第4單元第17課《自動(dòng)跟蹤--紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第4單元第17課《自動(dòng)跟蹤--紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)教學(xué)內(nèi)容分析親愛(ài)的小伙伴們，今天咱們要一起探索信息技術(shù)中的趣味世界，揭開(kāi)《自動(dòng)跟蹤--紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用》的神秘面紗。這節(jié)課，我們可要結(jié)合課本上的第4單元第17課內(nèi)容，一起來(lái)實(shí)操一番。說(shuō)到課本，咱們得把那些紅外傳感器和碰撞傳感器的原理、特點(diǎn)還有它們?cè)谧詣?dòng)跟蹤中的應(yīng)用給搞懂。這樣一來(lái)，不僅能鞏固我們的理論知識(shí)，還能動(dòng)手實(shí)踐，感受科技的魅力哦！????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析在本節(jié)課中，我們旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。通過(guò)紅外傳感器和碰撞傳感器的應(yīng)用實(shí)踐，學(xué)生將學(xué)會(huì)運(yùn)用信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，提升信息倫理和社會(huì)責(zé)任感。這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，有助于學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣，為未來(lái)社會(huì)發(fā)展做好準(zhǔn)備。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-明確本節(jié)課的核心內(nèi)容，以便于教師在教學(xué)過(guò)程中有針對(duì)性地進(jìn)行講解和強(qiáng)調(diào)。

a.紅外傳感器與碰撞傳感器的工作原理：重點(diǎn)講解紅外傳感器和碰撞傳感器的原理，讓學(xué)生理解它們是如何通過(guò)感應(yīng)信號(hào)來(lái)觸發(fā)動(dòng)作的。

b.傳感器的集成應(yīng)用：通過(guò)案例分析，使學(xué)生掌握如何將紅外傳感器和碰撞傳感器結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的功能。

c.編程實(shí)踐：重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)使用編程語(yǔ)言對(duì)傳感器進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的流程編寫。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-識(shí)別并指出本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容，以便于教師采取有效的教學(xué)方法幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。

a.傳感器信號(hào)的理解與處理：對(duì)于初次接觸傳感器原理的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理解傳感器信號(hào)的采集和處理是難點(diǎn)。例如，如何解讀傳感器輸出的模擬信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為可編程的數(shù)字信號(hào)。

b.傳感器集成與調(diào)試：在實(shí)際操作中，將傳感器正確集成到電路中，并調(diào)試到最佳狀態(tài)，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和細(xì)致度要求較高。

c.編程邏輯的構(gòu)建：在編寫控制傳感器動(dòng)作的程序時(shí)，學(xué)生需要構(gòu)建清晰的邏輯，確保程序能夠根據(jù)傳感器的反饋進(jìn)行正確的響應(yīng)。例如，當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)，如何讓機(jī)器人停止前進(jìn)。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)講解紅外傳感器和碰撞傳感器的基本原理，幫助學(xué)生建立起知識(shí)框架。

2.實(shí)驗(yàn)法：組織學(xué)生進(jìn)行傳感器集成與編程實(shí)驗(yàn)，通過(guò)動(dòng)手操作加深對(duì)知識(shí)的理解。

3.討論法：鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中交流心得，共同解決問(wèn)題，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用PPT展示傳感器的工作原理和實(shí)際應(yīng)用案例，增強(qiáng)直觀性。

2.實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)軟件：使用編程軟件輔助學(xué)生進(jìn)行傳感器編程，提高編程效率。

3.在線資源：提供相關(guān)教學(xué)視頻和在線論壇，供學(xué)生課后復(fù)習(xí)和交流。教學(xué)實(shí)施過(guò)程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過(guò)在線平臺(tái)或班級(jí)微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。例如，要求學(xué)生預(yù)習(xí)紅外傳感器的基本工作原理和碰撞傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題：圍繞傳感器集成應(yīng)用，設(shè)計(jì)一系列具有啟發(fā)性和探究性的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。如：“如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)？”

