第12課跟蹤運(yùn)動戰(zhàn)——真實機(jī)器人紅外傳感器的檢測與“跟蹤”運(yùn)動教學(xué)設(shè)計-2023-2024學(xué)年小學(xué)信息技術(shù)（信息科技）六年級下冊清華大學(xué)版課題：課時：1授課時間：2025教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：第12課“跟蹤運(yùn)動戰(zhàn)——真實機(jī)器人紅外傳感器的檢測與‘跟蹤’運(yùn)動”涉及紅外傳感器的原理、應(yīng)用和編程方法，旨在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實際問題。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與課本六年級上冊“認(rèn)識紅外傳感器”一節(jié)相聯(lián)系，學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)紅外傳感器的實際應(yīng)用，提高動手能力和創(chuàng)新能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，通過紅外傳感器應(yīng)用的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識到信息技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用價值。提升計算思維，通過編程控制機(jī)器人進(jìn)行跟蹤運(yùn)動，鍛煉學(xué)生邏輯思維和問題解決能力。增強(qiáng)創(chuàng)新實踐能力，鼓勵學(xué)生在實踐中探索紅外傳感器的多種應(yīng)用場景，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。同時，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力，通過小組合作完成項目，提高學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神。重點難點及解決辦法重點：

1.紅外傳感器工作原理的理解與應(yīng)用。

2.機(jī)器人跟蹤運(yùn)動的編程實現(xiàn)。

難點：

1.紅外傳感器信號的讀取與處理。

2.編程控制機(jī)器人實現(xiàn)精確跟蹤。

解決辦法：

1.通過實驗演示和課堂講解，幫助學(xué)生理解紅外傳感器的工作原理。

2.提供詳細(xì)的編程指南和示例代碼，指導(dǎo)學(xué)生逐步實現(xiàn)跟蹤運(yùn)動。

3.設(shè)置階梯式練習(xí)，從簡單到復(fù)雜，逐步突破編程難點。

4.組織小組討論，鼓勵學(xué)生互相幫助，共同解決問題。

5.鼓勵學(xué)生嘗試不同的編程策略，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生擁有《信息技術(shù)》六年級下冊教材，以便跟隨課程內(nèi)容學(xué)習(xí)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備紅外傳感器工作原理圖、機(jī)器人編程示例視頻等多媒體資源，輔助學(xué)生理解。

3.實驗器材：準(zhǔn)備紅外傳感器、機(jī)器人模型、連接線等實驗器材，確保實驗的順利進(jìn)行。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，安排實驗操作臺，確保學(xué)生能夠舒適地進(jìn)行實驗和討論。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（1）師：同學(xué)們，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了紅外傳感器的原理，今天我們要進(jìn)一步探究如何利用紅外傳感器實現(xiàn)機(jī)器人的跟蹤運(yùn)動。

（2）生：好的，老師。

二、新課講授

1.紅外傳感器工作原理回顧

（1）師：首先，讓我們回顧一下紅外傳感器的工作原理。

（2）生：紅外傳感器通過發(fā)射紅外線，接收反射回來的紅外線來檢測物體的存在。

（3）師：非常好，那么紅外傳感器有哪些特點呢？

（2）生：紅外傳感器具有非接觸式、距離測量、角度測量等特點。

2.機(jī)器人跟蹤運(yùn)動的編程實現(xiàn)

（1）師：接下來，我們來探討如何利用紅外傳感器實現(xiàn)機(jī)器人的跟蹤運(yùn)動。

（2）生：可以通過編程控制機(jī)器人的紅外傳感器，使其能夠檢測到前方物體的位置，并根據(jù)檢測到的信息調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動方向。

（3）師：非常好，那么在編程過程中，我們需要注意哪些問題呢？

（2）生：我們需要注意紅外傳感器的角度和距離設(shè)置，以及機(jī)器人運(yùn)動速度的調(diào)整。

3.實驗演示

（1）師：下面，我將為大家演示如何使用紅外傳感器實現(xiàn)機(jī)器人的跟蹤運(yùn)動。

（2）生：請老師演示。

（3）師：首先，我們將紅外傳感器安裝在機(jī)器人上，然后通過編程控制機(jī)器人。

（4）生：好的，我明白了。

4.學(xué)生實驗

（1）師：現(xiàn)在，請同學(xué)們分組進(jìn)行實驗，嘗試使用紅外傳感器實現(xiàn)機(jī)器人的跟蹤運(yùn)動。

（2）生：好的，我們開始實驗。

（3）師：在實驗過程中，如果遇到問題，可以相互討論，共同解決。

5.課堂小結(jié)

