第十三課智能避障車說課稿-2024-2025學(xué)年青島版（2019）初中信息技術(shù)第四冊(cè)一、教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課選自青島版（2019）初中信息技術(shù)第四冊(cè)，第十三課《智能避障車》。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：認(rèn)識(shí)智能避障車的基本結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)使用傳感器實(shí)現(xiàn)避障功能，以及編寫程序控制小車行進(jìn)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握智能避障車的基本原理和編程方法，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)分析

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。學(xué)生將通過學(xué)習(xí)智能避障車的原理和編程，提升信息意識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用信息技術(shù)解決問題。同時(shí)，通過動(dòng)手實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)合作能力，提高學(xué)生的計(jì)算思維和編程技能，為未來的信息技術(shù)學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

-重點(diǎn)一：傳感器的工作原理及其在避障中的應(yīng)用。教師需講解紅外傳感器、超聲波傳感器等的工作原理，以及如何通過這些傳感器獲取障礙物的距離信息。

-重點(diǎn)二：編程邏輯的構(gòu)建。學(xué)生需要理解并能夠編寫程序來控制小車的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作，并確保小車能夠根據(jù)傳感器獲取的信息正確避障。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)一：傳感器數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理。學(xué)生在編程時(shí)需要學(xué)會(huì)如何實(shí)時(shí)讀取傳感器數(shù)據(jù)，并基于這些數(shù)據(jù)做出快速?zèng)Q策，這是實(shí)現(xiàn)智能避障的核心。

-難點(diǎn)二：程序調(diào)試與優(yōu)化。學(xué)生在編程過程中可能會(huì)遇到各種調(diào)試問題，如何分析問題、解決問題是本節(jié)課的難點(diǎn)之一。

-難點(diǎn)三：編程思維與算法設(shè)計(jì)。學(xué)生需要具備一定的編程思維，能夠設(shè)計(jì)出合理的算法來實(shí)現(xiàn)避障邏輯，這對(duì)于初次接觸編程的學(xué)生來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。

例如，在講解傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考如何設(shè)置合理的閾值來判斷是否有障礙物存在，以及在遇到連續(xù)多個(gè)障礙物時(shí)如何調(diào)整策略。在程序調(diào)試與優(yōu)化方面，可以讓學(xué)生通過觀察傳感器數(shù)據(jù)的變化來調(diào)整小車行進(jìn)的速度和轉(zhuǎn)向角度，從而提高避障的準(zhǔn)確性。在編程思維與算法設(shè)計(jì)方面，可以通過案例分析和小組討論的方式，讓學(xué)生理解算法的邏輯性，并能夠?qū)?shí)際問題轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的程序代碼。四、教學(xué)方法與手段

教學(xué)方法：

1.講授法：用于講解智能避障車的基本原理和傳感器的工作原理，確保學(xué)生對(duì)核心概念有清晰的理解。

2.實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)際搭建智能避障車模型，讓學(xué)生動(dòng)手操作，體驗(yàn)編程和硬件結(jié)合的過程，加深對(duì)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用。

3.討論法：在遇到編程難題時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生分享解題思路，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作和解決問題的能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：利用PPT展示避障車的工作流程和編程代碼，直觀展示知識(shí)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.實(shí)物演示：展示智能避障車的實(shí)際操作，讓學(xué)生直觀感受技術(shù)成果，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力。

3.在線編程工具：使用在線編程平臺(tái)，讓學(xué)生在線編寫和測(cè)試代碼，提高編程技能的同時(shí)，方便教師監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。五、教學(xué)過程

1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示智能避障車在實(shí)際生活中的應(yīng)用場(chǎng)景，如機(jī)器人競(jìng)賽、智能家居等，提問學(xué)生對(duì)于這類技術(shù)的興趣和了解。

-回顧舊知：回顧編程語言的基本語法和流程控制，以及傳感器的基本原理。

2.新課呈現(xiàn)（約15分鐘）

-講解新知：介紹智能避障車的基本結(jié)構(gòu)和組成，重點(diǎn)講解紅外傳感器、超聲波傳感器的工作原理。

-舉例說明：通過具體案例展示如何利用傳感器獲取障礙物信息，并控制小車進(jìn)行避障。

-互動(dòng)探究：提問學(xué)生如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的避障程序，引導(dǎo)學(xué)生思考并參與討論。

