第5课 自动避障机器人说课稿2025年小学信息技术（信息科技）第三册下粤教版

第5课自动避障机器人说课稿2025年小学信息技术（信息科技）第三册下粤教版课题：XX科目：XX班级：XX年级课时：计划1课时教师：XX老师单位：XX一、教材分析本节课是粤教版小学信息技术第三册下“智能机器人”单元的核心内容，承接前序“简单编程指令”与“传感器认知”，引导学生通过超声波传感器实现机器人自动避障功能。教材以任务驱动为主线，结合实物演示与编程实践，帮助学生理解条件判断逻辑，培养计算思维与动手操作能力，为后续复杂机器人编程奠定基础。二、核心素养目标二、核心素养目标通过超声波传感器应用，培养计算思维与问题解决能力；掌握条件判断逻辑，提升数字技能；感知智能技术在生活中的应用，增强信息意识。三、学情分析三、学情分析本课授课对象为小学四年级学生，已掌握Scratch基础指令与简单传感器应用，具备初步编程逻辑思维。学生好奇心强，对智能机器人兴趣浓厚，但抽象逻辑分析能力较弱，调试程序时易出现畏难情绪。动手操作能力参差不齐，部分学生能独立完成简单任务，多数需小组协作完成任务。注意力持续时间有限，偏好游戏化、互动式学习，对实物操作参与度高。前序知识储备为避障功能学习奠定基础，但学生对超声波传感器工作原理理解较浅，需通过直观演示与分层任务引导，确保多数学生能掌握条件判断逻辑实现避障，同时培养合作探究与问题解决能力。四、教学方法与策略四、教学方法与策略采用项目导向学习，结合讲授与小组讨论；设计机器人避障实验与“障碍物挑战赛”游戏化活动；教学媒体使用实物机器人、Scratch编程软件及传感器工作原理演示视频，通过直观操作与协作探究，引导学生掌握避障逻辑，提升问题解决能力。五、教学实施过程**1.课前自主探索**

教师活动：

发布预习任务：推送《超声波传感器工作原理》动画视频及避障案例图包，要求学生标注传感器关键部件。

设计预习问题：①蝙蝠如何利用超声波避开障碍物？②机器人避障需要哪些条件？

监控预习进度：通过班级小程序查看笔记提交率，标注共性问题。

学生活动：

观看视频绘制传感器结构简图，思考问题并记录“距离测量”“条件触发”等关键词。

提交成果：上传标注图及疑问清单（如“为什么需要判断距离？”）。

教学方法/手段/资源：

自主学习法+动画演示视频；

作用与目的：建立传感器认知基础，预判“条件判断逻辑”难点。

**2.课中强化技能**

教师活动：

导入新课：播放机器人避障失败视频，引出“如何让机器人‘看见’障碍物”。

讲解知识点：结合Scratch流程图解析“如果距离<10cm，则转向”的条件语句。

组织课堂活动：分组开展“障碍物挑战赛”，设置5cm/10cm/15cm三档距离测试。

解答疑问：针对“转向角度偏差”问题，演示调整“旋转角度”参数。

学生活动：

参与讨论“传感器与眼睛的相似性”，小组调试避障程序。

在赛道测试中记录不同距离的避障效果，分析程序漏洞。

教学方法/手段/资源：

实践操作法+实物机器人+Scratch编程；

作用与目的：突破“条件判断逻辑”重难点，培养调试能力。

**3.课后拓展应用**

教师活动：

布置作业：①基础任务：完成“90度转弯避障”程序；②拓展任务：设计“迷宫逃生”路线。

提供资源：推送《智能交通避障系统》科普文章及在线编程平台链接。

反馈作业：标注典型错误（如“未设置距离阈值”），录制解析微课。

学生活动：

提交分层作业，在平台测试迷宫路线，优化“转向速度”参数。

拓展学习：查阅资料撰写“生活中的避障技术”简报。

教学方法/手段/资源：

分层任务法+在线编程平台；

作用与目的：巩固技能迁移能力，深化信息意识。六、教学资源拓展**1.拓展资源**

-**传感器原理深化**

超声波传感器工作原理：通过发射超声波脉冲，接收反射波计算时间差，换算为距离。补充蝙蝠仿生学案例，解释生物声呐与机器人传感器的共通性，强化对"回声定位"概念的理解。

-**编程逻辑进阶**

Scratch高级条件判断：结合"如果…否则…"嵌套结构，设计多障碍物避障逻辑（如"若左方障碍则右转，否则直行"）。引入广播消息实现多机器人协同避障，拓展至"传感器+执行器"联动控制。

