第3單元第10課《繞月飛行——傳感器檢測模塊的條件判斷和子程序的應(yīng)用》-教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容第3單元第10課《繞月飛行——傳感器檢測模塊的條件判斷和子程序的應(yīng)用》-教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊

本課內(nèi)容圍繞傳感器檢測模塊的使用，通過繞月飛行的情景，引導(dǎo)學(xué)生掌握條件判斷和子程序的應(yīng)用。教材中涉及到的具體內(nèi)容包括：傳感器的基本原理、數(shù)據(jù)采集與處理、條件判斷語句、子程序的編寫與調(diào)用等。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，通過傳感器應(yīng)用項目，提升學(xué)生對信息技術(shù)的感知能力和創(chuàng)新思維。增強(qiáng)計算思維，通過編寫程序?qū)崿F(xiàn)條件判斷和子程序，提高邏輯分析和問題解決能力。發(fā)展數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新，學(xué)會利用傳感器檢測模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，培養(yǎng)實(shí)踐操作能力。同時，強(qiáng)化信息安全意識，確保編程過程中的數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-重點(diǎn)一：傳感器檢測模塊的基本操作。通過實(shí)際操作，讓學(xué)生熟悉傳感器的工作原理和連接方法，例如，學(xué)習(xí)如何連接紅外傳感器和讀取其輸出信號。

-重點(diǎn)二：條件判斷語句的應(yīng)用。通過編寫程序，讓學(xué)生理解并應(yīng)用if-else語句進(jìn)行條件判斷，如編寫程序控制機(jī)器人根據(jù)紅外傳感器的信號避開障礙物。

-重點(diǎn)三：子程序的設(shè)計與調(diào)用。引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計子程序以簡化代碼，提高程序的可讀性和可維護(hù)性，例如，編寫一個子程序用于讀取傳感器數(shù)據(jù)。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-難點(diǎn)一：傳感器數(shù)據(jù)的有效處理。學(xué)生需要理解如何處理傳感器采集到的數(shù)據(jù)，包括濾波和轉(zhuǎn)換，以便于后續(xù)的條件判斷和子程序調(diào)用。

-難點(diǎn)二：條件判斷邏輯的準(zhǔn)確性。學(xué)生可能難以準(zhǔn)確地設(shè)計條件判斷邏輯，導(dǎo)致程序無法正確執(zhí)行預(yù)期功能，如編寫程序控制燈光根據(jù)光線強(qiáng)度變化而亮起或熄滅。

-難點(diǎn)三：子程序的合理設(shè)計。學(xué)生可能難以理解何時以及如何使用子程序，以及如何避免子程序設(shè)計中的冗余和錯誤，如設(shè)計一個子程序來重復(fù)執(zhí)行某個功能塊。四、教學(xué)方法與策略1.采用項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，通過“繞月飛行”項目，讓學(xué)生在實(shí)際操作中學(xué)習(xí)傳感器檢測模塊的應(yīng)用。

2.結(jié)合講授與實(shí)驗，先講解傳感器原理和編程概念，再通過小組實(shí)驗鞏固知識。

3.運(yùn)用案例研究法，分析典型程序案例，幫助學(xué)生理解條件判斷和子程序的應(yīng)用。

4.利用多媒體教學(xué)，展示傳感器連接圖和程序代碼，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和直觀理解。

5.設(shè)計互動游戲，如“傳感器尋寶”，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)傳感器數(shù)據(jù)讀取和條件判斷。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入新課

-（老師）同學(xué)們，今天我們來學(xué)習(xí)第3單元第10課《繞月飛行——傳感器檢測模塊的條件判斷和子程序的應(yīng)用》。你們知道，月球一直是人類探索的神秘之地。今天，我們就將通過編程，讓機(jī)器人模擬一次繞月飛行，體驗一下科技帶來的樂趣。

-（學(xué)生）好的，老師。

2.教學(xué)內(nèi)容講解

-（老師）首先，我們要了解傳感器的基本原理和作用。傳感器能夠?qū)⑼獠啃畔⑥D(zhuǎn)化為電信號，供計算機(jī)處理。在本課中，我們將使用紅外傳感器來模擬月球的探測任務(wù)。