（1）師：同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了如何利用紅外傳感器實現(xiàn)機(jī)器人的跟蹤運(yùn)動。

（2）生：是的，我們學(xué)習(xí)了紅外傳感器的工作原理和編程方法。

（3）師：在實驗過程中，同學(xué)們表現(xiàn)出了良好的團(tuán)隊合作精神，希望大家繼續(xù)保持。

三、作業(yè)布置

1.完成課后習(xí)題，鞏固今天所學(xué)的知識。

2.嘗試設(shè)計一個更復(fù)雜的機(jī)器人跟蹤運(yùn)動程序，并編寫實驗報告。

四、課堂反饋

1.通過課堂提問，檢查學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握情況。

2.鼓勵學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的實驗心得和收獲。

五、課堂評價

1.學(xué)生在課堂上的參與度。

2.學(xué)生對紅外傳感器工作原理的理解程度。

3.學(xué)生在實驗過程中的操作技能和團(tuán)隊合作能力。拓展與延伸六、拓展與延伸

1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用》：這本書詳細(xì)介紹了機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展歷程，以及它們在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，包括工業(yè)、醫(yī)療、家庭等。通過閱讀這本書，學(xué)生可以了解機(jī)器人技術(shù)的廣泛應(yīng)用，激發(fā)他們對未來科技的興趣。

-《紅外技術(shù)在生活中的應(yīng)用》：這是一本介紹紅外技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用的書，涵蓋了紅外傳感器在電視遙控、紅外線熱成像、紅外線安全報警等領(lǐng)域的應(yīng)用。學(xué)生可以通過閱讀這本書，加深對紅外傳感器原理和實際應(yīng)用的理解。

-《編程入門教程》：這本書適合初學(xué)者，通過簡單的編程語言學(xué)習(xí)，學(xué)生可以逐步掌握編程的基本概念和技巧。結(jié)合本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生可以通過編程實踐，將紅外傳感器的原理應(yīng)用于實際項目中。

2.鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以嘗試自己編寫簡單的機(jī)器人跟蹤運(yùn)動程序，通過調(diào)整紅外傳感器的參數(shù)，觀察機(jī)器人運(yùn)動的變化，從而加深對傳感器編程的理解。

-學(xué)生可以研究不同類型的紅外傳感器，比較它們的優(yōu)缺點，了解它們在不同場景下的應(yīng)用。

-學(xué)生可以探索紅外傳感器在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，如智能家居、無人機(jī)控制等，設(shè)計一些創(chuàng)意項目，提升自己的創(chuàng)新能力。

-學(xué)生可以參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)組織的科技競賽，將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，展示自己的學(xué)習(xí)成果。

-學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)資源，如在線課程、科普視頻等，進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人編程和紅外傳感器的相關(guān)知識，拓寬自己的視野。

3.知識點全面性：

-傳感器原理：深入理解紅外傳感器的原理，包括紅外發(fā)射、接收和信號處理等。

-編程技巧：掌握編程語言的基本語法，學(xué)習(xí)如何編寫控制機(jī)器人的程序。

-項目設(shè)計：學(xué)習(xí)如何將傳感器技術(shù)應(yīng)用于實際項目中，設(shè)計實用的機(jī)器人跟蹤運(yùn)動系統(tǒng)。

-團(tuán)隊合作：在項目設(shè)計和實驗過程中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力和溝通能力。

-創(chuàng)新思維：鼓勵學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計出具有創(chuàng)新性的機(jī)器人跟蹤運(yùn)動項目。教學(xué)評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：觀察學(xué)生在課堂上的專注程度、參與度和互動情況。評價學(xué)生是否能積極回答問題，是否能夠按照老師的要求進(jìn)行實驗操作，以及是否能在小組討論中提出有建設(shè)性的意見。

2.小組討論成果展示：評估學(xué)生在小組討論中的表現(xiàn)，包括是否能夠有效地溝通、分工合作，以及是否能夠共同完成實驗任務(wù)。觀察小組展示的成果是否體現(xiàn)了對紅外傳感器應(yīng)用的理解和實際操作能力。

