第4節(jié)循跡小車——馬達與傳感器應用教學設計初中信息技術河大版2023第二冊-河大版2023科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第4節(jié)循跡小車——馬達與傳感器應用教學設計初中信息技術河大版2023第二冊-河大版2023教學內(nèi)容第4節(jié)循跡小車——馬達與傳感器應用教學設計初中信息技術河大版2023第二冊-河大版2023

1.教材章節(jié)：第4節(jié)循跡小車——馬達與傳感器應用

2.主要內(nèi)容：本節(jié)課將介紹循跡小車的基本原理，包括馬達的工作原理和傳感器的作用。學生將學習如何搭建循跡小車，并了解如何使用傳感器實現(xiàn)循跡功能。通過實踐操作，學生將掌握馬達與傳感器的基本應用方法。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生信息意識，通過學習馬達與傳感器的工作原理，提升學生對于信息技術的理解和應用能力。增強學生的計算思維，通過循跡小車的設計與制作，鍛煉學生邏輯思維和問題解決能力。同時，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新精神和團隊合作意識，在動手實踐中體驗科技與生活的結(jié)合。教學難點與重點1.教學重點

-明確本節(jié)課的核心內(nèi)容，以便于教師在教學過程中有針對性地進行講解和強調(diào)。

a.馬達的工作原理：重點講解直流電機的基本構造、工作原理以及控制方式，使學生理解馬達是如何將電能轉(zhuǎn)化為機械能的。

b.傳感器的工作原理：重點介紹紅外傳感器、光電傳感器等常見傳感器的工作原理，以及它們在循跡小車中的應用。

c.循跡小車的電路連接：重點指導學生如何正確連接馬達、傳感器和控制器，確保循跡小車能夠正常運行。

2.教學難點

-識別并指出本節(jié)課的難點內(nèi)容，以便于教師采取有效的教學方法幫助學生突破難點。

a.傳感器信號的讀取與處理：難點在于學生需要理解傳感器如何將物理信號轉(zhuǎn)換為電信號，以及如何通過編程處理這些信號，實現(xiàn)循跡功能。

b.編程控制馬達：難點在于學生需要掌握如何編寫程序控制馬達的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，以實現(xiàn)循跡小車的精確行駛。

c.電路故障排查：難點在于學生在遇到循跡小車無法正常工作時，能夠快速定位故障原因，并進行相應的維修或調(diào)整。教學資源-軟硬件資源：

1.直流電機

2.紅外傳感器

3.光電傳感器

4.控制器模塊

5.電池盒

6.連接線

7.零件盒（螺絲、墊片等）

-課程平臺：

1.信息技術教室

2.交互式電子白板

-信息化資源：

1.傳感器工作原理動畫演示

2.馬達控制程序示例

3.循跡小車搭建教程視頻

-教學手段：

1.實物展示

2.實驗操作

3.小組討論

4.程序編寫教學軟件教學過程1.導入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示一些循跡小車的視頻或圖片，引導學生思考這些小車是如何工作的，激發(fā)他們對馬達和傳感器的好奇心。

-回顧舊知：簡要回顧直流電機的簡單原理和傳感器的基本概念，幫助學生建立新舊知識的聯(lián)系。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：