-（老師）接下來，我們來看看條件判斷語句。它能夠根據(jù)設(shè)定的條件，執(zhí)行不同的程序代碼。比如，當(dāng)紅外傳感器檢測到障礙物時，我們可以讓機(jī)器人停止前進(jìn)。

-（老師）然后，我們要學(xué)習(xí)子程序的應(yīng)用。子程序是一段獨(dú)立的程序代碼，可以被多次調(diào)用。通過使用子程序，我們可以使代碼更加簡潔，易于維護(hù)。

3.實(shí)驗操作

-（老師）現(xiàn)在，我們將進(jìn)行分組實(shí)驗。每組需要連接一個紅外傳感器到機(jī)器人上，并通過編程實(shí)現(xiàn)以下功能：

1.機(jī)器人啟動后，向前進(jìn)；

2.當(dāng)紅外傳感器檢測到障礙物時，機(jī)器人停止前進(jìn)；

3.機(jī)器人等待一段時間后，再次嘗試前進(jìn)。

-（學(xué)生）明白了，老師。

4.學(xué)生操作與反饋

-（老師）請各組同學(xué)開始操作。在操作過程中，遇到問題可以隨時向我或其他同學(xué)求助。

-（學(xué)生）好的，老師。

5.互動交流

-（老師）同學(xué)們，現(xiàn)在各組已經(jīng)完成了實(shí)驗。請各組長分享一下你們組的實(shí)驗成果和遇到的問題。

-（學(xué)生）我們組成功讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了避開障礙物的功能，但是在編寫程序時遇到了一些困難，比如條件判斷的邏輯不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

-（老師）很好，遇到了問題要及時解決?，F(xiàn)在，我們一起來分析一下這個問題的原因，并給出解決方案。

6.教師總結(jié)與拓展

-（老師）通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了傳感器檢測模塊的應(yīng)用，學(xué)會了使用條件判斷語句和子程序。下面，我將為大家拓展一下相關(guān)知識：

1.傳感器除了紅外傳感器外，還有哪些類型？它們各自有什么特點(diǎn)？

2.條件判斷語句除了if-else語句外，還有哪些？如何使用？

3.子程序在編程中有哪些作用？如何設(shè)計一個高效的子程序？

-（學(xué)生）老師，我們將在課后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探討這些問題。

7.作業(yè)布置

-（老師）同學(xué)們，今天的作業(yè)是：

1.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，理解傳感器檢測模塊的應(yīng)用、條件判斷語句和子程序；

2.嘗試編寫一個簡單的游戲程序，使用傳感器檢測模塊和條件判斷語句，實(shí)現(xiàn)游戲中的交互功能；

3.完成課后思考題，對傳感器檢測模塊、條件判斷語句和子程序進(jìn)行更深入的了解。

-（學(xué)生）好的，老師，我們一定會按時完成作業(yè)。

8.結(jié)束語

-（老師）今天的課就上到這里，希望大家通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠掌握傳感器檢測模塊的應(yīng)用，為以后的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。下課！

-（學(xué)生）謝謝老師！六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

-學(xué)生能夠熟練掌握傳感器檢測模塊的基本原理和應(yīng)用場景，了解紅外傳感器的連接和使用方法。

-學(xué)生能夠理解并應(yīng)用條件判斷語句，能夠根據(jù)實(shí)際需求編寫簡單的判斷邏輯，如檢測障礙物并作出響應(yīng)。

-學(xué)生掌握了子程序的設(shè)計與調(diào)用方法，能夠?qū)⒊绦蛑械闹貜?fù)代碼封裝成子程序，提高代碼的可讀性和可維護(hù)性。

2.技能提升：

-學(xué)生通過實(shí)際操作，提高了編程實(shí)踐能力，能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實(shí)際項目中。

-學(xué)生學(xué)會了使用編程工具和開發(fā)環(huán)境，如集成開發(fā)環(huán)境（IDE），提高了編程效率。

-學(xué)生在項目實(shí)施過程中，培養(yǎng)了問題解決能力和團(tuán)隊合作精神。

3.思維發(fā)展：

-學(xué)生通過分析傳感器數(shù)據(jù)，培養(yǎng)了邏輯思維和分析能力，能夠從復(fù)雜問題中提取關(guān)鍵信息。

-學(xué)生在編寫程序時，鍛煉了抽象思維和創(chuàng)造性思維，能夠設(shè)計出新穎的解決方案。

-學(xué)生通過學(xué)習(xí)條件判斷和子程序，提高了對編程語言的深入理解，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

