全國(guó)粵教清華版初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)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)

全國(guó)粵教清華版初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)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)主備人備課成員設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以《自動(dòng)跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用》為題，緊密結(jié)合全國(guó)粵教清華版初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)第4單元內(nèi)容，通過實(shí)踐操作引導(dǎo)學(xué)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(dòng)跟蹤中的應(yīng)用。課程設(shè)計(jì)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，提高信息技術(shù)素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到傳感器技術(shù)在信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。

2.增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維，通過編程實(shí)踐，提升邏輯推理和問題解決能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，通過動(dòng)手操作，掌握紅外傳感器和碰撞傳感器的應(yīng)用方法。

4.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中探索新的應(yīng)用場(chǎng)景，激發(fā)創(chuàng)造潛能。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①掌握紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理及其在自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)中的應(yīng)用。

②理解并應(yīng)用編程語言控制傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能。

③學(xué)會(huì)搭建簡(jiǎn)單的自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①紅外傳感器和碰撞傳感器參數(shù)的調(diào)整與優(yōu)化，以達(dá)到最佳跟蹤效果。

②編程邏輯的復(fù)雜性和傳感器響應(yīng)的準(zhǔn)確性，確保自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

③學(xué)生對(duì)傳感器應(yīng)用場(chǎng)景的拓展和創(chuàng)新，需要引導(dǎo)學(xué)生突破思維定勢(shì)，發(fā)揮創(chuàng)造性。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：紅外傳感器模塊、碰撞傳感器模塊、Arduino開發(fā)板、連接線、電阻、電位器、面包板。

-課程平臺(tái)：學(xué)校信息技術(shù)教學(xué)平臺(tái)。

-信息化資源：在線編程教程、傳感器技術(shù)科普視頻、自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用案例。

-教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組合作學(xué)習(xí)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)《自動(dòng)跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用》。在日常生活中，自動(dòng)跟蹤技術(shù)無處不在，比如自動(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的。

二、新課講授

1.紅外傳感器的工作原理

同學(xué)們，紅外傳感器是一種利用紅外線進(jìn)行探測(cè)的傳感器。首先，我會(huì)給大家展示一個(gè)紅外傳感器的實(shí)物，并講解其工作原理。然后，我會(huì)通過一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，讓同學(xué)們親自觀察紅外傳感器的探測(cè)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(yīng)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?cè)谧詣?dòng)跟蹤中的應(yīng)用。我會(huì)給大家展示一個(gè)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的案例，并講解其工作原理。

4.編程控制傳感器

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能，我們需要編寫程序來控制傳感器。我會(huì)給大家介紹Arduino編程環(huán)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(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置

三、課堂練習(xí)

同學(xué)們，現(xiàn)在請(qǐng)按照以下步驟完成課堂練習(xí)：

1.編寫程序控制紅外傳感器和碰撞傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能。

2.調(diào)試和優(yōu)化程序，使自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)更加穩(wěn)定和準(zhǔn)確。

3.嘗試拓展應(yīng)用場(chǎng)景，如自動(dòng)避障、自動(dòng)跟隨等。

四、小組合作學(xué)習(xí)

請(qǐng)同學(xué)們分成小組，互相交流學(xué)習(xí)心得，共同解決遇到的問題。我會(huì)巡視各小組，解答他們的疑問，并給予指導(dǎo)。

五、課堂總結(jié)

同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用。通過課堂練習(xí)，大家應(yīng)該已經(jīng)掌握了自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的搭建和編程方法?，F(xiàn)在，讓我們來回顧一下今天的學(xué)習(xí)內(nèi)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能。

3.搭建自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。

希望同學(xué)們能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計(jì)出更多有趣的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。

六、課后作業(yè)

1.完成課堂練習(xí)中的拓展應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)。

2.查閱資料，了解其他類型的傳感器及其應(yīng)用。

3.思考：自動(dòng)跟蹤技術(shù)在未來的發(fā)展前景。

同學(xué)們，今天的課程就到這里。希望大家能夠認(rèn)真完成課后作業(yè)，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。下課！學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.知識(shí)掌握

2.技能提升

學(xué)生在課堂練習(xí)和小組合作學(xué)習(xí)中，學(xué)會(huì)了如何編寫程序控制傳感器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤功能。這提高了學(xué)生的編程能力、邏輯思維能力和問題解決能力。在實(shí)際操作中，學(xué)生能夠熟練搭建自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，提升了動(dòng)手實(shí)踐能力。

3.創(chuàng)新意識(shí)

