《12 跟踪运动战-真实机器人红外传感器的检测与“跟踪”运动》教学设计-2023-2024学年清华版（2012）信息技术六年级下册

《12跟踪运动战——真实机器人红外传感器的检测与“跟踪”运动》教学设计-2023-2024学年清华版（2012）信息技术六年级下册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课选自清华版（2012）信息技术六年级下册教材第12章《跟踪运动战——真实机器人红外传感器的检测与“跟踪”运动》。主要内容包括：红外传感器的原理和作用；利用红外传感器进行物体检测的方法；通过编程实现机器人的跟踪运动功能。通过本节课的学习，学生将掌握红外传感器的应用，提高动手实践能力。核心素养目标培养学生的问题解决能力，通过设计、编程和测试机器人跟踪运动项目，提升学生的信息处理能力和算法思维。同时，强化学生的创新精神和实践能力，鼓励学生在真实情境中运用所学知识解决问题。此外，培养学生的合作学习意识，通过小组合作完成项目，提高学生的沟通协作能力。教学难点与重点1.教学重点

-红外传感器的原理与应用：重点讲解红外传感器的工作原理，包括发射和接收红外信号的过程，以及如何通过红外传感器检测物体的存在和位置。

-编程实现跟踪运动：强调如何编写程序使机器人根据红外传感器的反馈进行跟踪运动，包括设置速度、方向和停止条件等。

2.教学难点

-红外传感器的调试：难点在于如何调整红外传感器的角度和灵敏度，使其能够准确检测到目标物体，并确保机器人能够稳定跟踪。

-编程逻辑的复杂性：难点在于编写能够处理多种情况的程序，例如物体移动速度变化、方向改变等，需要学生理解并应用循环、条件判断等编程逻辑。

-实时反馈与调整：难点在于如何使机器人能够实时响应红外传感器的反馈，及时调整运动轨迹，这要求学生理解程序中的延时和中断处理机制。

-团队协作与问题解决：难点在于小组合作中如何分配任务、协调进度，以及面对编程和调试中的问题时如何共同寻找解决方案。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：用于讲解红外传感器的基本原理和编程基础，确保学生掌握核心概念。

2.实验法：通过实际操作红外传感器和机器人，让学生亲身体验跟踪运动的实现过程。

3.讨论法：在小组合作中，引导学生讨论编程策略和调试技巧，培养解决问题的能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用PPT展示红外传感器的工作原理和编程示例，直观教学。

2.互动软件：使用编程教学软件，让学生在虚拟环境中练习编程和调试。

3.实物展示：展示真实机器人，让学生直观感受红外传感器的应用效果。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习红外传感器的原理和基本编程概念。

设计预习问题：围绕红外传感器在机器人中的应用，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“如何选择合适的红外传感器？如何编写程序使机器人能够有效跟踪目标？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过查看学生的预习笔记和提问情况，了解学生对预习内容的掌握程度。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解红外传感器的原理和编程基础。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。例如，学生可以通过提交思维导图来展示对红外传感器原理的理解。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示机器人跟踪运动的视频，引出本节课的主题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解红外传感器的应用和编程技巧，结合实例帮助学生理解。例如，通过实际机器人模型展示红外传感器的安装和调试过程。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分组讨论如何实现机器人的跟踪运动，并尝试编写简单的跟踪程序。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。例如，解释编程中遇到的逻辑错误或传感器响应问题。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，尝试编写跟踪程序，并与其他同学分享自己的思路。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解红外传感器的应用和编程技巧。

实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握编程和调试技能。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据本节课的内容，布置编写一个简单的跟踪程序作为课后作业，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与红外传感器编程相关的拓展资源，如在线教程、高级编程案例等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，指出程序中的错误和改进建议。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，尝试编写更复杂的跟踪程序，或研究其他传感器在机器人中的应用。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。例如，思考如何优化程序以提高跟踪的准确性。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的红外传感器应用和编程知识点。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源