4.學(xué)習(xí)興趣：

-學(xué)生在“繞月飛行”項目中，感受到了編程的樂趣，激發(fā)了學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。

-學(xué)生通過參與實(shí)驗和互動交流，提高了學(xué)習(xí)積極性和主動性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的動力。

-學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中，體會到了學(xué)習(xí)的成就感，進(jìn)一步增強(qiáng)了自信心。

5.綜合應(yīng)用：

-學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如智能家居、機(jī)器人控制等，提高了跨學(xué)科應(yīng)用能力。

-學(xué)生在課后作業(yè)中，嘗試將傳感器檢測模塊、條件判斷語句和子程序應(yīng)用于實(shí)際游戲程序，提升了綜合應(yīng)用能力。

-學(xué)生在拓展學(xué)習(xí)中，了解了傳感器檢測模塊、條件判斷語句和子程序在其他學(xué)科中的應(yīng)用，拓寬了知識面。七、作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.復(fù)習(xí)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，完成以下編程練習(xí)：

-編寫一個程序，使用紅外傳感器檢測前方是否有障礙物。當(dāng)檢測到障礙物時，程序應(yīng)輸出提示信息，并使機(jī)器人停止前進(jìn)。

-設(shè)計一個簡單的游戲，利用紅外傳感器模擬“躲避障礙物”的游戲，要求游戲過程中能夠根據(jù)障礙物的位置和距離調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動方向。

2.深入理解子程序的概念，編寫一個子程序，用于讀取紅外傳感器的數(shù)據(jù)，并在主程序中調(diào)用該子程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的簡化。

3.分析以下程序，指出其中的問題并修改：

```python

ifsensor_value>100:

robot.move_forward()

else:

robot.stop()

```

修改上述程序，使其能夠在不同條件下（如傳感器值低于或等于100時）執(zhí)行不同的動作。

作業(yè)反饋：

1.作業(yè)批改：

-對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行細(xì)致的批改，確保每個學(xué)生的作業(yè)都能得到及時的反饋。

-使用紅筆或電子批改系統(tǒng)清晰地標(biāo)注出作業(yè)中的錯誤，如語法錯誤、邏輯錯誤、代碼風(fēng)格問題等。

2.問題指出：

-在作業(yè)反饋中，針對每個學(xué)生的具體問題進(jìn)行指出，如傳感器數(shù)據(jù)處理不當(dāng)、條件判斷邏輯錯誤、子程序設(shè)計不合理等。

3.改進(jìn)建議：

-提供具體的改進(jìn)建議，幫助學(xué)生理解錯誤原因，并提供修正方法。

-對于編程練習(xí)，可以給出示例代碼或提示，引導(dǎo)學(xué)生思考并自行解決問題。

-對于游戲設(shè)計，可以提出游戲機(jī)制優(yōu)化建議，如增加游戲難度、改進(jìn)用戶交互等。

4.集體反饋：

-在下一節(jié)課開始時，進(jìn)行集體反饋，討論作業(yè)中的常見問題和優(yōu)秀解答。

-邀請表現(xiàn)良好的學(xué)生分享他們的解決方案，鼓勵其他學(xué)生學(xué)習(xí)和借鑒。

5.個別輔導(dǎo)：

-對于作業(yè)中表現(xiàn)不佳的學(xué)生，提供個別輔導(dǎo)，幫助他們理解知識點(diǎn)和解決問題。

-可以通過課后輔導(dǎo)、在線問答等方式，確保所有學(xué)生都能跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度。

6.反饋記錄：

-將作業(yè)反饋和個別輔導(dǎo)的記錄整理歸檔，以便于追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和問題解決情況。

-定期回顧學(xué)生的作業(yè)反饋記錄，調(diào)整教學(xué)策略，以適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。八、教學(xué)反思與總結(jié)哎呀，這節(jié)課過得真快，轉(zhuǎn)眼間就結(jié)束了。回頭想想，這節(jié)課的教學(xué)效果還是不錯的，但也有些地方我覺得可以改進(jìn)。

