第4單元第13課《忠誠(chéng)衛(wèi)士-紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(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)

第4單元第13課《忠誠(chéng)衛(wèi)士--紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(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)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教學(xué)內(nèi)容分析第4單元第13課《忠誠(chéng)衛(wèi)士--紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用》是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)的內(nèi)容。本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是介紹紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的原理及應(yīng)用，學(xué)生將學(xué)習(xí)如何利用這兩種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、處理和顯示。教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系在于，學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了基礎(chǔ)的傳感器知識(shí)，如溫度傳感器、濕度傳感器等，因此，本節(jié)課是對(duì)學(xué)生已有知識(shí)的拓展和深入。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.運(yùn)用傳感器技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手實(shí)踐能力。

2.通過(guò)實(shí)際操作，提升學(xué)生對(duì)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器原理的理解。

3.培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析與處理能力，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策思維。

4.增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通表達(dá)能力，提高綜合素質(zhì)。三、學(xué)情分析九年級(jí)的學(xué)生正處于青春期，思維活躍，求知欲強(qiáng)，具備一定的自主學(xué)習(xí)能力。他們已經(jīng)掌握了基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和技能，具備一定的邏輯思維能力，能夠理解傳感器的基本原理。但是，由于知識(shí)體系尚未完善，對(duì)于傳感器的高級(jí)應(yīng)用還比較陌生，需要通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)來(lái)拓展知識(shí)面。

在能力方面，九年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備了一定的動(dòng)手操作能力，能夠按照老師的指導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)操作。但是，對(duì)于復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)，他們可能還需要老師的指導(dǎo)。此外，由于學(xué)習(xí)壓力較大，部分學(xué)生可能缺乏主動(dòng)探索的精神，需要老師引導(dǎo)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

在素質(zhì)方面，九年級(jí)學(xué)生具備一定的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，能夠與同學(xué)共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。但是，由于競(jìng)爭(zhēng)激烈，部分學(xué)生可能過(guò)于關(guān)注個(gè)人成績(jī)，而忽視了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。因此，在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，需要老師引導(dǎo)學(xué)生注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)他們的集體榮譽(yù)感。

在行為習(xí)慣方面，九年級(jí)學(xué)生已經(jīng)形成了一定的學(xué)習(xí)習(xí)慣，能夠按時(shí)完成作業(yè)，認(rèn)真聽(tīng)講。但是，由于面臨中考?jí)毫?，部分學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)焦慮、緊張等情緒，影響學(xué)習(xí)效果。因此，在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，老師需要關(guān)注學(xué)生的心理狀態(tài)，及時(shí)進(jìn)行心理疏導(dǎo)，幫助他們樹(shù)立信心，以更好地投入到學(xué)習(xí)中來(lái)。四、教學(xué)方法與手段1.講授法：通過(guò)講解傳感器的工作原理、紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用場(chǎng)景，幫助學(xué)生建立基本概念。

2.討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)和局限，培養(yǎng)他們的思辨能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：讓學(xué)生動(dòng)手操作傳感器，親身體驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集和處理過(guò)程，提高他們的實(shí)踐能力。

4.案例分析法：通過(guò)分析紅外傳感器和計(jì)數(shù)器在實(shí)際應(yīng)用中的案例，讓學(xué)生了解傳感器的應(yīng)用價(jià)值。

5.小組合作法：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，共同完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

1.多媒體設(shè)備：利用投影儀、電腦等設(shè)備，展示傳感器的圖片和視頻，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用教學(xué)軟件，模擬傳感器的工作過(guò)程，幫助學(xué)生更好地理解傳感器的原理。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備：提供紅外傳感器和計(jì)數(shù)器等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作，提高他們的動(dòng)手能力。