本節(jié)課鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中探索新的應(yīng)用場(chǎng)景，發(fā)揮創(chuàng)意。學(xué)生在完成課后作業(yè)時(shí)，嘗試將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活，設(shè)計(jì)出具有創(chuàng)新性的自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

4.團(tuán)隊(duì)協(xié)作

在小組合作學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要相互交流、討論和解決問題。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力。學(xué)生在合作過程中，學(xué)會(huì)了傾聽、尊重他人意見，共同完成任務(wù)。

5.信息技術(shù)素養(yǎng)

6.學(xué)習(xí)興趣

本節(jié)課通過生動(dòng)有趣的案例和實(shí)際操作，激發(fā)了學(xué)生對(duì)信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，感受到信息技術(shù)帶來的樂趣，從而提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。

7.適應(yīng)社會(huì)發(fā)展

隨著科技的快速發(fā)展，傳感器技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本節(jié)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解傳感器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為將來從事相關(guān)領(lǐng)域工作做好準(zhǔn)備。教學(xué)反思與總結(jié)這節(jié)課下來，我覺得整體效果還是不錯(cuò)的，學(xué)生們對(duì)紅外傳感器和碰撞傳感器的應(yīng)用有了更深入的理解。不過，在回顧整個(gè)教學(xué)過程后，我也有一些反思和總結(jié)。

首先，我覺得在教學(xué)方法上，我嘗試了更多的互動(dòng)式教學(xué)。比如，我讓同學(xué)們分組討論，一起解決實(shí)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(fā)現(xiàn)，這種方法特別適合于像自動(dòng)跟蹤這樣的實(shí)踐性強(qiáng)的課程。不過，我也注意到，有些同學(xué)在討論時(shí)比較內(nèi)向，不太敢發(fā)言，這讓我意識(shí)到在今后的教學(xué)中，我需要更多地鼓勵(lì)他們，創(chuàng)造一個(gè)更加開放和包容的學(xué)習(xí)環(huán)境。

在策略方面，我使用了案例教學(xué)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方法。通過案例，學(xué)生們能夠直觀地看到技術(shù)的應(yīng)用，而項(xiàng)目式學(xué)習(xí)則讓他們?cè)趯?shí)踐中學(xué)習(xí)。我覺得這兩種方法都很有效，學(xué)生們對(duì)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)建興趣濃厚，參與度很高。但是，我也發(fā)現(xiàn)，在項(xiàng)目進(jìn)行過程中，有些小組在時(shí)間管理上不夠合理，導(dǎo)致后期任務(wù)完成得比較倉促。因此，我需要在今后的教學(xué)中，更加注重時(shí)間管理和任務(wù)分配的指導(dǎo)。

在教學(xué)管理上，我盡量保持了課堂的秩序，但也遇到了一些挑戰(zhàn)。比如，有時(shí)候課堂上的討論會(huì)變得很熱烈，以至于我需要頻繁地維持秩序。這讓我意識(shí)到，在教學(xué)過程中，我需要更加靈活地調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，既要保證課堂的活躍度，又要確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

教學(xué)總結(jié)方面，我覺得學(xué)生們?cè)谥R(shí)上有了很大的收獲。他們對(duì)紅外傳感器和碰撞傳感器的工作原理有了清晰的認(rèn)識(shí)，能夠獨(dú)立編寫程序控制傳感器。在技能上，他們的編程能力和實(shí)踐操作能力都有了顯著的提升。在情感態(tài)度上，他們對(duì)信息技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣更加濃厚，表現(xiàn)出較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

然而，也存在一些不足。比如，部分學(xué)生對(duì)傳感器參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化理解不夠深入，導(dǎo)致自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的效果不理想。此外，有些學(xué)生對(duì)于拓展應(yīng)用場(chǎng)景的思考不夠開闊，缺乏創(chuàng)新性。

針對(duì)這些問題，我提出以下改進(jìn)措施和建議：

1.在今后的教學(xué)中，我會(huì)更加注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行傳感器參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化的指導(dǎo)，通過實(shí)際操作和案例分析，幫助他們更好地理解和應(yīng)用。

2.為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，我會(huì)設(shè)計(jì)更多具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，鼓勵(lì)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(huì)繼續(xù)優(yōu)化課堂管理，通過更加靈活的教學(xué)方法和活動(dòng)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的參與度和課堂效率。課堂課堂評(píng)價(jià)是教學(xué)過程中不可或缺的一環(huán)，它幫助我了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決。以下是我對(duì)本次《自動(dòng)跟蹤——紅外傳感器和碰撞傳感器的綜合應(yīng)用》課堂的評(píng)價(jià)：

