天津市中小学生mixly创意编程 第18课 自动跟随小车-教学设计

天津市中小学生mixly创意编程第18课自动跟随小车-教学设计教学课题XX课时1备课时间2025授课时间2025设计思路本节课以天津市中小学生mixly创意编程教材为依据，结合学生年级特点，围绕“自动跟随小车”这一主题展开。通过引导学生动手实践，学习传感器使用、编程逻辑等知识，培养学生的创新思维和动手能力。课程内容与课本紧密相连，注重理论与实践相结合，使学生在实践中掌握编程技能。核心素养目标培养学生信息意识，提高编程思维，增强问题解决能力。通过项目式学习，提升学生的创新精神和实践能力，让学生在合作探究中学会使用传感器，掌握基本的编程逻辑，体验编程在解决实际问题中的应用。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在本节课前应已具备基本的计算机操作能力和初步的编程知识，包括熟悉mixly编程环境的基本操作，了解一些基础的编程概念如变量、循环、条件判断等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对科技和创新通常有较高的兴趣，具备一定的动手操作能力。学习风格上，部分学生可能更倾向于动手实践，而另一部分学生可能更偏好理论学习和独立思考。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在编程过程中可能遇到的问题包括对编程逻辑的理解困难、传感器使用的准确性问题以及编程调试的耐心不足。此外，团队合作中可能存在沟通不畅和分工不均等问题。教学资源-软硬件资源：mixly编程软件、Arduino微型控制器、红外传感器模块、小车底盘、电池、连接线

-课程平台：mixly在线编程平台

-信息化资源：教学视频、编程示例代码、学生作品展示

-教学手段：实物演示、小组讨论、编程练习、反馈与评价工具教学过程基本内容1.导入新课

（教师）同学们，今天我们要学习的是“天津市中小学生mixly创意编程”的第18课——自动跟随小车。在开始之前，请大家回忆一下我们之前学过的编程知识，比如变量、循环、条件判断等。这些知识对于今天的学习非常重要。

（学生）回忆所学编程知识，为今天的学习打下基础。

2.新课导入

（教师）今天，我们将通过一个有趣的项目——自动跟随小车，来进一步巩固和运用我们之前学过的编程知识。自动跟随小车是一种能够自动跟踪前方物体的智能小车，它可以通过传感器来感知周围环境，实现自动跟随。

（学生）了解自动跟随小车的概念，激发学习兴趣。

3.教学内容讲解

（教师）首先，我们来认识一下自动跟随小车的主要组成部分。它主要由Arduino微型控制器、红外传感器模块、小车底盘、电池和连接线组成。接下来，我将为大家讲解如何使用mixly编程软件来编写自动跟随小车的程序。

（学生）认真聆听教师讲解，了解自动跟随小车的组成部分和编程方法。

4.编程实践

（教师）现在，让我们开始编写自动跟随小车的程序。首先，我们需要在mixly中添加红外传感器模块，并设置相应的输入端口。然后，编写代码实现小车前进、后退、左转、右转等功能。最后，将编写好的程序下载到Arduino微型控制器中。

（学生）在教师的指导下，动手实践，编写自动跟随小车的程序。

5.传感器使用讲解

（教师）接下来，我将为大家讲解如何使用红外传感器模块。红外传感器可以检测前方物体的距离，当距离小于一定值时，传感器会输出高电平信号，小车会做出相应的反应。

（学生）学习红外传感器的使用方法，为编写程序打下基础。

6.程序调试与优化

（教师）在编写程序的过程中，可能会遇到一些问题。比如，小车在跟随物体时会出现偏差。这时，我们需要调整传感器的位置，或者修改程序中的参数，以达到最佳效果。

（学生）在教师的引导下，尝试调试程序，解决可能出现的问题。

7.合作学习与展示

（教师）为了提高同学们的合作能力，我们进行小组合作，每个小组负责完成一个任务。完成任务后，各小组进行展示，分享他们的经验。

（学生）积极参与小组合作，提高团队协作能力。

8.课堂小结

（教师）通过今天的学习，我们学习了如何使用mixly编程软件编写自动跟随小车的程序。希望大家在今后的学习中，能够灵活运用所学知识，创造出更多有趣的智能作品。

（学生）总结今天所学内容，为今后的学习做好准备。

9.课后作业

（教师）请同学们课后完成以下作业：

（1）复习今天所学内容，加深对编程知识的理解；

（2）尝试修改程序，提高自动跟随小车的性能；

（3）思考如何将自动跟随小车应用到实际生活中。

（学生）认真完成课后作业，巩固所学知识。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《Arduino编程入门指南》：这本书详细介绍了Arduino编程的基础知识和实践技巧，适合学生进一步学习。

