處理傳感器返回的數據，實現精確控制。

③結合實際情境，設計并實現具有創意的紅外線傳感器應用。在解決這些難點時，需要引導學生通過小組合作、動手實踐和反復調試，逐步掌握相關知識和技術。教學資源-軟硬件資源：紅外線傳感器模塊、Arduino開發板、連接線、面包板、LED燈、電阻、電源等。

-課程平臺：學校信息技術課程平臺，用于發布教學資料和作業。

-信息化資源：網絡上的紅外線傳感器應用案例、編程教程、相關視頻資料。

-教學手段：實物演示、小組討論、編程實踐、課堂互動等。教學過程設計**用時：45分鐘**

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**一、導入環節（5分鐘**）

1.**情境創設**：播放一段智能家居應用的視頻，引導學生思考紅外線傳感器在日常生活中的應用。

-用時：2分鐘

2.**提出問題**：向學生提問：“你們知道紅外線傳感器是什么嗎？它在生活中有哪些用途？”

-用時：1分鐘

3.**小組討論**：將學生分成小組，討論紅外線傳感器的原理和應用場景。

-用時：2分鐘

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**二、講授新課（15分鐘**）

1.**紅外線傳感器原理**：

-介紹紅外線傳感器的工作原理，包括紅外線發射和接收的基本知識。

-用時：3分鐘

2.**傳感器連接與電路搭建**：

-展示連接Arduino板和紅外線傳感器的步驟。

-用時：5分鐘

3.**編程控制**：

-講解如何通過Arduino編程來控制紅外線傳感器。

-用時：5分鐘

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**三、鞏固練習（15分鐘**）

1.**動手實踐**：

-學生分組進行實際操作，將所學知識應用于實踐。

-教師巡回指導，解答學生疑問。

-用時：10分鐘

2.**討論交流**：

-各小組分享操作過程中遇到的問題和解決方法。

-教師引導學生總結經驗，加深對知識點的理解。

-用時：5分鐘

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**四、課堂提問與師生互動（15分鐘**）

1.**提問環節**：

-教師針對課堂內容提出問題，檢查學生對知識的掌握情況。

-學生回答問題，教師給予反饋。

-用時：5分鐘

2.**問題解決**：

-教師提出一個實際問題，讓學生分組討論解決方案。

-各小組展示解決方案，教師點評并給出指導。

-用時：5分鐘

3.**核心素養拓展**：

-通過案例分析和討論，引導學生思考如何將紅外線傳感器應用于創新設計。

-用時：5分鐘

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**五、總結與作業布置（5分鐘**）

1.**總結**：

-教師總結本節課的重點內容，強調紅外線傳感器的應用價值。

-用時：2分鐘

2.**作業布置**：

-布置課后練習，要求學生完成一個簡單的紅外線傳感器應用項目。

-用時：3分鐘

---拓展與延伸1.**提供與本節課內容相關的拓展閱讀材料**：

-《紅外線技術及其應用》

-《Arduino編程入門與實踐》

-《傳感器技術基礎》

-《智能家居技術與應用》

2.**鼓勵學生進行課后自主學習和探究**：

-**紅外線傳感器在機器人中的應用**：引導學生思考如何利用紅外線傳感器設計一個簡單的機器人，使其能夠避開障礙物或進行路徑規劃。

-**紅外線傳感器在環境監測中的應用**：讓學生了解紅外線傳感器在森林火災監測、空氣質量檢測等環境監測領域的應用，并探討其工作原理和優勢。

-**紅外線傳感器在智能家居中的應用**：鼓勵學生設計一個智能家居系統，其中包含紅外線傳感器控制燈光、溫度、安全等元素，提高學生的創新思維和實踐能力。

-**紅外線傳感器與其他傳感器的結合**：探討紅外線傳感器與其他類型傳感器（如溫度傳感器、濕度傳感器）的結合，實現更復雜的監測和控制功能。

-**紅外線傳感器在醫療領域的應用**：介紹紅外線傳感器在醫療診斷、康復治療等領域的應用案例，激發學生對科技與醫療結合的興趣。

-**項目式學習**：學生可以選擇一個具體的拓展主題，如“紅外線傳感器在智能家居中的應用”，然后通過小組合作完成一個項目，包括設計、實施和展示。

-**案例研究**：讓學生閱讀相關的案例研究，分析紅外線傳感器在不同場景下的應用，并討論其優缺點。

-**科技競賽**：鼓勵學生參加學校或社區舉辦的科技競賽，利用紅外線傳感器設計創意作品。

-**在線課程**：推薦學生觀看在線課程，如“Arduino編程基礎”或“傳感器技術”，以獲得更深入的知識。反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創新