3.新課呈現(xiàn)（續(xù)）（約10分鐘）

-編程實(shí)踐：學(xué)生分組，每組分配一個(gè)智能避障車模型，使用編程軟件編寫避障程序。

-教師指導(dǎo)：在學(xué)生編程過程中，教師巡視指導(dǎo)，解答學(xué)生遇到的問題。

4.實(shí)驗(yàn)操作（約20分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)編寫的程序，調(diào)試智能避障車模型，進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。

-教師指導(dǎo)：觀察學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程，針對(duì)存在的問題提供指導(dǎo)和建議。

5.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組，每組增加一個(gè)傳感器，要求編寫程序?qū)崿F(xiàn)更復(fù)雜的避障功能。

-教師指導(dǎo)：在學(xué)生編程和調(diào)試過程中，教師提供必要的幫助和反饋。

6.課堂總結(jié)（約5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)傳感器在智能避障中的應(yīng)用。

-鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索，提高編程和解決問題的能力。

7.作業(yè)布置（約5分鐘）

-布置課后作業(yè)：讓學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)智能避障程序，并嘗試優(yōu)化程序性能。

-提醒學(xué)生下節(jié)課將進(jìn)行成果展示，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。

教學(xué)過程的具體安排如下：

**教學(xué)過程詳細(xì)安排**

**時(shí)間分配：**

-導(dǎo)入：5分鐘

-新課呈現(xiàn)：15分鐘

-新課呈現(xiàn)（續(xù)）：10分鐘

-實(shí)驗(yàn)操作：20分鐘

-鞏固練習(xí)：15分鐘

-課堂總結(jié)：5分鐘

-作業(yè)布置：5分鐘

**具體環(huán)節(jié)：**

**1.導(dǎo)入（5分鐘）**

-播放一段智能避障車在實(shí)際應(yīng)用中的視頻，引發(fā)學(xué)生的興趣。

-提問：學(xué)生如何看待這類技術(shù)在未來的應(yīng)用前景？

-回顧：簡(jiǎn)要回顧傳感器和編程語言的相關(guān)知識(shí)。

**2.新課呈現(xiàn)（15分鐘）**

-講解：介紹智能避障車的基本組成和工作原理。

-舉例：展示一個(gè)簡(jiǎn)單的避障程序，并解釋其工作流程。

-討論：引導(dǎo)學(xué)生討論如何編寫程序使小車避開障礙物。

**3.新課呈現(xiàn)（續(xù)）（10分鐘）**

-編程實(shí)踐：學(xué)生分組，每組分配一臺(tái)智能避障車模型和編程軟件。

-指導(dǎo)：教師演示如何編寫避障程序，并解答學(xué)生的問題。

**4.實(shí)驗(yàn)操作（20分鐘）**

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)編寫的程序，進(jìn)行實(shí)地測(cè)試和調(diào)試。

-指導(dǎo)：教師觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程，提供必要的幫助。

**5.鞏固練習(xí)（15分鐘）**

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組，每組增加一個(gè)傳感器，編寫更復(fù)雜的避障程序。

-指導(dǎo)：教師提供指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決問題。

**6.課堂總結(jié)（5分鐘）**

-總結(jié)：強(qiáng)調(diào)傳感器在智能避障中的應(yīng)用，回顧本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。

-鼓勵(lì)：鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索，提高編程和解決問題的能力。

**7.作業(yè)布置（5分鐘）**

-布置：讓學(xué)生獨(dú)立完成一個(gè)智能避障程序，并嘗試優(yōu)化程序性能。

-提醒：提醒學(xué)生下節(jié)課將進(jìn)行成果展示，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。六、知識(shí)點(diǎn)梳理

在本節(jié)課《智能避障車》中，我們將梳理以下知識(shí)點(diǎn)：

1.智能避障車的基本概念與組成

-智能避障車的定義

-智能避障車的基本組成：動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)

2.傳感器的工作原理與應(yīng)用

-紅外傳感器的工作原理與應(yīng)用

-超聲波傳感器的工作原理與應(yīng)用

-傳感器數(shù)據(jù)的采集與處理

3.編程語言與流程控制

-編程語言的基本語法

-條件語句與循環(huán)語句的應(yīng)用

-函數(shù)的定義與調(diào)用

4.智能避障程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

-避障策略的設(shè)計(jì)