1.課堂提問

在課堂教學(xué)中，我通過提問的方式檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。例如，我提出了關(guān)于紅外傳感器和碰撞傳感器工作原理的問題，讓學(xué)生解釋其工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。大多數(shù)學(xué)生能夠正確回答，這表明他們對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)有了較好的理解。

2.觀察學(xué)生參與度

我觀察了學(xué)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(fā)現(xiàn)，學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)表現(xiàn)出很高的熱情，他們積極參與，互相幫助，這表明他們對(duì)課程內(nèi)容感興趣，并且愿意投入實(shí)踐。

3.實(shí)踐操作評(píng)價(jià)

在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，我要求學(xué)生們分組完成自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置的搭建和編程。通過觀察他們的操作，我發(fā)現(xiàn)以下情況：

-部分學(xué)生在搭建實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)遇到了連接問題，但在小組內(nèi)互相幫助后成功解決了問題。

-在編程環(huán)節(jié)，學(xué)生們能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)編寫出基本的程序，但有些同學(xué)在處理復(fù)雜邏輯時(shí)遇到了困難。

-學(xué)生們?cè)谡{(diào)試過程中表現(xiàn)出耐心和細(xì)致，能夠根據(jù)反饋調(diào)整程序，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.課堂討論

課堂討論環(huán)節(jié)是檢驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題能力的好機(jī)會(huì)。在討論中，我注意到學(xué)生們能夠提出一些有創(chuàng)意的想法，如改進(jìn)傳感器的工作方式或嘗試不同的編程策略。這表明他們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中不僅掌握了知識(shí)，還能將其應(yīng)用于實(shí)際問題。

5.作業(yè)評(píng)價(jià)

課后，我批改了學(xué)生的作業(yè)，以下是我對(duì)作業(yè)的評(píng)價(jià)：

-大部分學(xué)生的作業(yè)完成了規(guī)定的任務(wù)，能夠獨(dú)立完成自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的編程和調(diào)試。

-有一小部分學(xué)生的作業(yè)在編程上存在錯(cuò)誤，這可能是對(duì)編程知識(shí)掌握不夠牢固。

-作業(yè)中的創(chuàng)新部分表現(xiàn)出了學(xué)生的個(gè)性化思考，有些學(xué)生提出了很有創(chuàng)意的解決方案。

總體來說，課堂評(píng)價(jià)顯示學(xué)生們?cè)诒竟?jié)課中取得了較好的學(xué)習(xí)效果。他們?cè)谥R(shí)、技能和情感態(tài)度上都得到了提升。然而，也存在著一些需要改進(jìn)的地方，比如對(duì)編程知識(shí)的深入理解和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在今后的教學(xué)中，我會(huì)繼續(xù)關(guān)注這些問題，并采取措施加以改進(jìn)。板書設(shè)計(jì)1.自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)概述

①自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)定義

②自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)組成

③自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)應(yīng)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(yīng)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(yīng)用

4.編程控制傳感器

①Arduino編程環(huán)境

②程序編寫步驟

③傳感器控制代碼

5.自動(dòng)跟蹤實(shí)驗(yàn)裝置搭建

①實(shí)驗(yàn)裝置組成

②搭建步驟

③連接方法

6.調(diào)試與優(yōu)化

①調(diào)試方法

②優(yōu)化策略

③故障排除

7.應(yīng)用拓展

①創(chuàng)新設(shè)計(jì)

②實(shí)際案例

③挑戰(zhàn)與機(jī)遇典型例題講解1.例題一：

編寫Arduino程序，使紅外傳感器檢測(cè)到前方有障礙物時(shí)，控制小車停止運(yùn)動(dòng)。

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(jìn)

}

}

```

2.例題二：

編寫Arduino程序，使用碰撞傳感器檢測(cè)小車碰撞到物體時(shí)，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(shí)現(xiàn)小車在遇到障礙物時(shí)停止，并在障礙物移除后自動(dòng)繼續(xù)前進(jìn)。

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(jìn)

}

}

```

4.例題四：

編寫Arduino程序，實(shí)現(xiàn)小車在檢測(cè)到障礙物時(shí)，先后退一定距離，然后轉(zhuǎn)向繼續(xù)前進(jìn)。

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(shí)1秒

digitalWrite(reversePin,LOW);//停止后退

digitalWrite(motorPin,HIGH);//讓小車轉(zhuǎn)向前進(jìn)

}

}

```

5.例題五：

編寫Arduino程序，實(shí)現(xiàn)小車在遇到障礙物時(shí)，先后退一定距離，然后改變方向繞過障礙物繼續(xù)前進(jìn)。

答案：

```cpp

//定義紅外傳感器和碰撞傳感器引腳

constintinfr