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺(tái)功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。可以通過(guò)查看學(xué)生提交的預(yù)習(xí)筆記或思維導(dǎo)圖來(lái)了解預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解紅外傳感器和碰撞傳感器的基本原理。

思考預(yù)習(xí)問(wèn)題：針對(duì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，進(jìn)行獨(dú)立思考，記錄自己的理解和疑問(wèn)。例如，思考如何將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)器可執(zhí)行的指令。

提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問(wèn)題等）提交至平臺(tái)或老師處，以便教師了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過(guò)展示一個(gè)自動(dòng)跟蹤機(jī)器人的視頻，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解紅外傳感器和碰撞傳感器的原理，以及它們?cè)谧詣?dòng)跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用。例如，講解紅外傳感器如何檢測(cè)障礙物，碰撞傳感器如何反饋碰撞信息。

組織課堂活動(dòng)：設(shè)計(jì)小組討論，讓學(xué)生分組討論如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，并分享設(shè)計(jì)方案。

解答疑問(wèn)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)，如“如何處理傳感器信號(hào)的不穩(wěn)定性？”進(jìn)行及時(shí)解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動(dòng)：

聽(tīng)講并思考：認(rèn)真聽(tīng)講，積極思考老師提出的問(wèn)題。

參與課堂活動(dòng)：積極參與小組討論，體驗(yàn)傳感器在自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用。

提問(wèn)與討論：針對(duì)不懂的問(wèn)題或新的想法，勇敢提問(wèn)并參與討論。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置一個(gè)設(shè)計(jì)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的作業(yè)，要求學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。

提供拓展資源：提供與自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)相關(guān)的拓展資源，如在線教程、開(kāi)源硬件平臺(tái)等，供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)，指出設(shè)計(jì)中的不足和改進(jìn)方向。

學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考，如研究更復(fù)雜的傳感器或編程技巧。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議，如如何優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)或提高編程效率。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

a.傳感器原理與應(yīng)用：介紹不同類型的傳感器，如溫度傳感器、濕度傳感器、光電傳感器等，以及它們?cè)谌粘Ｉ詈凸I(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

b.編程語(yǔ)言基礎(chǔ)：提供一些基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言教程，如Python、Arduino編程語(yǔ)言等，幫助學(xué)生掌握編程基礎(chǔ)，為后續(xù)的傳感器編程做準(zhǔn)備。

c.傳感器集成案例：收集一些傳感器集成的實(shí)際案例，如智能家居系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，讓學(xué)生了解傳感器在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用。

d.傳感器編程教程：提供一些傳感器編程的教程，包括如何讀取傳感器數(shù)據(jù)、如何處理傳感器數(shù)據(jù)、如何控制機(jī)器人等，幫助學(xué)生掌握傳感器編程技能。

2.拓展建議：

a.學(xué)生可以閱讀傳感器原理與應(yīng)用的相關(guān)書籍，如《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》、《現(xiàn)代傳感器技術(shù)》等，深入了解傳感器的原理和應(yīng)用。

b.學(xué)生可以參加編程興趣小組或機(jī)器人俱樂(lè)部，與其他同學(xué)一起學(xué)習(xí)和交流編程和傳感器應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)。

c.學(xué)生可以嘗試自己動(dòng)手制作簡(jiǎn)單的傳感器項(xiàng)目，如制作一個(gè)溫濕度監(jiān)測(cè)儀、一個(gè)光線感應(yīng)開(kāi)關(guān)等，通過(guò)實(shí)踐加深對(duì)傳感器應(yīng)用的理解。

d.學(xué)生可以關(guān)注一些科技網(wǎng)站和論壇，如CSDN、GitHub等，了解最新的傳感器技術(shù)和應(yīng)用動(dòng)態(tài)，拓寬知識(shí)視野。

e.學(xué)生可以參加一些科技競(jìng)賽，如全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽、機(jī)器人競(jìng)賽等，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目中，提升自己的實(shí)踐能力。

