第一节 搭建WER巡线小车教学设计初中信息技术河大版2016八年级下册-河大音像版2016

第一节搭建WER巡线小车教学设计初中信息技术河大版2016八年级下册-河大音像版2016科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第一节搭建WER巡线小车教学设计初中信息技术河大版2016八年级下册-河大音像版2016设计意图本节课旨在通过搭建WER巡线小车，让学生了解机器人编程的基本原理和技能，培养学生的动手实践能力和创新思维。结合河大版初中信息技术教材，让学生在完成巡线小车搭建的过程中，学习到传感器原理、编程方法等知识，提高学生的信息技术素养。核心素养目标教学难点与重点1.教学重点，

①掌握WER巡线小车的基本搭建步骤和所需材料；

②理解并应用传感器原理，实现小车对巡线模块的响应；

③学习基本的编程语言和指令，编写控制小车行驶的程序。

2.教学难点，

①正确识别和连接传感器，确保小车能够准确识别巡线模块；

②程序调试与优化，解决小车行驶过程中可能出现的偏差和错误；

③创新设计，根据实际情况对小车进行改进，提高其性能和稳定性。教学方法与策略1.采用讲授与实验结合的教学方法，通过讲解巡线小车的工作原理和搭建步骤，引导学生理解和掌握相关知识。

2.设计角色扮演活动，让学生分组模拟小车的设计与调试过程，增强实践操作能力。

3.利用项目导向学习，让学生通过实际搭建小车，体验编程和问题解决的过程。

4.配合多媒体教学，展示巡线小车的工作原理动画和搭建过程视频，提高学生的学习兴趣和效率。教学流程1.导入新课

详细内容：

教师通过展示一幅机器人比赛的图片，激发学生的兴趣，并提出问题：“同学们，你们知道这是什么比赛吗？它需要哪些技能和知识？”随后，教师简要介绍WER巡线小车比赛，引出本节课的主题——搭建WER巡线小车。用时3分钟。

2.新课讲授

详细内容：

①教师讲解巡线小车的基本工作原理，包括传感器、电机、编程控制器等组成部分，以及它们之间的相互关系。

②介绍搭建巡线小车所需的材料，如巡线模块、电机、电池、控制器等，并展示实物，让学生对材料有直观的认识。

③讲解搭建步骤，从基础搭建到传感器连接，再到编程调试，逐步引导学生掌握搭建过程。

3.实践活动

详细内容：

①学生分组，每组发放搭建所需的材料，教师巡视指导，确保学生能够正确理解搭建步骤。

②学生按照讲解的步骤，动手搭建巡线小车，教师巡回指导，解答学生在搭建过程中遇到的问题。

③学生完成搭建后，进行初步测试，观察小车是否能够按照预期行驶。

4.学生小组讨论

3方面内容举例回答：

①小组讨论如何优化巡线小车的性能，例如调整传感器位置、改进编程算法等。

②讨论在搭建过程中遇到的问题及解决方法，如传感器连接错误、程序编写错误等。

③分析小车的行驶轨迹，讨论如何提高小车的稳定性和准确性。

5.总结回顾

内容：

教师总结本节课的学习内容，强调巡线小车搭建的重点和难点，如传感器连接、编程调试等。通过提问的方式，引导学生回顾课堂所学，巩固知识。最后，布置课后作业，要求学生完成以下任务：