-红外传感器原理与应用：介绍红外传感器的种类、工作原理、应用领域，以及不同类型红外传感器的特点和性能。

-机器人编程基础：涵盖基本的编程概念，如变量、循环、条件语句等，以及如何将这些概念应用于机器人编程。

-机器人传感器集成：探讨如何将不同类型的传感器集成到机器人中，以及如何利用这些传感器实现复杂的功能。

-机器人编程平台：介绍常见的机器人编程平台，如Scratch、Arduino、Python等，以及它们在机器人编程中的应用。

-机器人运动控制：讲解机器人运动控制的基本原理，包括运动算法、路径规划、速度控制等。

-机器人视觉系统：介绍机器人视觉系统的基本概念，包括摄像头、图像处理、物体识别等。

-机器人导航与避障：探讨机器人如何进行自主导航和避障，包括传感器融合、地图构建、路径规划等。

2.拓展建议

-学生可以通过阅读相关的科普书籍或技术手册，深入了解红外传感器的原理和应用。

-利用在线教程或视频教程，学习基本的编程语言和机器人编程平台的使用方法。

-参与学校或社区组织的机器人比赛或工作坊，实际操作机器人，提高编程和调试技能。

-通过网络论坛或社交媒体，与其他机器人爱好者交流心得，分享学习经验和编程技巧。

-参加科技展览或机器人展览，了解最新的机器人技术和产品。

-在家中或学校实验室，尝试搭建简单的机器人模型，进行红外传感器的测试和编程。

-利用开源硬件平台，如Arduino或RaspberryPi，设计和实现更复杂的机器人项目。

-研究机器人在特定领域的应用，如农业、医疗、教育等，探索机器人技术的实际应用价值。

-参与科学实验或项目研究，将机器人技术与其他学科知识相结合，解决实际问题。

-关注国际机器人竞赛，如FIRSTRobotics、VEXRobotics等，了解国际机器人技术发展的最新动态。课堂1.课堂评价

-提问反馈：在课堂讲解和讨论环节，通过提问来检验学生对知识的掌握程度。例如，询问学生红外传感器的原理、编程步骤等，及时了解学生对这些核心概念的理解。

-观察参与度：通过观察学生在课堂活动中的参与度，如提问、回答问题、小组讨论等，评估学生的积极性。例如，关注学生是否能够主动参与实验操作，是否能在小组讨论中提出有见地的观点。

-实验操作评估：在实验环节，观察学生是否能够正确使用红外传感器，是否能够根据实验要求进行编程和调试。例如，检查学生是否能够根据实验步骤成功实现机器人的跟踪运动。

-课堂测试：在课程结束后，进行小测验或随堂测试，以评估学生对本节课内容的掌握情况。例如，设计一些与红外传感器应用相关的编程题目，考察学生的编程能力和问题解决能力。

