第2單元第8課《碰撞運(yùn)動(dòng)-碰撞傳感器和機(jī)器人的避碰行走》-說課稿2023-2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊

第2單元第8課《碰撞運(yùn)動(dòng)——碰撞傳感器和機(jī)器人的避碰行走》-說課稿2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：初中信息技術(shù)

2.教學(xué)年級和班級：九年級

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年第二學(xué)期第8周

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識、計(jì)算思維和數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。通過學(xué)習(xí)碰撞傳感器的工作原理和機(jī)器人避碰行走的技術(shù)，學(xué)生能夠理解信息技術(shù)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用，提升對信息技術(shù)的興趣和探究能力。同時(shí)，通過實(shí)際操作，學(xué)生能夠鍛煉動(dòng)手實(shí)踐能力，培養(yǎng)解決問題的創(chuàng)新思維，以及團(tuán)隊(duì)合作和交流分享的能力。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-碰撞傳感器的工作原理：學(xué)生需要理解碰撞傳感器的結(jié)構(gòu)、作用以及如何檢測物體間的碰撞。

-機(jī)器人避碰行走程序設(shè)計(jì)：重點(diǎn)在于理解編程邏輯，包括條件語句和循環(huán)語句的使用，以及如何根據(jù)傳感器輸入調(diào)整機(jī)器人的行動(dòng)策略。

-數(shù)據(jù)處理與分析：學(xué)生需要學(xué)會(huì)如何從傳感器獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理和分析，以便于機(jī)器人做出正確的避障決策。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-碰撞傳感器的應(yīng)用理解：學(xué)生可能難以理解傳感器如何在實(shí)際場景中工作，以及如何根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)調(diào)整機(jī)器人行為。

-程序邏輯的建立：學(xué)生可能對如何將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為機(jī)器人的具體動(dòng)作感到困惑，包括條件判斷和循環(huán)執(zhí)行的復(fù)雜性。

-創(chuàng)新編程思維的培養(yǎng)：如何設(shè)計(jì)一個(gè)既高效又實(shí)用的避碰程序，需要學(xué)生具備一定的創(chuàng)新思維和問題解決能力。例如，如何在保證機(jī)器人安全行走的同時(shí)，優(yōu)化行走路徑和速度控制。

為了幫助學(xué)生突破這些難點(diǎn)，教師可以采取以下教學(xué)方法：

-通過實(shí)物展示和模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地理解傳感器的工作原理。

-使用示例程序逐步講解，幫助學(xué)生理解編程邏輯，并通過代碼注釋和逐步調(diào)試來增強(qiáng)理解。

-鼓勵(lì)學(xué)生分組討論，共同解決問題，通過合作學(xué)習(xí)激發(fā)創(chuàng)新思維。教學(xué)方法與策略1.采用講授與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方法，通過理論講解和實(shí)際操作，幫助學(xué)生理解碰撞傳感器和機(jī)器人避碰行走的概念。

2.設(shè)計(jì)角色扮演活動(dòng)，讓學(xué)生扮演機(jī)器人，體驗(yàn)避障過程中的決策過程，增強(qiáng)對編程邏輯的理解。

3.利用多媒體課件展示傳感器原理和機(jī)器人結(jié)構(gòu)圖，輔助學(xué)生可視化學(xué)習(xí)。

4.組織小組合作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生動(dòng)手組裝機(jī)器人，并編程實(shí)現(xiàn)避障功能，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-教師通過提問：“同學(xué)們，你們在生活中遇到過需要避障的情況嗎？”來引發(fā)學(xué)生的思考。

-展示生活中常見的避障場景，如自動(dòng)門、無人駕駛汽車等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到避障技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)的重要性。

-引出課題：“今天，我們就來學(xué)習(xí)碰撞運(yùn)動(dòng)——碰撞傳感器和機(jī)器人的避碰行走?！?/p>

2.講授新知（20分鐘）

-講解碰撞傳感器的原理和結(jié)構(gòu)，展示實(shí)物或圖片，讓學(xué)生直觀理解其工作方式。

-通過案例分析，介紹機(jī)器人避碰行走的基本原理和編程方法。

-展示編程軟件界面，講解編程步驟，包括初始化傳感器、讀取傳感器數(shù)據(jù)、編寫避障邏輯等。

-實(shí)時(shí)演示編程過程，讓學(xué)生跟隨操作，加深對編程步驟的理解。

3.鞏固練習(xí)（10分鐘）

-將學(xué)生分組，每組分配一臺(tái)裝有編程軟件的電腦。

-每組根據(jù)所學(xué)知識，編寫一個(gè)簡單的避障程序，教師巡視指導(dǎo)。

-鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的編程方法，提高解決問題的能力。

4.課堂小結(jié)（5分鐘）

-教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)碰撞傳感器和機(jī)器人避碰行走的應(yīng)用價(jià)值。

-學(xué)生分享自己的學(xué)習(xí)心得，教師點(diǎn)評并給予鼓勵(lì)。

5.作業(yè)布置（5分鐘）

-布置課后作業(yè)：每組完成一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的避障程序，要求程序能夠應(yīng)對多種復(fù)雜場景。

-提醒學(xué)生注意編程過程中的細(xì)節(jié)，如變量命名、代碼注釋等。

-鼓勵(lì)學(xué)生課后查閱資料，拓展知識面，為下一次課程做好準(zhǔn)備。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-碰撞傳感器的工作原理和應(yīng)用案例：介紹不同類型的碰撞傳感器，如紅外傳感器、超聲波傳感器等，以及它們在機(jī)器人避障、汽車安全等領(lǐng)域的應(yīng)用。