a.詳細講解直流電機的構造、工作原理和常見類型。

b.介紹傳感器的種類、工作原理以及在循跡小車中的應用。

c.講解馬達與傳感器之間的連接方式，以及如何通過控制器模塊實現(xiàn)控制。

-舉例說明：

a.通過實際操作展示馬達的啟動和停止，以及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。

b.展示傳感器檢測到的信號如何被轉(zhuǎn)換為循跡小車行駛的指令。

-互動探究：

a.提出問題，引導學生思考馬達和傳感器在循跡小車中的作用。

b.組織小組討論，讓學生分享他們對循跡小車工作原理的理解。

3.實踐操作（約30分鐘）

-學生活動：

a.學生分組，每組分配一套循跡小車搭建材料。

b.指導學生按照教材步驟搭建循跡小車，包括馬達、傳感器和控制器模塊的連接。

c.學生嘗試調(diào)整傳感器位置，觀察小車循跡效果。

-教師指導：

a.教師巡視各小組，解答學生在搭建過程中遇到的問題。

b.引導學生記錄實驗過程和結(jié)果，培養(yǎng)科學探究能力。

4.編程與控制（約30分鐘）

-學生活動：

a.學生根據(jù)教材示例編寫控制馬達和傳感器的程序。

b.學生調(diào)試程序，使循跡小車能夠按照預期路線行駛。

-教師指導：

a.教師演示編程步驟，強調(diào)編程的規(guī)范性和邏輯性。

b.教師幫助學生解決編程過程中遇到的問題。

5.交流與評價（約15分鐘）

-學生展示：

a.各小組展示自己的循跡小車，并說明其工作原理。

b.學生之間互相評價，提出改進建議。

-教師評價：

a.教師對學生的實踐操作和編程能力進行評價。

b.教師總結(jié)本節(jié)課的重點和難點，強調(diào)學生的收獲。

6.課堂小結(jié)（約5分鐘）

-教師總結(jié)：

a.回顧本節(jié)課的學習內(nèi)容，強調(diào)馬達和傳感器在循跡小車中的重要性。

b.提出課后思考題，鼓勵學生進一步探索和學習。

-學生反思：

a.學生反思自己在學習過程中的收獲和不足。

b.學生提出對下一節(jié)課的期待和疑問。知識點梳理1.馬達的工作原理

-馬達的基本構造：包括線圈、磁鐵、電刷等。

-工作原理：線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生扭矩，驅(qū)動機械運動。

-類型：直流電機、交流電機等。

2.傳感器的工作原理

-傳感器種類：光電傳感器、紅外傳感器、超聲波傳感器等。

-光電傳感器：利用光電效應將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

-紅外傳感器：利用紅外線檢測物體或距離。

-超聲波傳感器：利用超聲波的反射原理檢測距離。

3.馬達與傳感器的連接

-連接方式：通過電路板或控制器模塊連接馬達和傳感器。

-控制器模塊：實現(xiàn)馬達和傳感器的控制，如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向等。

4.循跡小車的電路連接

-電源：連接電池盒，為馬達和傳感器提供電源。

-馬達連接：將馬達的引腳連接到控制器模塊的馬達接口。

-傳感器連接：將傳感器的引腳連接到控制器模塊的傳感器接口。

5.編程控制馬達

-編程語言：如Arduino編程語言。

-編程步驟：編寫控制馬達轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的程序。

-程序示例：展示馬達控制程序的具體實現(xiàn)。

6.傳感器信號的讀取與處理

-讀取傳感器信號：通過編程讀取傳感器的輸出信號。

-信號處理：對傳感器信號進行濾波、放大等處理，提高信號質(zhì)量。

7.循跡小車的設計與制作

-設計原則：根據(jù)循跡需求，設計小車的結(jié)構和電路。

-制作步驟：按照設計圖紙，組裝小車各部件。

8.電路故障排查

-故障現(xiàn)象：小車無法正常行駛、傳感器信號異常等。

-排查方法：檢查電源、連接線路、傳感器等，找出故障原因。

9.實驗與探究

-實驗目的：驗證馬達和傳感器的工作原理，以及循跡小車的性能。

-實驗步驟：搭建循跡小車，進行實驗，記錄數(shù)據(jù)，分析結(jié)果。

10.課后拓展

-拓展知識：學習其他傳感器的工作原理和應用。

-實踐應用：設計并制作其他類型的循跡小車或機器人。教學評價1.課堂評價

-提問：通過提問學生關于馬達和傳感器的基本概念、工作原理等問題，檢驗學生對知識的理解和掌握程度。

-觀察：觀察學生在實驗操作和編程過程中的表現(xiàn)，如動手能力、問題解決能力、團隊合作精神等。

-測試：在課程結(jié)束后，進行小測驗或隨堂測試，評估學生對本節(jié)課知識點的掌握情況。

2.作業(yè)評價

-作業(yè)類型：布置與循跡小車相關的編程作業(yè)、搭建作業(yè)或設計作業(yè)。

-作業(yè)批改：對學生的作業(yè)進行詳細批改，包括編程的正確性、電路連接的規(guī)范性、設計方案的合理性等。

-及時反饋：對學生的作業(yè)給予及時反饋，指出優(yōu)點和不足，并提供改進建議。

3.學生自評與互評

-學生自評：鼓勵學生在課后對自己的學習過程進行反思，評價自己的進步和不足。

-互評：組織學生之間互相評價，通過小組討論和交流，提高學生的溝通能力和評價能力。

4.教學效果評估

-教學反思：教師對本節(jié)課的教學效果進行反思，分析教學過程中存在的問題，為后續(xù)教學提供改進方向。

-學生滿意度調(diào)查：通過問卷調(diào)查或訪談，了解學生對課程的滿意度，收集學生意見和建議。

5.綜合評價

-綜合評價學生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況、實驗操作能力、編程能力等多方面表現(xiàn)，給出全面的教學評價。

-評價結(jié)果作為學生學業(yè)評價的重要參考，有助于促進學生全面發(fā)展。

6.持續(xù)改進

-根據(jù)教學評價結(jié)果，教師對教學方法、教學內(nèi)容和教學資源進行調(diào)整和優(yōu)化，持續(xù)改進教學質(zhì)量。

-鼓勵學生積極參與教學評價，共同提高教學效果。教學反思教學反思

這節(jié)課的內(nèi)容是關于循跡小車——馬達與傳感器應用，我覺得整體來說，學生們表現(xiàn)得還挺積極的。但是，在回顧和梳理過程中，我發(fā)現(xiàn)了一些需要改進的地方。

首先，我在導入環(huán)節(jié)用了視頻和圖片來激發(fā)學生的興趣，這確實起到了一定的效果。不過，我發(fā)現(xiàn)有些學生對于循跡小車的原理還是不太明白，我在提問的時候，他們的回答顯得有些模糊。這說明我在導入環(huán)節(jié)可能需要更加深入地引導學生思考，比如可以提出一些更具體的問題，讓他們結(jié)合自己的生活經(jīng)驗來思考。

