第二节 制作循迹机器人说课稿2025年初中信息技术（信息科技）七年级下册粤教B版（2021年复审）

第二节制作循迹机器人说课稿2025年初中信息技术（信息科技）七年级下册粤教B版（2021年复审）科目Xx授课班级Xx年级授课教师Xx老师课时安排2025年11月授课题目Xx教学准备Xx教材分析：一、教材分析本节课是粤教B版七年级下册“机器人与人工智能”章节的核心实践课，承接前序传感器应用与编程基础，通过红外循迹模块、电机驱动等硬件组装与条件判断逻辑编程，培养学生硬件操作与问题解决能力。内容贴近生活实际，既巩固了信息技术核心概念，又为后续智能机器人项目学习奠定实践基础，符合七年级学生从理论到认知过渡的学习需求。核心素养目标：二、核心素养目标通过红外循迹原理分析与条件判断逻辑设计，培养计算思维中的问题分解与算法设计能力；结合模块化组件动手组装与优化机器人结构，提升数字化学习与创新素养；感知循迹技术在生活中的应用场景，增强信息意识；规范操作硬件设备，树立安全使用智能设备的信息社会责任。教学难点与重点： 1.教学重点

（1）红外循迹模块的安装与调试：明确模块安装位置（如距地面2-3cm）及灵敏度调节方法（如课本P43图3-2所示），确保能准确识别黑色引导线。

（2）电机驱动模块的接线与控制：掌握L298N驱动模块与主控板、电机的正确连接（参考课本P44图3-3），理解PWM信号控制电机转速的原理。

（3）循迹算法逻辑设计：运用条件判断语句（如if-else结构）编写机器人沿黑线行走的程序（课本P45示例代码），实现左转、右转、直行三种状态切换。

2.教学难点

（1）模拟信号与数字信号转换：理解红外传感器输出的模拟电压如何通过ADC模块转化为数字信号（如课本P42“传感器工作原理”部分），学生易混淆阈值设定逻辑。

（2）循迹路径优化：当遇到复杂路径（如S弯道）时，学生难以调整程序中的转向角度与延迟参数（参考课本P46“算法优化”案例），需结合实际调试经验。

（3）硬件故障排查：针对电机不转、传感器误判等问题（如课本P47“常见故障表”），学生缺乏系统排查思路，需结合电路图与代码分段定位故障点。教学方法与策略：四、教学方法与策略采用项目导向学习，结合小组讨论法，以“循迹机器人组装与调试”为主线；设计分组实验活动，学生角色扮演“硬件工程师”“程序员”，协作完成模块安装与代码编写；教学媒体使用课本配套微课（红外模块调试）和Mixly仿真软件，先模拟再实物操作，降低实践难度。教学过程：1.导入（约5分钟）

（1）激发兴趣：播放智能仓储分拣机器人工作视频，提问“机器人如何准确沿着地面黑线移动？”引发对循迹原理的思考。

（2）回顾旧知：回顾上节课学习的传感器基础（如红外传感器工作原理）和简单条件判断语句（if-else结构），强调本节课需将硬件与编程结合实现循迹功能。

2.新课呈现（约25分钟）

（1）讲解新知：

-硬件组装：结合课本P43图3-2，演示红外循迹模块安装（距地面2-3cm）、电机驱动模块（L298N）与主控板接线（参考P44图3-3），强调电源正负极与信号线对应关系。

-编程逻辑：分析课本P45示例代码，讲解循迹核心算法：通过传感器检测黑线位置，触发不同转向指令（左转/右转/直行），使用`digitalRead()`读取传感器状态，`analogWrite()`控制电机转速。

（2）举例说明：

-以“直线路径”为例，演示当左右传感器均检测到白线时（状态`00`），机器人直行；左传感器检测黑线（状态`10`）时右转。

-结合课本P46“S弯道优化”案例，说明需调整转向角度参数（如`turnAngle=30`）和延迟时间（`delay(100)`）以适应复杂路径。

（3）互动探究：

-分组讨论：每组设计一个“十字路口”循迹方案，使用流程图表达判断逻辑（如遇黑线交叉点时优先直行）。

-教师巡视指导，引导学生结合课本P42“传感器阈值设定”原理，分析如何通过调节电位器解决传感器误判问题。

3.巩固练习（约15分钟）

（1）学生活动：

-分组实践：组装循迹机器人硬件，编写基础循迹程序，在预设赛道（含直线、S弯、十字路口）测试。

-故障排查：参照课本P47“常见故障表”，分组解决实际问题（如电机不转→检查接线；传感器误判→校准阈值）。

（2）教师指导：

-针对硬件组装问题，强调“先断电后接线”安全规范；

-对编程难点，提示使用Mixly仿真软件（课本配套资源）预调试，减少实物操作失误。

4.课堂小结（约5分钟）

-学生代表展示成果，分享调试经验（如“通过增加转向延迟解决S弯冲出赛道问题”）。

-教师总结：循迹机器人实现需硬件组装、算法设计、参数优化协同，呼应课本P48“智能系统设计”思想。拓展与延伸：1.拓展阅读材料

（1）《传感器技术应用》教材补充章节：重点阅读“红外传感器的工作原理”与“数字信号与模拟信号的转换”，结合课本P42“传感器类型”表格，对比红外传感器与超声波传感器在循迹应用中的优缺点，理解不同传感器对环境光、地面材质的敏感度差异。