-機(jī)器人編程入門教程：提供一些基礎(chǔ)的機(jī)器人編程教程，包括編程語言基礎(chǔ)、機(jī)器人操作系統(tǒng)等，幫助學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人編程。

-機(jī)器人避障算法研究：探討不同類型的避障算法，如閾值法、遺傳算法等，以及它們在機(jī)器人避障中的應(yīng)用效果。

-傳感器數(shù)據(jù)處理技術(shù)：介紹如何對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、特征提取和分析，以提高機(jī)器人避障的準(zhǔn)確性和可靠性。

-機(jī)器人競賽和活動(dòng)資源：提供國內(nèi)外機(jī)器人競賽的信息，以及相關(guān)的學(xué)習(xí)資源和比賽規(guī)則，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與熱情。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過閱讀相關(guān)的科普書籍或期刊，了解碰撞傳感器和機(jī)器人避障技術(shù)的發(fā)展歷史和未來趨勢。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校的科技創(chuàng)新活動(dòng)，如機(jī)器人俱樂部或科技競賽，將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐。

-建議學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，查找最新的機(jī)器人技術(shù)和相關(guān)研究論文，拓寬知識面。

-鼓勵(lì)學(xué)生參加社區(qū)或?qū)W校組織的機(jī)器人工作坊，親手組裝和編程機(jī)器人，提升動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維。

-學(xué)生可以嘗試設(shè)計(jì)自己的避障機(jī)器人，結(jié)合所學(xué)知識和拓展資源，實(shí)現(xiàn)更多功能和創(chuàng)新點(diǎn)。

-建議學(xué)生與家長、教師和同學(xué)分享自己的學(xué)習(xí)成果，通過交流獲得反饋和改進(jìn)方向。

-鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注機(jī)器人領(lǐng)域的職業(yè)發(fā)展，了解未來就業(yè)方向，為自己的職業(yè)規(guī)劃做好準(zhǔn)備。板書設(shè)計(jì)①碰撞傳感器

-原理：紅外傳感器、超聲波傳感器等

-結(jié)構(gòu)：傳感器本體、信號處理電路

-應(yīng)用：機(jī)器人避障、汽車安全等

②機(jī)器人避障行走

-基本原理：檢測碰撞、決策行動(dòng)

-編程步驟：初始化傳感器、讀取數(shù)據(jù)、編寫邏輯、執(zhí)行動(dòng)作

-避障策略：閾值法、遺傳算法等

③數(shù)據(jù)處理與分析

-數(shù)據(jù)預(yù)處理：濾波、去噪

-特征提?。号鲎簿嚯x、速度等

-分析方法：統(tǒng)計(jì)分析、模式識別

④編程語言基礎(chǔ)

-變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)

-函數(shù)、模塊化編程

-代碼注釋、編程規(guī)范

⑤機(jī)器人操作系統(tǒng)

-實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)：實(shí)時(shí)性、可靠性

-通信協(xié)議：串口、無線通信

-系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我們學(xué)習(xí)了碰撞運(yùn)動(dòng)——碰撞傳感器和機(jī)器人的避碰行走。整體來說，我覺得這節(jié)課進(jìn)行得還算順利，但也有些地方需要反思和總結(jié)。

首先，在教學(xué)方法上，我采用了講授與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式。我發(fā)現(xiàn)，通過實(shí)際操作，學(xué)生們對碰撞傳感器的工作原理和機(jī)器人避障的程序設(shè)計(jì)有了更直觀的理解。但是，在講解傳感器原理時(shí)，可能因?yàn)闀r(shí)間關(guān)系，我沒有深入到每個(gè)傳感器的具體細(xì)節(jié)，導(dǎo)致部分學(xué)生對某些傳感器的應(yīng)用場景理解不夠。因此，在今后的教學(xué)中，我會(huì)盡量留出更多時(shí)間，讓學(xué)生更深入地了解各種傳感器。

其次，在策略上，我設(shè)計(jì)了角色扮演和小組合作實(shí)驗(yàn)。這些活動(dòng)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了他們的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。然而，我也發(fā)現(xiàn)，在小組合作實(shí)驗(yàn)中，部分學(xué)生參與度不高，可能是因?yàn)樗麄儗幊讨R掌握不牢固，導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)過程中遇到困難時(shí)，不知道如何解決。所以，我計(jì)劃在今后的教學(xué)中，加強(qiáng)對編程基礎(chǔ)知識的講解，同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生多提問、多交流，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。

在教學(xué)管理方面，我注意到課堂紀(jì)律整體較好，但仍有少數(shù)學(xué)生注意力不集中。為了提高學(xué)生的專注力，我會(huì)在今后的教學(xué)中，采取一些互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)方法，如提問、搶答等，以吸引學(xué)生的注意力。

至于教學(xué)效果，我認(rèn)為整體是積極的。學(xué)生在知識、技能、情感態(tài)度等方面都有所收獲和進(jìn)步。他們不僅掌握了碰撞傳感器和機(jī)器人避障行走的基本原理，還學(xué)會(huì)了如何編寫簡單的避障程序。在情感態(tài)度方面，學(xué)生們對信息技術(shù)產(chǎn)生了濃厚的興趣，愿意主動(dòng)探索和學(xué)習(xí)。

當(dāng)然，也存在一些問題和不足。例如，部分學(xué)生對編程知識的掌握不夠扎實(shí)，導(dǎo)致