4.互動(dòng)式白板：利用互動(dòng)式白板，展示傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.在線教學(xué)平臺(tái)：利用在線教學(xué)平臺(tái)，提供豐富的教學(xué)資源，方便學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。五、教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問(wèn)或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確紅外傳感器和計(jì)數(shù)器教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保教學(xué)過(guò)程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問(wèn)題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的傳感器內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問(wèn)題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為學(xué)習(xí)新課打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞紅外傳感器和計(jì)數(shù)器問(wèn)題展開(kāi)討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)知識(shí)的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問(wèn)題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類(lèi)似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與紅外傳感器和計(jì)數(shù)器內(nèi)容相關(guān)的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的紅外傳感器和計(jì)數(shù)器內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的紅外傳感器和計(jì)數(shù)器內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。六、拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料，不要寫(xiě)網(wǎng)址網(wǎng)站。

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究。內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)要與教材相符，知識(shí)點(diǎn)要全面，不要寫(xiě)教材無(wú)關(guān)的內(nèi)容，實(shí)用性要強(qiáng)。

在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步拓展學(xué)生的知識(shí)面，提高他們的實(shí)踐能力，以下是一些與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料和課后自主學(xué)習(xí)和探究的建議。

拓展閱讀材料：

1.《紅外傳感器原理與應(yīng)用》：這本書(shū)詳細(xì)介紹了紅外傳感器的工作原理、類(lèi)型以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，可以幫助學(xué)生更深入地了解紅外傳感器的相關(guān)知識(shí)。

2.《計(jì)數(shù)器的原理與應(yīng)用》：這本書(shū)詳細(xì)介紹了計(jì)數(shù)器的工作原理、類(lèi)型以及在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，可以幫助學(xué)生更深入地了解計(jì)數(shù)器的相關(guān)知識(shí)。

課后自主學(xué)習(xí)和探究：

1.研究紅外傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的案例，例如在智能家居、安防監(jiān)控等領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)研究這些案例，學(xué)生可以了解紅外傳感器的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，培養(yǎng)他們的實(shí)際應(yīng)用能力。

2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用系統(tǒng)，例如一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)器或者一個(gè)紅外傳感器控制的智能燈。通過(guò)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)，學(xué)生可以更好地理解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的工作原理，提高他們的實(shí)踐能力。

3.研究其他類(lèi)型的傳感器，例如溫度傳感器、濕度傳感器、光傳感器等，并了解它們的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。通過(guò)研究其他類(lèi)型的傳感器，學(xué)生可以更全面地了解傳感器的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)他們的綜合能力。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，我們主要學(xué)習(xí)了紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的原理及其應(yīng)用。通過(guò)學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解了紅外傳感器的工作原理，包括它如何檢測(cè)物體的熱輻射并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。此外，學(xué)生還學(xué)習(xí)了計(jì)數(shù)器的基本原理，包括它如何對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并在達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作。

為了檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的掌握情況，我們進(jìn)行了一系列的當(dāng)堂檢測(cè)。首先，我們進(jìn)行了一個(gè)課堂問(wèn)答環(huán)節(jié)，讓學(xué)生回答關(guān)于紅外傳感器和計(jì)數(shù)器原理的問(wèn)題。大部分學(xué)生能夠準(zhǔn)確回答出紅外傳感器是如何檢測(cè)物體的熱輻射以及計(jì)數(shù)器是如何對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的。

最后，我們進(jìn)行了一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用系統(tǒng)。學(xué)生們積極參與，設(shè)計(jì)了各種有趣的應(yīng)用系統(tǒng)，如紅外傳感器控制的智能燈、計(jì)數(shù)器控制的音樂(lè)盒等。通過(guò)這個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生不僅鞏固了對(duì)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器原理的理解，還提高了他們的實(shí)踐能力。八、板書(shū)設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：

-紅外傳感器的工作原理

-計(jì)數(shù)器的功能與應(yīng)用

-紅外傳感器與計(jì)數(shù)器的實(shí)際應(yīng)用案例

②重點(diǎn)詞句：

-紅外傳感器：檢測(cè)物體的熱輻射，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)

