第2单元第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.docx

第2单元第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

授课内容

授课时数

授课班级

授课人数

授课地点

授课时间

教材分析

《第2单元第7课昂首阔步——红外传感器和机器人的避障行走》是2023—2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册的一课。本节课的主要内容是让学生了解红外传感器的工作原理以及在机器人避障行走中的应用。通过本节课的学习，学生能够掌握红外传感器的基本使用方法，并能够运用红外传感器设计简单的机器人避障程序。教材内容与实际应用紧密结合，旨在培养学生的实际操作能力和创新思维。

核心素养目标分析

本节课的核心素养目标主要包括信息意识、计算思维、创新与实践、社会责任四个方面。通过学习，学生应具备能够主动关注和搜集信息的能力，了解红外传感器的工作原理和应用；能够运用计算思维解决问题，设计简单的机器人避障程序；具备创新意识和实践能力，能够尝试改进和优化程序；同时，能够认识到信息技术对社会发展的重要性，积极承担起社会责任。

重点难点及解决办法

重点：

1.红外传感器工作原理的理解与运用。

2.机器人避障行走程序的设计与优化。

难点：

1.红外传感器在复杂环境下的避障策略制定。

2.机器人程序中算法复杂度的把握与优化。

解决办法：

1.对于红外传感器工作原理的理解，可以通过实验演示和模拟场景，让学生直观感受红外传感器的作用，再通过实际操作，让学生亲身体验并理解其工作原理。

2.对于机器人避障程序的设计与优化，可以先从简单的场景和算法入手，让学生掌握基本原理和方法，再逐步增加难度，引导学生思考和探索更高效的避障策略。

3.对于复杂环境下红外传感器的避障策略，可以组织学生进行讨论和交流，引导学生思考并找出合适的解决方案。

4.对于算法复杂度的把握与优化，可以引导学生通过调试和优化程序，体验不同算法对程序运行效率的影响，从而理解并掌握算法复杂度的概念。

教学方法与策略

1.选择适合教学目标和学习者特点的教学方法：本节课采用讲授法、讨论法和项目导向学习法相结合的方式。通过讲授法介绍红外传感器和机器人避障行走的基本原理，讨论法让学生交流讨论避障策略，项目导向学习法让学生亲自动手设计并实施避障程序。

2.设计具体的教学活动：组织学生进行小组讨论，分享彼此的避障策略；开展机器人避障行走实验，让学生亲身体验并优化避障程序；进行案例分析，让学生分析并改进实际应用中的避障问题。

3.确定教学媒体使用：利用多媒体课件进行讲解，清晰展示红外传感器工作原理和机器人避障程序设计过程；借助实验设备和机器人进行实践操作，让学生直观感受避障效果；运用网络资源，让学生了解红外传感器在其他领域的应用。

教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对红外传感器的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道红外传感器是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于红外传感器的图片或视频片段，让学生初步感受红外传感器在现实生活中的应用。

简短介绍红外传感器的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.红外传感器基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解红外传感器的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解红外传感器的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍红外传感器的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.红外传感器案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解红外传感器的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的红外传感器应用案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解红外传感器的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用红外传感器解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论红外传感器的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与红外传感器相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对红外传感器的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调红外传感器的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括红外传感器的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调红外传感器在现实