第7课 昂首阔步——红外传感器和机器人的避障行走 教学设计-2023—-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

《昂首阔步——红外传感器和机器人的避障行走》教学设计 一、教学目标 （一）知识与技能： 1.学生能够了解红外传感器的基本原理及其在机器人避障行走中的应用。 2.学生能够掌握机器人编程中红外传感器的使用方法。 3.学生能够通过编程实现机器人避障行走的基本功能。 （二）过程与方法： 1.学生通过观察、实验和探究，理解红外传感器的工作原理。 2.学生通过动手实践，学会将理论知识应用于机器人编程中。 3.学生通过小组合作，共同解决问题，培养协作能力。 （三）情感态度与价值观： 1.激发学生对机器人技术和传感器技术的兴趣。 2.培养学生的创新思维和动手实践能力。 3.引导学生认识科技在生活中的重要作用，形成积极探索的科技态度。 二、教学重点难点 重点：红外传感器的工作原理及其在机器人避障行走中的应用。 难点：机器人编程中红外传感器的参数设置和逻辑判断。 三、学情分析 学生已经具备了一定的机器人基础知识，对机器人的运动和传感器有初步了解。本节课将进一步深化学生对红外传感器的认识，并提升其实践应用能力。 四、教材分析 本节课内容选自清华大学版（2012）九年级下册信息技术教材，主要围绕红外传感器和机器人避障行走展开，是机器人学习领域的重要组成部分。 五、教学教具准备 1.机器人套件（包含红外传感器） 2.计算机及编程软件 3.投影仪及相关教学课件 六、新课导入 通过展示机器人避障行走的视频，激发学生兴趣，引出本节课的主题——红外传感器和机器人的避障行走。 七、新课讲授 （一）红外传感器的基本原理 1.红外线的概念及特性：详细解释红外线的定义、特点以及在日常生活中的应用。 2.红外传感器的工作方式：阐述红外传感器如何通过发射和接收红外线来检测物体的距离和方位。 3.红外传感器的应用领域：举例说明红外传感器在智能家居、自动驾驶等领域的广泛应用。 （二）红外传感器在机器人避障行走中的应用 1.避障原理：讲解机器人如何利用红外传感器检测障碍物并实现避障。 2.传感器安装与调试：指导学生如何在机器人上正确安装红外传感器，并进行必要的调试。 3.编程实现：通过具体案例，演示如何编写程序来控制机器人根据红外传感器的信号进行避障行走。 （三）动手实践：机器人避障行走编程挑战 1.分组合作：学生分组进行，每组配备一套机器人套件。 2.任务布置：设定不同难度的避障任务，如直线避障、曲线避障等。 3.编程实践：学生根据任务要求，编写并调试程序，实现机器人的避障行走。 4.成果展示：每组轮流展示其机器人的避障效果，并分享编程经验。 八、课堂小结 1.红外传感器是机器人感知环境的重要工具，能够实现非接触式测量。 2.掌握红外传感器的使用方法对于实现机器人避障行走至关重要。 3.通过动手实践，同学们不仅提升了编程能力，还培养了团队协作和问题解决能力。 九、作业设计 选择题： 1.红外传感器通过什么方式检测物体的存在？ A.发射声波 B.发射红外线 C.接收无线电波 D.感受温度变化 2.在机器人避障行走中，红外传感器的主要作用是什么？ A.控制机器人速度 B.检测机器人电量 C.感知障碍物 D.发出警报声 3.下列哪个领域不常应用红外传感器？ A.智能家居 B.自动驾驶 C.医疗诊断 D.深海探测 填空题： 1.红外传感器通过发射和__________红外线来检测物体。 2.在机器人避障行走编程中，我们需要根据红外传感器的__________来判断是否需要避障。 3.机器人避障行走实验中，除了红外传感器，还可以结合__________等传感器来提高避障的准确性和稳定性。 十、板书设计 昂首阔步——红外传感器和机器人的避障行走 红外传感器基本原理 红外线的概念及特性 红外传感器的工作方式 红外传感器应用领域 红外传感器在机器人避障中的应用 避障原理与实现 传感器安装与调试要点 编程挑战与实践成果 十一、课后反思 教师方面： 1.本节课是否有效地介绍了红外传感器的基本原理和应用？ 2.实践活动是否充分激发了学生的兴趣和参与度？ 3.编程挑战的难度设置是否适中，既具有挑战性又不至于让学生感到挫败？ 学生方面： 1.学生是否理解并掌握了红外传感器的工作原理？ 2.学生在动手实践中是否遇到了困难，如何解决的？ 学科网（北京）股份有限公司 $$