-計(jì)數(shù)器：對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，觸發(fā)相應(yīng)動(dòng)作

③藝術(shù)性與趣味性：

-使用圖表或流程圖展示紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的工作原理

-通過(guò)實(shí)際應(yīng)用案例的圖片或視頻，增加學(xué)生的直觀感受

-設(shè)計(jì)互動(dòng)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生參與到紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的實(shí)際操作中，提高他們的參與度和興趣典型例題講解例題1：

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的紅外傳感器控制系統(tǒng)，用于檢測(cè)人體是否進(jìn)入房間，并在人體進(jìn)入時(shí)自動(dòng)打開(kāi)房間內(nèi)的燈光。

解答：

1.選擇合適的紅外傳感器，如PIR傳感器。

2.連接紅外傳感器到Arduino或其他微控制器。

3.編寫(xiě)程序，當(dāng)紅外傳感器檢測(cè)到人體時(shí)，發(fā)送信號(hào)給微控制器。

4.微控制器接收到信號(hào)后，控制繼電器打開(kāi)房間內(nèi)的燈光。

例題2：

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)器系統(tǒng)，用于統(tǒng)計(jì)進(jìn)入某個(gè)區(qū)域的車(chē)輛數(shù)量。

解答：

1.選擇合適的計(jì)數(shù)器，如紅外計(jì)數(shù)器。

2.將紅外計(jì)數(shù)器安裝在入口處，確保車(chē)輛進(jìn)入時(shí)能夠觸發(fā)計(jì)數(shù)器。

3.連接計(jì)數(shù)器到Arduino或其他微控制器。

4.編寫(xiě)程序，當(dāng)紅外計(jì)數(shù)器檢測(cè)到車(chē)輛進(jìn)入時(shí)，計(jì)數(shù)器增加1。

5.在微控制器上顯示車(chē)輛數(shù)量，可以是在屏幕上顯示或通過(guò)串口輸出。

例題3：

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，用于檢測(cè)并統(tǒng)計(jì)進(jìn)入某個(gè)區(qū)域的行人數(shù)量。

解答：

1.選擇合適的熱釋電紅外傳感器和紅外計(jì)數(shù)器。

2.將熱釋電紅外傳感器安裝在入口處，確保行人進(jìn)入時(shí)能夠觸發(fā)傳感器。

3.將紅外計(jì)數(shù)器安裝在入口處，確保行人進(jìn)入時(shí)能夠觸發(fā)計(jì)數(shù)器。

4.連接熱釋電紅外傳感器和紅外計(jì)數(shù)器到Arduino或其他微控制器。

5.編寫(xiě)程序，當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到行人時(shí)，觸發(fā)紅外計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

6.在微控制器上顯示行人數(shù)量，可以是在屏幕上顯示或通過(guò)串口輸出。

例題4：

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，用于檢測(cè)并統(tǒng)計(jì)進(jìn)入某個(gè)區(qū)域的動(dòng)物數(shù)量。

解答：

1.選擇合適的熱釋電紅外傳感器和紅外計(jì)數(shù)器。

2.將熱釋電紅外傳感器安裝在入口處，確保動(dòng)物進(jìn)入時(shí)能夠觸發(fā)傳感器。

3.將紅外計(jì)數(shù)器安裝在入口處，確保動(dòng)物進(jìn)入時(shí)能夠觸發(fā)計(jì)數(shù)器。

4.連接熱釋電紅外傳感器和紅外計(jì)數(shù)器到Arduino或其他微控制器。

5.編寫(xiě)程序，當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到動(dòng)物時(shí)，觸發(fā)紅外計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

6.在微控制器上顯示動(dòng)物數(shù)量，可以是在屏幕上顯示或通過(guò)串口輸出。

例題5：

題目：設(shè)計(jì)一個(gè)紅外