-根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)調(diào)整避障策略

-編寫程序控制小車行進(jìn)

5.編程調(diào)試與優(yōu)化

-編程調(diào)試的方法與技巧

-優(yōu)化程序性能的策略

-故障分析與解決

6.智能避障車的調(diào)試與測(cè)試

-調(diào)試過程中的注意事項(xiàng)

-測(cè)試方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

-調(diào)試與測(cè)試中的常見問題及解決方法

7.團(tuán)隊(duì)合作與溝通

-團(tuán)隊(duì)分工與合作的重要性

-溝通與協(xié)調(diào)的方法

-團(tuán)隊(duì)合作中的常見問題及解決方法

8.智能避障技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

-智能避障技術(shù)在生活中的應(yīng)用

-智能避障技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

-智能避障技術(shù)的未來展望

1.能夠描述智能避障車的定義和基本組成。

2.了解紅外傳感器和超聲波傳感器的工作原理及其在避障中的應(yīng)用。

3.掌握編程語言的基本語法和流程控制，能夠編寫簡(jiǎn)單的避障程序。

4.理解避障策略的設(shè)計(jì)，能夠根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)調(diào)整避障策略。

5.掌握編程調(diào)試的方法與技巧，能夠優(yōu)化程序性能。

6.了解智能避障車的調(diào)試與測(cè)試方法，能夠進(jìn)行實(shí)地測(cè)試和調(diào)試。

7.能夠在團(tuán)隊(duì)中有效溝通與合作，共同完成避障車的開發(fā)與調(diào)試。

8.了解智能避障技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，為未來的學(xué)習(xí)與研究打下基礎(chǔ)。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

1.智能避障車的基本概念與組成

①智能避障車的定義：一種能夠自動(dòng)識(shí)別并避開障礙物的移動(dòng)機(jī)器人。

②智能避障車的基本組成：動(dòng)力系統(tǒng)（如電機(jī)）、控制系統(tǒng)（如微控制器）、傳感器系統(tǒng)（如紅外傳感器、超聲波傳感器）、執(zhí)行系統(tǒng)（如驅(qū)動(dòng)器、車輪）。

2.傳感器的工作原理與應(yīng)用

①紅外傳感器的工作原理：利用紅外線發(fā)射和接收來檢測(cè)障礙物。

②超聲波傳感器的工作原理：通過發(fā)射超聲波并接收反射回來的聲波來判斷障礙物的距離。

③傳感器數(shù)據(jù)的采集與處理：傳感器獲取數(shù)據(jù)后，通過編程進(jìn)行數(shù)據(jù)解析和處理。

3.編程語言與流程控制

①編程語言的基本語法：變量、數(shù)據(jù)類型、運(yùn)算符、控制語句等。

②條件語句：if-else、switch-case等，用于根據(jù)條件執(zhí)行不同的代碼塊。

③循環(huán)語句：for、while等，用于重復(fù)執(zhí)行一段代碼。

4.智能避障程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

①避障策略的設(shè)計(jì)：根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)制定避障規(guī)則。

②根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)調(diào)整避障策略：動(dòng)態(tài)調(diào)整程序以適應(yīng)不同的障礙物情況。

③編寫程序控制小車行進(jìn)：使用編程語言編寫控制小車動(dòng)作的代碼。

5.編程調(diào)試與優(yōu)化

①編程調(diào)試的方法與技巧：使用調(diào)試工具、逐步執(zhí)行代碼、設(shè)置斷點(diǎn)等。

②優(yōu)化程序性能的策略：減少代碼冗余、提高算法效率等。

③故障分析與解決：定位問題原因、提出解決方案、測(cè)試修復(fù)效果。

6.智能避障車的調(diào)試與測(cè)試

①調(diào)試過程中的注意事項(xiàng)：確保傳感器正常工作、檢查程序邏輯等。

②測(cè)試方法與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)地測(cè)試、性能測(cè)試、穩(wěn)定性測(cè)試等。

③調(diào)試與測(cè)試中的常見問題及解決方法：傳感器誤判