首先，我覺得我在教學(xué)方法上做得還是不錯的。我采用了項目導(dǎo)向?qū)W習(xí)法，讓學(xué)生通過實(shí)際操作來學(xué)習(xí)傳感器檢測模塊的應(yīng)用。這樣一來，學(xué)生們不僅能夠理解理論知識，還能在實(shí)踐中提高自己的編程能力。比如，我讓他們嘗試編寫程序控制機(jī)器人避開障礙物，這個項目讓他們覺得既有趣又實(shí)用。

不過，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在講解傳感器原理的時候，我發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生還是不太理解。我覺得可能是因為我對傳感器原理的講解不夠深入，或者是學(xué)生們的接受能力有限。所以，我打算在接下來的教學(xué)中，加強(qiáng)對傳感器原理的講解，可能還需要通過一些實(shí)驗或者圖示來幫助學(xué)生更好地理解。

再來說說教學(xué)策略吧。我盡量讓課堂氣氛活躍起來，鼓勵學(xué)生們積極參與討論。我發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生們能夠參與到課堂中來時，他們的學(xué)習(xí)積極性會大大提高。比如，在討論如何優(yōu)化程序的時候，學(xué)生們提出了很多有創(chuàng)意的想法，這讓我很欣慰。

但是，我也注意到，有些學(xué)生還是不太敢發(fā)言。我覺得這可能是因為他們對自己的能力不夠自信，或者是擔(dān)心說錯話。所以，我打算在今后的教學(xué)中，多創(chuàng)造一些機(jī)會讓學(xué)生們表達(dá)自己的想法，同時也要鼓勵他們，讓他們知道犯錯并不可怕，重要的是從中學(xué)習(xí)。

至于課堂管理，我覺得總體上還是不錯的。學(xué)生們能夠按照我的要求認(rèn)真聽講，積極參與實(shí)驗。但是，也有個別學(xué)生注意力不集中，這讓我感到有些頭疼。我覺得可能是我沒有很好地吸引他們的注意力，或者是課堂節(jié)奏不夠緊湊。所以，我打算在今后的教學(xué)中，更加注意課堂節(jié)奏的把握，盡量讓課堂內(nèi)容緊湊有趣，吸引學(xué)生的注意力。

說到教學(xué)效果，我覺得學(xué)生們在這節(jié)課中收獲還是很大的。他們不僅學(xué)會了傳感器檢測模塊的應(yīng)用，還提高了編程能力和問題解決能力。有些學(xué)生在課后還主動來找我討論問題，這讓我感到很欣慰。

當(dāng)然，也有一些不足之處。比如，有些學(xué)生對條件判斷語句的理解還不夠深入，子程序的設(shè)計也還有待提高。對于這些問題，我會在今后的教學(xué)中給予更多的關(guān)注和指導(dǎo)。典型例題講解例題1：

編寫一個程序，使用紅外傳感器檢測前方是否有障礙物。當(dāng)檢測到障礙物時，程序應(yīng)輸出提示信息，并使機(jī)器人停止前進(jìn)。

解答：

```python

#假設(shè)sensor_value是紅外傳感器檢測到的值

sensor_value=read_sensor()

ifsensor_value>100:#假設(shè)當(dāng)sensor_value大于100時表示有障礙物

print("障礙物檢測到，停止前進(jìn)！")

robot.stop()

else:

print("安全，繼續(xù)前進(jìn)。")

robot.move_forward()

```

例題2：

設(shè)計一個簡單的游戲，利用紅外傳感器模擬“躲避障礙物”的游戲，要求游戲過程中能夠根據(jù)障礙物的位置和距離調(diào)整機(jī)器人的運(yùn)動方向。

解答：

```python

#假設(shè)sensor_value是紅外傳感器檢測到的值，distance是障礙物距離

sensor_value=read_sensor()

distance=get_distance(sensor_value)

ifdistance<30:#假設(shè)當(dāng)距離小于30cm時需要躲避

print("距離太近，躲避！")

robot.turn_left()

else:

print("距離安全，繼續(xù)前進(jìn)。")

robot.move_forward()

```

例題3：

編寫一個子程序，用于讀取紅外傳感器的數(shù)據(jù)，并在主程序中調(diào)用該子程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取的簡化。

解答：

```python

#子程序：讀取傳感器數(shù)據(jù)

defread_sensor_data():

returnread_sensor()

#主程序

sensor_data=read_sensor_data()

#在這里可以使用sensor_data進(jìn)行后續(xù)操作

```

例題4：

分析以下程序，指