第2單元第9課《循線而走-地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》說(shuō)課稿 2023-2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)

第2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》說(shuō)課稿2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃3課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、課程基本信息1.課程名稱：第2單元第9課《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)

3.授課時(shí)間：2023年11月7日星期二第3節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)，使其能夠識(shí)別和處理與循線行走相關(guān)的信息技術(shù)問(wèn)題。

2.增強(qiáng)學(xué)生的計(jì)算思維，通過(guò)設(shè)計(jì)、編程和調(diào)試機(jī)器人循線行走程序，提升邏輯推理和問(wèn)題解決能力。

3.提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中探索地面?zhèn)鞲衅鞯膽?yīng)用，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐操作技能。

4.強(qiáng)化學(xué)生的合作意識(shí)，通過(guò)小組合作完成機(jī)器人循線行走項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-理解地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟恚t外傳感器、顏色傳感器等。

-掌握機(jī)器人循線行走的基本算法，包括傳感器信號(hào)處理和機(jī)器人控制邏輯。

-能夠編寫簡(jiǎn)單的循線程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)路徑行走。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-傳感器信號(hào)的處理：學(xué)生需要理解如何將傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)器可處理的數(shù)字信號(hào)，并設(shè)計(jì)算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，以判斷地面顏色或線條的位置。

-機(jī)器人控制邏輯的復(fù)雜度：在循線過(guò)程中，機(jī)器人需要處理多種情況，如線條中斷、地面顏色變化等，學(xué)生需要設(shè)計(jì)靈活的控制邏輯來(lái)應(yīng)對(duì)這些變化。

-程序調(diào)試與優(yōu)化：學(xué)生在編寫程序后，需要通過(guò)調(diào)試來(lái)修正錯(cuò)誤，并優(yōu)化程序以提高循線效率和穩(wěn)定性。

-小組合作中的溝通與協(xié)調(diào)：在小組合作完成機(jī)器人循線行走項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生需要有效溝通，協(xié)調(diào)分工，共同解決問(wèn)題。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材《初中信息技術(shù)九年級(jí)下冊(cè)》。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的地面?zhèn)鞲衅髟韴D、機(jī)器人循線行走視頻、程序代碼示例等。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備紅外傳感器、顏色傳感器、機(jī)器人底盤、編程器等實(shí)驗(yàn)器材，并確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，提供實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，確保學(xué)生能夠有序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和討論。五、教學(xué)過(guò)程一、導(dǎo)入新課

1.老師提問(wèn)：同學(xué)們，你們知道什么是機(jī)器人嗎？它們是如何工作的呢？

2.學(xué)生回答，老師總結(jié)：機(jī)器人是模仿人類行為和思維的智能機(jī)器，它們通過(guò)編程和傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能。

3.老師引入新課：今天我們要學(xué)習(xí)的是《循線而走--地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人的循線行走》，了解機(jī)器人如何通過(guò)地面?zhèn)鞲衅鲗?shí)現(xiàn)循線行走。

二、新課講授

1.地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟?/p>

-老師講解：地面?zhèn)鞲衅魇菣C(jī)器人感知環(huán)境的重要部件，它們可以檢測(cè)地面顏色、線條等特征。

-學(xué)生觀察教材中的圖片，了解紅外傳感器、顏色傳感器等類型。

-老師舉例：例如，紅外傳感器可以檢測(cè)地面上的線條，顏色傳感器可以檢測(cè)地面顏色。

2.機(jī)器人循線行走的基本算法

-老師講解：機(jī)器人循線行走需要通過(guò)傳感器信號(hào)處理和機(jī)器人控制邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)。

-學(xué)生跟隨老師學(xué)習(xí)如何編寫簡(jiǎn)單的循線程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)路徑行走。

-老師舉例：編寫程序時(shí)，需要考慮傳感器信號(hào)的處理、機(jī)器人控制邏輯等。

3.程序調(diào)試與優(yōu)化

-老師講解：在編寫程序后，需要通過(guò)調(diào)試來(lái)修正錯(cuò)誤，并優(yōu)化程序以提高循線效率和穩(wěn)定性。

-學(xué)生分組討論，分享調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，互相學(xué)習(xí)。

-老師舉例：例如，調(diào)整傳感器靈敏度、優(yōu)化控制邏輯等。

三、實(shí)驗(yàn)操作

1.老師講解實(shí)驗(yàn)步驟，確保學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮筒僮鞣椒ā?/p>

2.學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，老師巡回指導(dǎo)。

-實(shí)驗(yàn)一：使用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人循線行走。

-實(shí)驗(yàn)二：使用顏色傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人循線行走。

-實(shí)驗(yàn)三：優(yōu)化程序，提高循線效率和穩(wěn)定性。

四、課堂小結(jié)

1.老師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)地面?zhèn)鞲衅?、機(jī)器人循線行走的基本原理和算法。

2.學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)心得，總結(jié)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

3.老師強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，提醒學(xué)生在課后進(jìn)行鞏固。

五、課后作業(yè)

1.完成教材中的課后練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.嘗試設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的循線程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)路徑行走。