①完善巡线小车的性能，撰写改进方案。

②分析本组在搭建过程中的问题和解决方法，撰写心得体会。

③收集其他小组的改进方案，进行对比分析。

用时：45分钟知识点梳理1.巡线小车的基本原理

-巡线模块的工作原理：通过检测地面颜色变化来控制小车行驶。

-传感器类型：红外传感器、光电传感器等。

-电机控制：通过编程控制电机转速和转向，实现小车行驶。

2.巡线小车的搭建步骤

-材料准备：巡线模块、电机、电池、控制器等。

-基础搭建：将巡线模块、电机、电池、控制器等连接起来，形成基本的车体结构。

-传感器连接：将巡线模块与控制器连接，确保传感器能够正确检测地面颜色变化。

-编程调试：编写控制程序，实现小车按照预设路径行驶。

3.编程与控制

-编程语言：熟悉基本的编程语言，如Scratch、Python等。

-控制指令：学习并应用控制指令，如前进、后退、转向、停止等。

-程序调试：根据实际行驶情况，调整程序参数，提高小车性能。

4.传感器应用

-红外传感器：检测地面颜色变化，控制小车行驶。

-光电传感器：检测地面颜色变化，控制小车行驶。

-传感器连接：正确连接传感器，确保小车能够准确识别巡线模块。

5.实验与测试

-实验步骤：按照搭建步骤进行实验，观察小车行驶情况。

-测试方法：通过观察小车行驶轨迹、速度和稳定性，评估小车性能。

-问题解决：分析实验结果，找出问题并解决。

6.创新设计

-改进方案：根据实验结果，提出改进巡线小车性能的方案。

-创新设计：结合所学知识，设计具有创新性的巡线小车。

7.项目导向学习

-小组合作：分组进行巡线小车搭建，培养团队合作能力。

-问题解决：在搭建过程中遇到问题，共同探讨解决方案。

-学习成果：展示搭建的巡线小车，分享学习心得。

8.信息技术素养

-编程能力：通过编程控制小车，提高编程能力。

-创新思维：在搭建过程中，培养学生的创新思维。

-实践能力：通过动手实践，提高学生的实践能力。

9.课后拓展

-查阅资料：了解其他类型的巡线小车，拓展知识面。

-比赛参与：参加机器人比赛，提高实践能力。

-作品分享：展示搭建的巡线小车，分享学习成果。课后作业为了巩固本节课所学知识，培养学生的动手能力和创新思维，以下是本节课的课后作业：

1.完善巡线小车的性能设计

设计一个方案，说明如何通过调整巡线模块的位置或使用不同的传感器来提高巡线小车的稳定性和准确性。

2.编写一段简单的控制程序

使用Scratch或Python编写一个控制程序，使得巡线小车能够在直线上平稳行驶。

答案示例（Scratch）：

-当巡线模块检测到黑色时，设置电机速度为70。

-当巡线模块检测到白色时，设置电机速度为50，并使小车左转一定的角度以保持直行。

3.分析实验数据并撰写报告

在搭建巡线小车后，记录至少五次实验中小车的行驶距离和速度，分析数据，并撰写一份简短的报告，讨论如何改进小车的性能。

答案示例：

实验数据：行驶距离（m），平均速度（m/s）

-第一次：5.0，1.0

-第二次：4.8，0.96

-第三次：4.9，0.98

-第四次：5.1，1.02

-第五次：5.0，1.00

报告内容：通过实验数据的分析，发现小车在直线行驶时速度较为稳定，但行驶距离略有波动。建议优化传感器灵敏度，以减少误差。

4.设计一个巡线小车避障程序

设计一个程序，使得巡线小车在遇到障碍物时能够自动停止或改变方向继续行驶。

答案示例（Scratch）：

-当检测到前方有障碍物时，通过超声波传感器或红外传感器发出警报。

-程序暂停，小车停止，并等待用户指令后重新启动。

5.拓展性编程挑战

设计一个巡线小车在完成基础巡线任务后，能够自动识别并避开简单的迷宫。

答案示例：

-小车在巡线时，使用额外的传感器（如红外线发射器）来检测迷宫的墙壁。

-程序通过判断传感器接收到的信号来调整小车的行驶路径，使其能够通过迷宫。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.项目导向学习：通过让学生参与实际的小车搭建项目，不仅提高了他们的动手能力，还激发了他们的创新思维。

2.小组合作学习：在小组合作中，学生学会了如何沟通、协调和解决问题，这种合作学习模式对于培养团队精神非常有帮助。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生编程基础参差不齐：部分学生在编程方面的基础较为薄弱，这导致他们在编写程序时遇到困难。

2.实验操作时间不足：由于课堂时间有限，部分实验环节的演示和操作时间不够，学生可能无法充分掌握技能。

3.评价方式单一：主要依靠学生的实验报告和课堂表现进行评价，缺乏多元化的评价手段。

反思改进措施（三）改进措施

1.针对学生编程基础的问题，可以在课前提供编程基础知识的学习资料，并开设编程辅导课，帮助学生逐步提高编程能力。

2.为了解决实验操作时间不足的问题，可以考虑将部分实验环节安排在课后进行，或者利用课外时间组织学生进行实验操作，确保每个学生都有足够的时间实践。

3.在评价方式上，可以引入学生互评、自我评价和过程性评价，结合学生的实验报告、课堂表现和项目成果，进行全面、多元的评价。同时，也可以考虑引入学生家长参与评价，共同关注学生的成长。通过这些改进措施，相信能够更好地提升教学质量，促进学生的全面发展。教学评价与反馈1.课堂表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性，以及动手操作的熟练程度，评价学生对知识点的掌握情况。例如，记录学生是否能正确连接传感器，是否能按照指导完成搭建步骤，以及是否能够独立解决在搭建过程中遇到的问题。

2.小组讨论成果展示：在小组讨论环节，通过学生的发言内容、团队合作效果和解决问题的能力来评价。例如，评价学生是否能够提出有创意的改进方案，是否能够有效沟通和协调，以及是否能够从讨论中学习到新的知识。

3.随堂测试：通过随堂测试，评价学生对编程知识和搭建技能的掌握程度。测试可以包括选择题、填空题和编程实践题。例如，测试学生是否能够根据给定条件编写出正确的程序代码，以及是否能够对程序进行调试和优化。

4.课后作业完成情况：通过检