1.**項目式教學**：在課程中引入項目式教學，讓學生通過實際操作和問題解決來學習紅外線傳感器的應用，這樣可以提高學生的動手能力和創新思維。

2.**跨學科融合**：嘗試將信息技術與其他學科（如物理、數學）相結合，讓學生從多個角度理解紅外線傳感器的原理和應用，拓寬知識面。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.**學生參與度不足**：在課堂討論和實踐中，部分學生參與度不高，可能是因為對新技術感到陌生或缺乏興趣。

2.**教學資源有限**：雖然學校提供了必要的硬件資源，但軟件資源和最新的教學案例相對較少，這限制了學生的探索和實踐。

3.**評價方式單一**：目前的評價方式主要依賴于學生的作業和項目展示，缺乏對學生學習過程的持續跟蹤和個性化評價。

反思改進措施（三）改進措施

1.**提高學生參與度**：

-設計更具吸引力的教學活動，如競賽、游戲化學習等，以激發學生的學習興趣。

-鼓勵學生提出問題，并鼓勵他們通過小組合作解決問題，提高課堂互動性。

-定期進行學生反饋調查，了解學生的學習需求和困難，及時調整教學策略。

2.**豐富教學資源**：

-利用網絡資源，如在線課程、教學視頻等，為學生提供更多的學習材料。

-與企業合作，引入最新的技術案例和行業動態，讓學生了解紅外線傳感器的實際應用。

-鼓勵學生參與開源項目，如Arduino社區，以獲取更多的學習資源和實踐機會。

3.**多元化評價方式**：

-引入過程性評價，關注學生的學習過程和進步，而不僅僅是最終成果。

-采用多元化的評價工具，如學習日志、同伴評價、自我評價等，以更全面地評估學生的學習情況。

-定期與學生和家長溝通，分享學生的學習進展，共同關注學生的成長。典型例題講解例題1：編寫一個Arduino程序，使用紅外線傳感器檢測前方是否有障礙物，當檢測到障礙物時，通過LED燈顯示警告信號。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數字引腳2

constintledPin=13;//LED燈連接到數字引腳13

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);//設置紅外線傳感器引腳為輸入

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設置LED燈引腳為輸出

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

digitalWrite(ledPin,HIGH);//如果檢測到障礙物，點亮LED燈

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);//如果沒有檢測到障礙物，熄滅LED燈

}

}

```

例題2：編寫一個Arduino程序，使用紅外線傳感器測量物體與傳感器之間的距離，并在串口監視器上顯示距離值。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數字引腳2

constinttrigPin=3;//超聲波傳感器觸發引腳連接到數字引腳3

constintechoPin=4;//超聲波傳感器接收引腳連接到數字引腳4

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(trigPin,OUTPUT);

pinMode(echoPin,INPUT);

Serial.begin(9600);//初始化串口通信

}

voidloop(){

longduration;

intdistance;

digitalWrite(trigPin,LOW);

delayMicroseconds(2);

digitalWrite(trigPin,HIGH);

delayMicroseconds(10);

digitalWrite(trigPin,LOW);

duration=pulseIn(echoPin,HIGH);

distance=duration*0.034/2;//超聲波速度為34300cm/s

Serial.print("Distance:");

Serial.print(distance);

Serial.println("cm");

delay(1000);

}

```

例題3：編寫一個Arduino程序，使用紅外線傳感器控制一個電機，當檢測到前方有障礙物時，電機停止轉動。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數字引腳2

constintmotorPin=9;//電機控制引腳連接到數字引腳9

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(motorPin,OUTPUT);

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

digitalWrite(motorPin,LOW);//如果檢測到障礙物，停止電機

}else{

digitalWrite(motorPin,HIGH);//如果沒有檢測到障礙物，讓電機轉動

}

}

```

例題4：編寫一個Arduino程序，使用紅外線傳感器控制一個風扇，當檢測到溫度超過設定值時，風扇啟動。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數字引腳2

constintfanPin=10;//風扇控制引腳連接到數字引腳10

constinttempSensorPin=A0;//溫度傳感器連接到模擬引腳A0

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

pinMode(fanPin,OUTPUT);

pinMode(tempSensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

inttempValue=analogRead(tempSensorPin);

floattemperature=(tempValue/1023.0)*500.0;//將模擬值轉換為溫度

if(temperature>30.0){//如果溫度超過30度

digitalWrite(fanPin,HIGH);//啟動風扇

}else{

digitalWrite(fanPin,LOW);//關閉風扇

}

}

```

例題5：編寫一個Arduino程序，使用紅外線傳感器控制一組LED燈，當檢測到有人靠近時，LED燈依次點亮。

```cpp

constintinfraredPin=2;//紅外線傳感器連接到數字引腳2

constintledPins[]={3,4,5,6,7};//LED燈連接到數字引腳3-7

voidsetup(){

pinMode(infraredPin,INPUT);

for(inti=0;i<5;i++){

pinMode(ledPins[i],OUTPUT);

}

}

voidloop(){

if(digitalRead(infraredPin)==HIGH){

for(inti=0;i<5;i++){

digitalWrite(ledPins[i],HIGH);//點亮LED