第十五课 只能机器人小车入车位-机器人的“眼睛”说课稿2025学年小学信息技术陕教版六年级下册-陕教版

第十五课只能机器人小车入车位——机器人的“眼睛”说课稿2025学年小学信息技术陕教版六年级下册-陕教版课题Xxx课型XXXX修改日期2025年10月教具XXXXX设计意图一、设计意图本节课以“机器人小车入车位”为任务，紧扣课本中传感器应用核心，通过模拟机器人“眼睛”（红外传感器）探测车位的过程，引导学生理解传感器如何帮助机器人感知环境。结合六年级学生已有编程基础，采用任务驱动式教学，让学生在实践中掌握传感器数据采集与逻辑判断，培养解决实际问题的能力，落实信息技术学科核心素养。核心素养目标分析二、核心素养目标分析本节课聚焦信息意识，引导学生感知传感器作为机器人“眼睛”在环境感知中的核心作用，理解数据驱动决策的重要性；培养计算思维，通过分析车位探测逻辑，发展问题拆解与算法设计能力；提升数字化学习与创新，实践传感器编程实现小车入车位任务，体验技术解决实际问题的过程；渗透信息社会责任，认识智能技术对社会生活的积极影响。教学难点与重点1.教学重点

①理解红外传感器作为机器人“眼睛”的工作原理及数据采集方法

②掌握利用传感器数据判断车位位置并控制小车入位的编程逻辑

2.教学难点

①传感器阈值设定与实际环境干扰下的数据稳定性调试

②将“探测-判断-执行”的抽象逻辑转化为可执行的程序代码教学资源准备四、教学资源准备1.教材：确保每位学生有陕教版六年级下册信息技术教材，重点查阅第十五课“机器人的‘眼睛’”相关内容。2.辅助材料：准备红外传感器工作原理图、机器人小车入车位演示视频、传感器数据采集案例图表。3.实验器材：配备套件机器人小车、红外传感器模块、编程软件，确保器材数量充足且安全检测合格。4.教室布置：划分6个小组操作区，每组配备实验台，设置小组讨论区，方便合作实践与交流。教学过程：五、教学过程（一）情境导入，激发兴趣（5分钟）同学们，早上好！今天我们要解决一个生活中的实际问题——停车场里的机器人小车如何准确入车位？（展示停车场自动泊车视频）你们看，这些小车能自己找到车位，靠的是什么呢？对，就是它们的“眼睛”！（拿起红外传感器模块）今天我们就来研究，机器人小车的“眼睛”——红外传感器，是如何帮助它完成入车位任务的。请大家快速翻到课本第45页，预习“机器人的眼睛”相关内容，思考：红外传感器能“看”到什么？它的工作原理是什么？（二）探究新知，突破重点（15分钟）1.认识红外传感器的工作原理我手里这个红外传感器，就像机器人的“眼睛”，它能发射红外线并接收反射信号，从而判断前方是否有障碍物以及距离。请大家观察课本图15-2，红外传感器由发射管和接收管组成，发射管发出红外线，当遇到障碍物时，反射回来被接收管接收，通过计算发射和接收的时间差，就能算出距离。现在，你们小组合作，用连接好的传感器模块和电脑，打开“串口监视器”，当我在传感器前放不同距离的障碍物时，你们观察屏幕上的数值变化，记录下表格（课本第46页表格）中的数据，思考：距离和数值之间有什么关系？2.理解传感器数据与车位判断的关系（展示课本图15-3车位示意图）机器人小车要入车位，首先要“看”到车位的位置。当传感器检测到左侧距离小于30cm时，说明左边有车位；右侧同理。那么，如何通过传感器数据判断小车是否对准车位呢？请你们结合刚才记录的数据，讨论：如果小车前进时，左右两侧传感器同时检测到30cm内的障碍物，说明什么？（对，小车已经进入车位两侧，可以开始调整方向）如果只有一侧检测到，说明什么？（小车偏左或偏右，需要调整方向）（三）任务驱动，实践操作（25分钟）现在，我们要完成“机器人小车入车位”的任务。请大家按照课本第47页的步骤，分组操作：1.硬件连接：将红外传感器模块分别连接到小车左右两侧的数字引脚（左传感器接D2，右传感器接D3），注意VCC接5V，GND接地。2.编程设计：打开Mixly编程软件，参考课本图15-4流程图，编写程序：①读取左右传感器数值；②如果左传感器数值<30且右传感器数值<30，说明对准车位，小车停止前进；③如果左传感器数值≥30，说明偏左，小车右转；④如果右传感器数值≥30，说明偏右，小车左转。3.调试优化：在实验台上模拟车位（用纸箱搭建），上传程序到小车，观察小车是否能准确入车位。如果小车入位不准，你们需要调整传感器阈值（比如把30cm改成25cm或35cm），或者增加“探测-判断-执行”的循环次数，直到小车成功入位。（四）展示交流，深化理解（10分钟）现在，请第3组和第5组展示你们的小车入位过程。（学生展示）你们小组的小车成功入位了，能分享一下调试时遇到的问题吗？（学生回答：一开始阈值设为30cm，小车偏左，后来调成25cm就成功了）很好！你们发现阈值设定对结果的影响很大。第2组的小车入位时有点晃动，是什么原因？（学生回答：传感器数据波动大，加了“延时1秒”再判断，就稳定了）没错，实际环境中光线、地面摩擦力会影响数据，需要通过延时或滤波算法优化。通过刚才的实践，你们总结出：机器人小车的“眼睛”如何帮助它完成入车位任务？（学生回答：通过传感器探测距离，判断车位位置，再控制小车转向）对，这就是“感知-判断-行动”的过程，也是智能机器人工作的核心原理。