在實踐操作環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)學生們在搭建循跡小車時遇到了一些問題。有的學生對于連接電路感到困惑，有的學生對于編程語言不太熟悉。這讓我意識到，我在教學過程中需要更加細致地指導學生，特別是在他們遇到困難時，我應該及時提供幫助，而不是讓他們自己去摸索。

另外，我還發(fā)現(xiàn)，在學生進行編程時，他們對程序的邏輯和結(jié)構理解得不夠深入。這讓我反思，可能我在講解編程部分時，沒有很好地將理論知識與實際應用結(jié)合起來。我需要改進教學方法，比如通過一些案例來幫助學生理解編程的實際應用。

在課堂評價方面，我發(fā)現(xiàn)我對于學生的評價還不夠具體。我需要更加細致地觀察每個學生的表現(xiàn)，給予他們更個性化的反饋。同時，我也需要鼓勵學生之間的互相評價，這樣可以幫助他們從不同的角度看待問題。

最后，我覺得在教學過程中，我應該更加注重學生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)。在循跡小車的設計和制作過程中，我可以設置一些挑戰(zhàn)性的問題，讓學生們通過討論和合作來解決問題。內(nèi)容邏輯關系①馬達的工作原理

-馬達構造：線圈、磁鐵、電刷等。

-工作原理：電磁感應、磁場作用。

-類型：直流電機、交流電機。

②傳感器的工作原理

-光電傳感器：光電效應、光敏元件。

-紅外傳感器：紅外線發(fā)射與接收、紅外反射。

-超聲波傳感器：超聲波發(fā)射與接收、聲波反射。

③馬達與傳感器的連接

-連接方式：電路板、控制器模塊。

-控制器功能：信號處理、馬達控制。

④循跡小車的電路連接

-電源連接：電池盒、電源線。

-馬達連接：馬達接口、連接線。

-傳感器連接：傳感器接口、連接線。

⑤編程控制馬達

-編程語言：Arduino編程語言。

-程序邏輯：條件判斷、循環(huán)控制。

-馬達控制：轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向。

⑥傳感器信號的讀取與處理

-信號讀?。簜鞲衅鬏敵觥⒕幊套x取。

-信號處理：濾波、放大、轉(zhuǎn)換。

⑦循跡小車的設計與制作

-設計原則：功能需求、結(jié)構穩(wěn)定。

-制作步驟：材料準備、部件組裝、測試調(diào)試。

⑧電路故障排查

-故障現(xiàn)象：電源問題、連接問題、傳感器問題。

-排查方法：檢查電源、檢查連接、檢查傳感器。

⑨實驗與探究

-實驗目的：驗證原理、測試性能。

-實驗步驟：搭建、編程、測試、記錄、分析。典型例題講解1.例題一：

-題目：一個直流電機的線圈匝數(shù)為100匝，每匝電阻為0.1Ω，電源電壓為12V，不計其他損耗，求電機線圈中的電流。

-解答：根據(jù)歐姆定律，電流I=U/R，其中U為電壓，R為電阻。

I=12V/(100匝*0.1Ω)=12V/10Ω=1.2A

-答案：電機線圈中的電流為1.2A。

2.例題二：

-題目：一個循跡小車使用紅外傳感器來檢測地面上的黑線，紅外傳感器的輸出電壓為0.5V時，小車應向左轉(zhuǎn)。如果紅外傳感器的輸出電壓為0.8V，小車應如何轉(zhuǎn)向？

-解答：由于紅外傳感器的輸出電壓與地面黑線距離成反比，輸出電壓越高，說明黑線距離傳感器越近。因此，當輸出電壓從0.5V增加到0.8V時，小車應向右轉(zhuǎn)。

-答案：小車應向右轉(zhuǎn)。

3.例題三：

-題目：一個循跡小車使用光電傳感器檢測地面上的黑線，光電傳感器輸出信號為低電平時，小車應向前行駛；輸出信號為高電平時，小車應停止。編寫一個簡單的程序，實現(xiàn)小車在檢測到黑線時停止，在檢測到空白地面時向前行駛。

-解答：使用條件判斷語句來實現(xiàn)這個功能。

```python

if光電傳感器輸出為低電平:

停止小車

else:

前進小車

```

-答案：程序如上所示。

4.例題四：

-題目：一個循跡小車使用兩個紅外傳感器分別檢測地面兩側(cè)的黑線，編寫一個程序，使小車在檢測到右側(cè)黑線時向右轉(zhuǎn)，檢測到左側(cè)黑線時向左轉(zhuǎn)，檢測到中間黑線時直行。

-解答：使用條件判斷語句和邏輯運算符來實現(xiàn)這個功能。

```python

if右側(cè)傳感器輸出為高電平and左側(cè)傳感器輸出為低電平:

向右轉(zhuǎn)

elif右側(cè)傳感器輸出為低電平and左側(cè)傳感器輸出為高電平:

向左轉(zhuǎn)

els