-反馈与改进：根据学生的表现，及时给予正面反馈和鼓励，同时指出学生的不足，并提出改进建议。例如，对于在实验中遇到困难的学生，提供个别辅导，帮助他们克服障碍。

2.作业评价

-作业批改：对学生的课后作业进行认真批改，包括编程作业、实验报告等。确保每个学生的作业都得到细致的审阅。

-评分标准：制定明确的评分标准，包括作业的准确性、代码的整洁性、问题的解决能力等，确保评价的公正性。

-及时反馈：在批改作业后，及时将成绩和反馈信息反馈给学生，帮助学生了解自己的学习进展和需要改进的地方。

-鼓励学生：在反馈中，不仅要指出错误，还要鼓励学生的努力和进步，激发学生的学习动力。

-作业分析：通过分析学生的作业，了解学生在哪些知识点上存在困难，为下一节课的教学调整提供依据。

-小组作业评估：对于小组作业，评估学生的合作效果和团队贡献，培养学生的团队协作能力和沟通技巧。

3.课堂评价的具体实施

-在课堂提问中，鼓励学生举手发言，给予积极回答的学生肯定，对于回答不准确的学生，耐心引导，共同探讨正确答案。

-通过观察学生的实验操作，记录学生的步骤是否规范，编程是否正确，并及时纠正错误。

-在课堂测试中，确保测试题目的难度适中，能够全面覆盖课程内容，测试结束后，及时讲解答案，帮助学生巩固知识点。

-在作业批改中，注重作业的完整性和准确性，对于有创新性的解答给予特别关注，同时指出作业中的不足，并提供改进建议。

-通过课堂评价和作业评价，定期与学生进行沟通，了解他们的学习需求和困难，调整教学策略，确保每个学生都能跟上教学进度。教学反思与改进八、教学反思与改进

各位同事，今天我们来聊聊这节课的教学反思与改进。教学是一门艺术，也是一门科学。我总觉得自己还有很多地方需要提高，特别是在教学方法、内容深度和学生互动方面。以下是我对这节课的一些反思和改进计划。

首先，我觉得课堂上的互动挺重要的。我发现有些学生虽然课堂上看起来很认真，但回答问题时往往不够自信。这可能是因为他们对知识的掌握还不够扎实。所以我打算在未来的教学中，增加一些互动环节，比如小组讨论、角色扮演等，让学生在讨论中加深理解，提高他们的表达能力和团队合作精神。

其次，我在讲解红外传感器的原理时，可能过于注重理论的讲解，而忽视了实际操作的演示。有些学生可能对理论感到枯燥，不容易引起他们的兴趣。所以我计划在接下来的教学中，加入更多实际操作和实验演示，让学生亲自动手，感受知识的应用，这样既能提高他们的兴趣，也能加深对知识的理解。

另外，我发现有些学生在编程时容易出错，比如逻辑错误、语法错误等。这可能是因为他们对编程语言的基础掌握不够牢固。为了解决这个问题，我打算在课程中设置一些编程练习，让学生在实践中逐步掌握编程技巧，同时，我还会定期进行编程辅导，帮助他们解决编程中遇到的问题。

在作业批改方面，我也发现了一些问题。有些学生的作业质量不高，可能是他们对作业的重视程度不够。为了提高作业质量，我打算在布置作业时，给出更具体的指导，比如要求他们注明代码的功能和目的，这样不仅能提高作业的质量，还能让他们学会如何规范地编写代码。

此外，我还注意到，有些学生在面对问题时，往往缺乏创新思维。为了培养学生的创新精神，我计划在教学中引入一些创新性的案例，让学生在模仿和模仿的基础上，尝试自己的创新，从而提高他们的创新能力。

最后，我认为教学反思是提升教学质量的重要环节。我会定期进行教学反思，分析自己在教学中的优点和不足，不断调整和改进教学方法。同时，我也欢迎学生对我的教学提出意见和建议，因为他们的反馈是我教学改进的重要参考。课后作业1.编程练习：编写一个简单的程序，使机器人能够使用红外传感器检测前方是否有障碍物。如果检测到障碍物，机器人应该停止前进并后退一小段距离。请使用你熟悉的编程语言完成此任务。

答案示例（伪代码）：

```

while(true){

if(sensor.detect_obstacle()){

robot.stop();

robot.backward(10);

robot.stop();

}

robot.forward(5);

}

```

2.实验报告：设计一个实验，测试不同距离和角度下红外传感器的检测效果。记录实验数据，并分析红外传感器的检测范围和准确性。

答案示例（实验报告摘要）：

```

实验目的：测试红外传感器在不同距离和角度下的检测效果。

实验方法：将红外传感器放置在不同距离和角度的位置，使用物体模拟障碍物，记录传感器是否检测到障碍物。

实验结果：在距离传感器10cm内，角度±15度范围内，传感器能够准确检测到障碍物。

结论：红外传感器的检测效果受距离和角度的影响。

```

3.编程挑战：编写一个程序，使机器人能够根据红外传感器的反馈，自动调整方向，以保持在直线上行驶。

答案示例（伪代码）：

```

while(true){

if