3.隨堂測試：通過隨堂測試來評價學(xué)生對紅外傳感器工作原理、編程方法和機(jī)器人跟蹤運(yùn)動相關(guān)知識的掌握程度。測試題目應(yīng)涵蓋本節(jié)課的主要知識點，包括選擇題、填空題和簡答題。

4.實驗報告評價：評估學(xué)生的實驗報告，包括實驗?zāi)康?、步驟、結(jié)果分析、問題與解決方法等。重點關(guān)注學(xué)生是否能夠清晰地描述實驗過程，是否能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進(jìn)行合理分析，并提出改進(jìn)建議。

5.教師評價與反饋：針對學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，教師應(yīng)給予及時的反饋和評價。例如，對于表現(xiàn)積極的學(xué)生，可以給予表揚(yáng)和鼓勵；對于遇到困難的學(xué)生，應(yīng)耐心指導(dǎo)，幫助他們克服障礙。同時，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生的個體差異，針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，提供個性化的指導(dǎo)和建議。例如，對于理解較慢的學(xué)生，可以提供額外的輔導(dǎo)；對于理解較快的同學(xué)，可以布置更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)。通過這樣的評價與反饋，幫助學(xué)生鞏固知識，提高學(xué)習(xí)效果。板書設(shè)計①紅外傳感器工作原理

-紅外線發(fā)射與接收

-信號處理與轉(zhuǎn)換

-物體檢測與距離測量

②機(jī)器人跟蹤運(yùn)動編程

-編程語言基礎(chǔ)

-紅外傳感器控制語句

-運(yùn)動控制邏輯

③實驗步驟與注意事項

-紅外傳感器安裝

-編程環(huán)境設(shè)置

-實驗操作與觀察

-數(shù)據(jù)記錄與分析課后作業(yè)1.實驗報告：

-題目：設(shè)計一個簡單的機(jī)器人跟蹤運(yùn)動實驗，并撰寫實驗報告。

-要求：詳細(xì)描述實驗?zāi)康摹⒉襟E、觀察結(jié)果、數(shù)據(jù)分析以及得出的結(jié)論。

2.編程練習(xí)：

-題目：編寫一個程序，使機(jī)器人根據(jù)紅外傳感器的輸入信號調(diào)整方向，實現(xiàn)直線行走。

-要求：使用所學(xué)編程語言，實現(xiàn)機(jī)器人對紅外信號的反應(yīng)，并保證機(jī)器人沿直線移動。

3.案例分析：

-題目：分析以下場景，設(shè)計一個紅外傳感器應(yīng)用方案。

-要求：場景描述：在智能家居系統(tǒng)中，如何利用紅外傳感器實現(xiàn)自動開關(guān)燈。

-答案：設(shè)計一個紅外傳感器檢測系統(tǒng)，當(dāng)有人進(jìn)入房間時，傳感器觸發(fā)，通過無線通信模塊發(fā)送信號至智能家居控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)接收到信號后自動打開燈光。

4.創(chuàng)意設(shè)計：

-題目：設(shè)計一個基于紅外傳感器的機(jī)器人，使其能夠完成特定的任務(wù)。

-要求：描述機(jī)器人的功能、結(jié)構(gòu)設(shè)計、編程思路和預(yù)期效果。

-答案：設(shè)計一個能夠自動清理房間的機(jī)器人，機(jī)器人通過紅外傳感器檢測地面上的垃圾，然后自動調(diào)整方向和移動路徑，將垃圾收集到指定容器中。

5.問題解決：

-題目：在實驗過程中，紅外傳感器的信號不穩(wěn)定，導(dǎo)致機(jī)器人跟蹤運(yùn)動出現(xiàn)偏差。請?zhí)岢鼋鉀Q方案。

-要求：分析問題原因，并提出改進(jìn)措施。

-答案：可能的原因包括紅外傳感器距離物體過近或過遠(yuǎn)、環(huán)境光線干擾等。解決方案可以是調(diào)整傳感器與物體的距離，或者使用濾波算法來減少環(huán)境光的影響，提高信號穩(wěn)定性。教學(xué)反思與總結(jié)今天這節(jié)課，我覺得挺有收獲的。首先，在教學(xué)方法上，我盡量讓每個學(xué)生都參與到實驗中來，通過實踐操作來理解紅外傳感器的原理和機(jī)器人跟蹤運(yùn)動的編程。我看到學(xué)生們在實驗中很投入，這讓我很