（2）《智能机器人编程进阶》：参考课本P45“条件判断语句”基础，延伸学习“嵌套if-else结构”与“状态机编程”，分析如何通过状态机实现循迹机器人的多模式切换（如循迹模式、避障模式），结合课本P48“算法优化”案例，理解参数调整对机器人运动精度的影响。

（3）《生活中的循迹技术》：阅读教材P50“拓展阅读”部分，补充智能仓储AGV循迹系统、校园快递配送小车等案例，分析红外循迹与磁条循迹、视觉循迹的技术差异，思考不同场景下的技术选型依据。

2.课后自主探究

（1）硬件优化任务：在课本P43“模块安装”基础上，尝试设计传感器支架高度实验，记录不同高度（1cm、2cm、3cm）下机器人对黑线检测的准确率，分析传感器安装高度与检测灵敏度的关系，形成实验报告。

（2）算法升级挑战：基于课本P45基础循迹代码，增加“十字路口优先直行”逻辑，参考课本P46“S弯道优化”方法，通过调整转向角度（如左转角度从30°改为45°）和延迟时间（如delay(100)改为delay(150)），测试机器人通过复杂路径（如Z字形弯道）的稳定性，记录参数调整前后的运动轨迹对比。

（3）跨学科应用探究：结合物理学科“电路连接”知识，尝试为循迹机器人增加避障功能（如超声波模块），参考课本P47“硬件扩展”案例，设计传感器布局方案，编写融合循迹与避障的程序，实现“沿黑线行走+障碍物绕行”复合功能。

（4）生活场景模拟：以课本P49“智能垃圾分类车”为灵感，设计一个基于循迹的垃圾分类模型，在地面绘制不同颜色代表不同垃圾类别，通过传感器识别颜色并控制机器人将对应“垃圾”运送至指定区域，结合信息技术与环保教育，深化技术应用意识。

（5）技术文献研读：查阅教材P51“参考资料”中推荐的《青少年机器人创新设计指南》，重点学习“故障树分析法”，针对课本P47“常见故障表”中的问题，尝试绘制故障树，如“电机不转”可能涉及电源接线、驱动模块损坏、程序错误等分支，提升系统化排查能力。课堂：1.课堂评价：通过提问红外传感器阈值设定原理（课本P42）、观察硬件组装规范性（参照P43安装图）、测试循迹程序运行效果（基于P45示例代码），实时评估学生对核心知识的掌握程度；针对电机不转、传感器误判等典型问题（参考P47故障表），采用小组互评方式记录排查过程，强化问题解决能力。

2.作业评价：批改硬件优化实验报告（传感器高度测试数据）、算法升级代码（十字路口逻辑实现）及故障树绘制（如“电机不转”分支分析），重点评价参数调整依据（如P46延迟时间优化）与跨学科应用合理性（结合物理电路知识）；点评时标注“阈值校准精准度”“状态机逻辑完整性”等维度，鼓励学生通过迭代调试提升循迹稳定性。教学反思与总结：这节课下来，学生动手热情很高，但硬件组装时部分小组接反了电机正负极，看来课本P44的接线图需要更强调颜色标识。编程环节发现学生对传感器阈值设定（课本P42）理解不透，导致S弯道频繁冲出赛道，下次得增加电位器调节的分组实验。故障排查时，学生依赖课本P47的故障表，却不会举一反三，得加强“从现象倒推原因”的思维训练。

学生成果超出预期，比如有小组自主设计了十字路口优先直行逻辑（参考课本P46优化案例），还尝试了传感器高度测试（拓展任务），说明技术迁移能力不错。不过跨学科应用（如结合物理电路知识）参与度不高，下节课要设计更具体的融合任务。

时间分配上，硬件组装超时5分钟，压缩了算法调试时间，建议下次提前发放套件。评价时发现，故障树分析（课本P51）能显著提升学生排查效率，要纳入常规教学。整体来看，学生从“照着课本做”到“主动优化参数”的进步很明显，技术应用意识也增强了，但分层指导还得更细致些。板书设计：①硬件组装核心

-红外循迹模块安装位置（距地面2-3cm，课本P43图3-2）

-L298N驱动模块接线规范（主控板-电机电源正负极对应，课本P44图3-3）

-传感器灵敏度调节（电位器校准方法）

②编程逻辑要点

-循迹算法：if-else条件判断结构（digitalRead()读取传感器状态）