3.查閱資料，了解其他類型的地面?zhèn)鞲衅骷捌鋺?yīng)用。

六、教學(xué)反思

1.本節(jié)課通過(guò)講解、實(shí)驗(yàn)和討論等方式，使學(xué)生了解了地面?zhèn)鞲衅骱蜋C(jī)器人循線行走的基本原理和算法。

2.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，積極參與，互相學(xué)習(xí)，提高了實(shí)踐操作能力。

3.在今后的教學(xué)中，應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。六、知識(shí)點(diǎn)梳理1.地面?zhèn)鞲衅鞯幕驹?/p>

-紅外傳感器的工作原理：通過(guò)檢測(cè)紅外線反射或發(fā)射來(lái)感知地面線條或顏色。

-顏色傳感器的工作原理：通過(guò)檢測(cè)特定波長(zhǎng)的光來(lái)識(shí)別地面顏色。

2.機(jī)器人循線行走的基本算法

-傳感器信號(hào)處理：將傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行濾波、閾值處理等操作。

-機(jī)器人控制邏輯：根據(jù)傳感器信號(hào)判斷地面線條或顏色，調(diào)整機(jī)器人的方向和速度。

3.機(jī)器人循線行走的程序設(shè)計(jì)

-程序框架：包括初始化、主循環(huán)、傳感器數(shù)據(jù)處理、機(jī)器人控制等部分。

-傳感器數(shù)據(jù)處理：根據(jù)傳感器信號(hào)計(jì)算機(jī)器人的方向和速度。

-機(jī)器人控制：根據(jù)計(jì)算結(jié)果調(diào)整機(jī)器人的舵機(jī)或電機(jī)，實(shí)現(xiàn)循線行走。

4.程序調(diào)試與優(yōu)化

-調(diào)試方法：通過(guò)觀察傳感器信號(hào)、機(jī)器人行為等，找出程序中的錯(cuò)誤并進(jìn)行修正。

-優(yōu)化策略：調(diào)整傳感器靈敏度、優(yōu)化控制邏輯、優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)等。

5.實(shí)驗(yàn)操作與注意事項(xiàng)

-實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備：確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性。

-實(shí)驗(yàn)步驟：按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行操作，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

-實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。

6.小組合作與交流

-分組討論：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生分組討論，共同解決問(wèn)題。

-交流分享：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)心得，互相學(xué)習(xí)。

7.課后鞏固與拓展

-完成課后練習(xí)題：鞏固所學(xué)知識(shí)，提高解題能力。

-設(shè)計(jì)循線程序：嘗試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的循線程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人按照預(yù)設(shè)路徑行走。

-查閱資料：了解其他類型的地面?zhèn)鞲衅骷捌鋺?yīng)用。

8.教學(xué)評(píng)價(jià)與反思

-教學(xué)評(píng)價(jià)：通過(guò)課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)操作、課后作業(yè)等評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

-教學(xué)反思：總結(jié)教學(xué)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)和不足，不斷改進(jìn)教學(xué)方法。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①地面?zhèn)鞲衅鞯墓ぷ髟?/p>

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：紅外傳感器、顏色傳感器

-關(guān)鍵詞：紅外線、反射、發(fā)射、波長(zhǎng)、光敏電阻

-重點(diǎn)句子：紅外傳感器通過(guò)檢測(cè)紅外線反射或發(fā)射來(lái)感知地面線條或顏色。

②機(jī)器人循線行走的基本算法

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：傳感器信號(hào)處理、機(jī)器人控制邏輯

-關(guān)鍵詞：模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、濾波、閾值處理、方向、速度

-重點(diǎn)句子：機(jī)器人循線行走需要通過(guò)傳感器信號(hào)處理和機(jī)器人控制邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)。

③機(jī)器人循線行走的程序設(shè)計(jì)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：程序框架、傳感器數(shù)據(jù)處理、機(jī)器人控制

-關(guān)鍵詞：初始化、主循環(huán)、舵機(jī)、電機(jī)、舵機(jī)控制指令、電機(jī)控制指令

-重點(diǎn)句子：編寫程序時(shí)，需要考慮傳感器信號(hào)的處理、機(jī)器人控制邏輯等。

④程序調(diào)試與優(yōu)化

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：調(diào)試方法、優(yōu)化策略

-關(guān)鍵詞：觀察、現(xiàn)象、錯(cuò)誤、修正、靈敏度、控制邏輯、程序結(jié)構(gòu)

-重點(diǎn)句子：通過(guò)觀察傳感器信號(hào)、機(jī)器人行為等，找出程序中的錯(cuò)誤并進(jìn)行修正。

⑤實(shí)驗(yàn)操作與注意事項(xiàng)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

-關(guān)鍵詞：準(zhǔn)備、操作、觀察、現(xiàn)象、分析、總結(jié)

-重點(diǎn)句子：確保實(shí)驗(yàn)器材的完整性和安全性，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行操作。

⑥小組合作與交流

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：分組討論、交流分享

-關(guān)鍵詞：討論、問(wèn)題、分享、學(xué)習(xí)

-重點(diǎn)句子：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生分組討論，共同解決問(wèn)題。

⑦課后鞏固與拓展

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：課后練習(xí)題、循線