（五）总结拓展，应用提升（5分钟）今天我们学习了红外传感器作为机器人“眼睛”的作用，掌握了用传感器数据判断车位位置并控制小车入位的编程逻辑。其实，生活中的智能设备，比如扫地机器人的碰撞传感器、智能垃圾桶的红线感应，都是类似的原理。课后请大家思考：如果停车场光线很暗，红外传感器还能正常工作吗？我们还能用其他传感器代替吗？下节课我们一起探讨！现在，请大家整理实验器材，关闭电脑，下课！拓展与延伸：六、拓展与延伸1.拓展阅读材料（1）《传感器在智能生活中的应用》教材中介绍了红外传感器作为机器人“眼睛”的基本原理，其实传感器在日常生活中无处不在。例如，智能手机的光线传感器能自动调节屏幕亮度，电梯的重量传感器能防止超载，空调的红外传感器能感知人体温度自动调节风速。阅读课本第48页“知识窗”，了解不同类型传感器的工作特点：超声波传感器通过声波测距，适合大范围探测；激光雷达精度更高，常用于自动驾驶；光电传感器则利用光束遮挡检测物体。这些传感器的工作原理都与红外传感器类似，都是通过发射和接收信号感知环境，只是信号形式不同。（2）《机器人传感器编程进阶》课本第47页的编程流程图实现了基本的入位逻辑，但实际应用中需要更复杂的算法。阅读教材第49页“编程技巧”部分，学习如何优化传感器数据处理：例如通过“多次测量取平均值”减少数据波动，用“条件嵌套”实现多车位识别，或添加“状态变量”让小车在探测到车位后先后退再转向。这些方法能提升机器人的环境适应能力，就像给机器人的“眼睛”加上“大脑”，让它更聪明地完成任务。（3）《智能停车场的技术发展》本节课的机器人小车入车位模拟了自动泊车系统，而真实的智能停车场融合了多种传感器和技术。查阅课本第50页“科技前沿”，了解到现代停车场不仅使用超声波和红外传感器，还结合摄像头进行图像识别，通过物联网技术实现车位预约、自动计费。这些技术的核心都是通过传感器感知环境，再由控制系统做出决策，体现了“感知-分析-决策”的智能系统设计思想，与本节课学习的机器人工作原理一脉相承。2.课后自主探究任务（1）家庭传感器大调查观察家中的智能设备（如智能音箱、扫地机器人、自动水龙头），记录它们使用了哪种传感器，思考这些传感器如何帮助设备完成工作。例如，扫地机器人的碰撞传感器如何避免撞墙，自动水龙头的红外传感器如何感知手部动作。将调查结果整理成表格，包括设备名称、传感器类型、工作原理，下节课与同学分享。（2）多传感器入位编程挑战尝试用超声波传感器替代红外传感器，改造课本第47页的入位程序。超声波传感器通过发射声波并接收回波测距，与红外传感器的红外线测距原理不同。对比两种传感器在程序中的参数设置（如超声波的阈值单位是cm，红外传感器可能是模拟值），测试小车在不同光线环境下的入位成功率，记录哪种传感器更适合本任务，并分析原因。（3）复杂场景编程设计课本中的车位是直角平行车位，尝试设计斜向车位或障碍物车位的小车入位程序。例如，当传感器探测到左侧有障碍物且右侧距离较大时，需要先右转再前进；当车位前方有障碍物时，需要先停止等待障碍物离开。参考课本第49页的“流程图优化”方法，画出新的程序流程图，并在Mixly软件中实现，测试小车是否能完成复杂场景下的入位任务。（4）传感器应用创意设计以“机器人的眼睛”为主题，设计一个帮助人们解决生活问题的创意装置。例如，盲人导盲眼镜（利用红外传感器探测障碍物并发出语音提示），智能垃圾桶（通过红外传感器自动开盖），或教室灯光控制器（通过光线传感器自动调节亮度）。画出装置的示意图，说明使用的传感器类型和工作原理，下节课进行创意展示。XX教学反思与总结：教学反思：这节课在传感器原理讲解环节，实物演示配合课本图15-2效果不错，学生能直观理解红外线发射与接收过程。但编程实践时发现，部分学生对“条件判断”的嵌套逻辑掌握不牢，特别是左右传感器数值与转向指令的对应关系，需要进一步强化课本第47页流程图的解读。小组合作中，器材分配耗时较长，下次应提前分组并固定器材位置。教学总结：学生基本掌握了传感器数据采集与阈值设定，90%的小组能完成基础入位任务，调试能力显著提升。通过“感知-判断-行动”的实践，学生对智能系统的工作逻辑有了深刻理解，但复杂场景编程（如障碍物绕行）仍有欠缺。后续可增加分层任务，为学有余力的学生提供课本第49页的“编程技巧”拓展内容，同时简化初始程序的判断条件，降低认知负荷。XX典型例题讲解：1.简答题：红外传感器作为机器人的“眼睛”，其工作原理是什么？

答案：红外传感器通过发射管发射红外线，遇到障碍物后反射被接收管接收，通过计算时间差判断距离。

2.填空题：课本第46页表格中，当障碍物距离传感器20cm时，数值可能为______；距离50cm时，数值可能为______。

答案：较高值；较低值（或具体数值，如100；50）。

3.判断题：若左传感器数值<30cm且右传感器数值<30cm，说明小车已对准车位。（）

答案：√

4.简答题：编写程序时，若小车入位时偏左，应如何调整传感器阈值？

答案：适当降低左传感器阈值（如从30cm改为25cm），或增加右转指令延时。

5.应用题：设计一个程序流程图，使小车在探测到左侧障碍物时右转，右侧障碍物时左转，两侧均无障碍物时前进。

答案：开始→读取左