f.學(xué)生可以嘗試使用開(kāi)源硬件平臺(tái)，如Arduino、RaspberryPi等，進(jìn)行傳感器編程和項(xiàng)目實(shí)踐，掌握更多的傳感器應(yīng)用技巧。

g.學(xué)生可以閱讀一些與傳感器相關(guān)的學(xué)術(shù)論文，了解傳感器領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，為自己的學(xué)習(xí)和研究提供方向。

h.學(xué)生可以參加一些線上課程，如MOOC（大規(guī)模開(kāi)放在線課程），學(xué)習(xí)傳感器和編程的相關(guān)知識(shí)，提升自己的專業(yè)素養(yǎng)。

i.學(xué)生可以嘗試將傳感器應(yīng)用與日常生活相結(jié)合，如制作一個(gè)智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、一個(gè)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等，提高自己的生活品質(zhì)。

j.學(xué)生可以關(guān)注一些傳感器制造商的官方網(wǎng)站，了解各種傳感器的性能參數(shù)和適用場(chǎng)景，為自己的項(xiàng)目選擇合適的傳感器。板書設(shè)計(jì)①自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)概述

-自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)定義

-系統(tǒng)組成：紅外傳感器、碰撞傳感器、控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

②紅外傳感器原理

-工作原理：紅外線發(fā)射與接收

-應(yīng)用場(chǎng)景：距離測(cè)量、障礙物檢測(cè)

③碰撞傳感器原理

-工作原理：壓力或碰撞觸發(fā)

-應(yīng)用場(chǎng)景：物體接觸檢測(cè)、碰撞保護(hù)

④編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤

-編程語(yǔ)言：如Arduino、Python

-程序流程：初始化、讀取傳感器數(shù)據(jù)、決策、執(zhí)行動(dòng)作

⑤實(shí)驗(yàn)步驟與注意事項(xiàng)

-實(shí)驗(yàn)步驟：傳感器連接、編程、調(diào)試、測(cè)試

-注意事項(xiàng)：電源安全、信號(hào)干擾、傳感器校準(zhǔn)

⑥項(xiàng)目評(píng)估與反饋

-項(xiàng)目評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：系統(tǒng)穩(wěn)定性、跟蹤精度、執(zhí)行效率

-反饋與改進(jìn)：記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析問(wèn)題、優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生在課堂上的參與度：觀察學(xué)生在課堂上的發(fā)言次數(shù)、提問(wèn)頻率以及參與小組討論的積極性。

-學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度：通過(guò)提問(wèn)和課堂練習(xí)，評(píng)估學(xué)生對(duì)紅外傳感器和碰撞傳感器原理的理解程度。

-學(xué)生解決問(wèn)題的能力：觀察學(xué)生在遇到問(wèn)題時(shí)是否能獨(dú)立思考，并提出合理的解決方案。

2.小組討論成果展示：

-小組合作效果：評(píng)估學(xué)生在小組討論中的分工合作情況，是否能夠有效溝通和協(xié)作。

-創(chuàng)新性：評(píng)價(jià)學(xué)生在討論中提出的創(chuàng)新想法或解決方案，是否具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

-成果展示：通過(guò)小組匯報(bào)的形式，評(píng)估學(xué)生的表達(dá)能力和對(duì)項(xiàng)目成果的展示效果。

3.隨堂測(cè)試：

-理論知識(shí)測(cè)試：通過(guò)隨堂小測(cè)驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)傳感器原理、編程知識(shí)等理論知識(shí)的掌握情況。

-實(shí)踐操作測(cè)試：讓學(xué)生實(shí)際操作傳感器，測(cè)試其動(dòng)手能力和對(duì)傳感器應(yīng)用的理解程度。

4.課后作業(yè)：

-完成情況：檢查學(xué)生課后作業(yè)的完成質(zhì)量，包括作業(yè)的完整性、正確性和創(chuàng)新性。

-反饋與指導(dǎo)：對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行批改，針對(duì)存在的問(wèn)題給予反饋，并提供相應(yīng)的指導(dǎo)和建議。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-課堂表現(xiàn)反饋：針對(duì)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，給