-《传感器原理与应用》：通过阅读这本书，学生可以深入了解各种传感器的原理和应用，为后续课程的学习打下坚实基础。

-《机器人设计与制作》：这本书介绍了机器人的基本结构、设计方法和实际案例，激发学生对机器人技术的兴趣。

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以尝试使用其他类型的传感器，如超声波传感器、光电传感器等，来实现不同的功能，如测量距离、检测光线强度等。

-引导学生研究如何优化自动跟随小车的性能，例如调整传感器角度、改进算法等。

-鼓励学生尝试制作其他类型的智能小车，如避障小车、寻迹小车等，提高编程和动手能力。

-组织学生参加编程竞赛或创新比赛，将所学知识应用到实际项目中，锻炼团队合作和解决问题的能力。

-推荐学生关注相关领域的最新动态，如人工智能、物联网等，拓宽知识面，激发创新思维。

3.实践项目建议：

-设计一个基于红外传感器的智能快递箱，实现自动开门和关门功能。

-制作一个能够自动调节室内温度的智能家居系统，利用传感器检测温度，通过编程控制加热或降温设备。

-开发一个能够自动识别和分类垃圾的智能垃圾桶，利用图像识别技术实现垃圾分类。

-设计一个基于Arduino的智能家居控制系统，通过手机APP远程控制家中的电器设备。

4.知识点全面拓展：

-传感器技术：深入学习不同类型传感器的原理和应用，了解其优缺点和适用场景。

-编程算法：学习常用的编程算法，如排序、搜索、递归等，提高编程能力。

-物联网技术：了解物联网的基本概念、架构和关键技术，探索其在智能硬件中的应用。

-人工智能：学习人工智能的基本原理和应用，如机器学习、深度学习等，为未来学习打下基础。板书设计①

-自动跟随小车

-Arduino微型控制器

-红外传感器模块

-小车底盘

-编程环境：mixly

②

-传感器功能：检测前方物体距离

-编程逻辑：红外传感器信号读取与处理

-行为控制：前进、后退、左转、右转

③

-程序结构：初始化、主循环

-变量设置：距离阈值、速度控制

-调试与优化：传感器位置调整、参数修改课堂小结，当堂检测在本节课的学习中，我们一起探讨了如何利用mixly编程和Arduino微型控制器制作自动跟随小车。以下是对本节课内容的简要回顾和当堂检测：

课堂回顾：

1.我们了解了自动跟随小车的组成部分，包括Arduino微型控制器、红外传感器模块、小车底盘等。

2.学习了如何使用mixly编程软件编写控制小车前进、后退、左转、右转的程序。

3.探讨了如何通过调整传感器位置和程序参数来优化小车的跟随性能。

当堂检测：

1.请同学们回顾一下自动跟随小车的工作原理，并简要描述传感器在其中的作用。

2.请用mixly编写一个简单的程序，实现小车按照设定的路径前进。

3.如果小车的跟随性能不佳，你会如何调整传感器位置或修改程序来改善它？

-熟悉Arduino微型控制器和红外传感器的使用方法。

-掌握基本的编程逻辑和mixly编程环境。

-能够通过实践解决实际问题，提高创新能力和动手能力。

课后，请同学们尝试以下拓展练习：

-尝试使用不同的传感器来扩展小车的功能，如避障功能。

-设计一个更复杂的跟随路径，让小车能够实现更复杂的动作。

-与同学们分享你的作品，互相学习，共同进步。

希望大家能够将今天所学知识应用到实际生活中，发挥创意，制作出更多有趣的智能作品。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实践导向：通过实际操作，让学生在制作自动跟随小车的过程中，深入理解编程原理和传感器应用，提高实践能力。

2.项目式学习：采用项目式教学方法，让学生在完成项目的过程中，培养解决问题的能力和团队合作精神。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生编程基础参差不齐：部分学生在编程基础方面较为薄弱，导致在编程过程中遇到困难。

2.课堂互动不足：在课堂教学中，学生与教师之间的互动不够充分，影响了教学效果。

3.评价方式单一：主要依赖学生的编程作品来评价学习成果，缺乏多样化的评价方式。

反思改进