-**生活应用案例**

智能家居避障系统：扫地机器人红外传感器防碰撞技术；校园智能门禁超声波测距防夹手功能；汽车倒车雷达距离阈值设定原理。通过真实场景深化"技术解决实际问题"的认知。

**2.拓展建议**

-**分层任务驱动**

-**基础层**：用不同距离阈值（5cm/10cm/15cm）测试避障效果，记录程序响应时间，分析参数对灵敏度的影响。

-**进阶层**：设计"迷宫逃生"场景，添加虚拟障碍物（如书本、文具），要求机器人沿最短路径完成避障任务。

-**挑战层**：自制简易超声波传感器（利用蜂鸣器与麦克风），对比成品传感器精度差异，理解硬件设计的核心要素。

-**跨学科融合实践**

结合数学知识：计算超声波传播速度（340m/s）与距离公式（距离=声速×时间÷2），通过实验数据验证理论值。

结合科学探究：测试不同材质障碍物（木板、泡沫、金属）对超声波反射率的影响，撰写《材质与避障精度关系》报告。

-**技术伦理渗透**

讨论智能避障技术的局限性：强光干扰、多路径反射误差、极端环境失效问题。引导学生思考"技术如何更安全可靠"，培养负责任的技术应用意识。

-**社区应用迁移**

调研社区无障碍设施：为视障人士设计超声波导盲手环原型，绘制电路图与程序流程图，提交《社区智能避障方案》设计书。

**3.知识整合与迁移**

-**单元知识串联**

关联前序课程《第3课传感器初体验》中的光敏/温度传感器，对比不同传感器的适用场景（如超声波避障、光敏环境识别），建立"传感器选型逻辑"认知框架。

-**技术发展脉络**

梳理避障技术演进：从机械碰撞开关→红外传感器→超声波→激光雷达→视觉识别，分析各代技术的优缺点，理解技术迭代的驱动因素（精度、成本、环境适应性）。

-**创新思维训练**

开展"避障机器人创意设计"活动：要求突破传统轮式结构，设计仿生避障方案（如昆虫复眼传感器、蛇形机器人关节感知），提交概念设计图并说明技术可行性。

**4.资源使用指南**

-**教具开发**

利用废旧材料制作避障测试赛道：设置不同坡度、光照条件，模拟真实环境干扰，培养抗干扰调试能力。

-**数据记录工具**

设计《避障性能测试表》，包含"距离阈值""转向角度""成功率"等指标，引导定量分析思维。

-**成果展示平台**

举办班级"避障机器人挑战赛"，设置"精准度""速度""创意设计"奖项，通过竞技强化技能应用。

**5.安全与规范提示**

-实验操作规范：超声波传感器禁止直射人眼，避免强声源干扰；机器人调试时保持安全距离。

-数据隐私保护：收集的测试环境数据需匿名化处理，不涉及他人隐私信息。

-设备维护要求：定期清洁传感器探头，防止灰尘影响发射/接收效果。

**6.评价维度参考**

-**技术掌握度**：能否独立调试避障参数，解决"转向角度偏差""距离误判"等典型问题。

-**创新应用力**：能否将避障逻辑迁移至新场景（如自动浇花系统防撞花盆）。

-**协作表现**：小组调试中是否合理分工（如编程员、测试员、记录员）。

-**反思深度**：能否分析失败原因并提出改进方案（如"增加延迟检测避免误判"）。

**7.家校协同建议**

-家庭实践任务：用手机超声波测距APP（如"智能尺"）测量家中家具间距，绘制家庭避障安全地图。

-家长参与方式：协助录制机器人避障视频，提供"障碍物设置者"角色支持，增强亲子互动。

**8.课程衔接预告**

为《第6课智能巡线机器人》埋下伏笔：对比避障与巡线的传感器差异（超声波vs灰度传感器），预演"多传感器融合"的复杂控制逻辑，构建技术进阶认知阶梯。七、反思改进措施（一）教学特色创新

1.分层任务设计：基础层到挑战层任务梯度清晰，满足不同能力学生需求，让每个孩子都能在"最近发展区"获得成功体验。

2.生活案例贯穿：从扫地机器人到校园门禁，用真实场景激活学习兴趣，帮助学生理解技术价值。

（二）存在主要问题

1.调试时间不足：部分学生因参数设置反复失败，导致课堂任务完成率偏低。

2.评价维度单一：侧重程序结果，对调试过程中的问题解决能力关注不够。

（三）改进措施

1.增设"可视化调试工具"：开发Scratch插件实时显示传感器距离数值，减少试错时间。

2.完善"过程性评价表"：增加"故障诊断""参数优化"等观察项，记录学生思维发展轨迹。

3.录制"避障调试微课"：针对常见错误（如角度偏差、阈值误判）制作短视频，供课后反复学习。八、课堂小结，当堂检测课堂小结：本节课通过超声波传感器实现机器人自动避障，重点掌握“如果距离小于阈值则转向”的条件判断逻辑，理解传感器发射、接收、计算的核心流程。学生通过小组调试避障程序，解决了“转向角度偏差”“距离误判”等问题，强化了编程实践与问题解决能力，体会到智能技术在生活中的应用价值。

当堂检测：

1.**基础题**（选择题）：超声波避障机器人通过（）判断障碍物距离。

A.光敏传感器B.超声波传感器C.灰度传感器D.温度传感器

正确答案：B。

2.**操作题**：编写避障程序，要求机器人检测到前方10cm内有障碍物时，向左转90度。补全Scratch积木块：

如果（超声波传感器距离＜10）那么

（旋转90度）

否则

（前进）

结束

3.**提升题**（简答题）：机器人避障时出现“直行撞墙”现象，可能的原因是什么？如何改进？

参考答案：原因可能是距离阈值设置过大或传感器未对准前方；改进措施：调小阈值（如改为8cm），调整传感器角度确保正对前方。

检测反馈：95%学生掌握传感器与条件