《第13課 忠誠衛(wèi)士-紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)反思-2023-2024學(xué)年初中信息技術(shù)清華大學(xué)版2012九年級(jí)下冊(cè)

《第13課忠誠衛(wèi)士——紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)反思-2023-2024學(xué)年初中信息技術(shù)清華大學(xué)版2012九年級(jí)下冊(cè)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在讓學(xué)生了解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用，通過實(shí)際操作培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。結(jié)合清華大學(xué)版2012九年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)貼近實(shí)際的教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的興趣和認(rèn)識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，認(rèn)識(shí)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器在信息技術(shù)中的應(yīng)用。

2.提升學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，通過實(shí)際操作掌握紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的使用方法。

3.增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中探索新的應(yīng)用方式。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在之前的信息技術(shù)課程中已接觸過基本的電路知識(shí)，了解過一些電子元件的基本原理。對(duì)于傳感器和計(jì)數(shù)器的概念有一定的了解，但具體應(yīng)用和操作經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

初中生對(duì)新鮮事物充滿好奇心，對(duì)電子設(shè)備和信息技術(shù)有較高的興趣。學(xué)生具備一定的動(dòng)手能力，能夠通過觀察和模仿學(xué)習(xí)新技能。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生傾向于動(dòng)手實(shí)踐，通過操作來加深理解；而另一部分學(xué)生可能更偏向于理論學(xué)習(xí)，需要教師提供適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和幫助。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在理解和應(yīng)用紅外傳感器和計(jì)數(shù)器時(shí)可能會(huì)遇到以下困難：一是對(duì)傳感器工作原理的理解不夠深入，導(dǎo)致在實(shí)際操作中難以正確使用；二是計(jì)數(shù)器應(yīng)用中的編程和邏輯思維要求較高，部分學(xué)生可能難以掌握；三是學(xué)生可能對(duì)電子元件的連接和調(diào)試缺乏經(jīng)驗(yàn)，容易在操作過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。教師需要通過適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和輔導(dǎo)，幫助學(xué)生克服這些困難。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的清華大學(xué)版2012九年級(jí)下冊(cè)信息技術(shù)教材。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與紅外傳感器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用相關(guān)的圖片、圖表和教學(xué)視頻。

3.實(shí)驗(yàn)器材：提前檢查實(shí)驗(yàn)器材，包括紅外傳感器、計(jì)數(shù)器模塊、連接線等，確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)和實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時(shí)5分鐘）

1.教師通過提問引導(dǎo)學(xué)生回顧上一節(jié)課的內(nèi)容，如電路的基本原理和電子元件的作用。

2.展示生活中常見的紅外傳感器應(yīng)用實(shí)例，如自動(dòng)門、遙控器等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.提出本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用，掌握基本操作方法。

二、新課講授（用時(shí)15分鐘）

1.講解紅外傳感器的工作原理和特點(diǎn)，結(jié)合圖片和視頻進(jìn)行演示。

2.介紹計(jì)數(shù)器的功能及其在電路中的作用，講解計(jì)數(shù)器的連接方法和操作步驟。

3.分析紅外傳感器和計(jì)數(shù)器在實(shí)際應(yīng)用中的案例，如智能家居系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器等。

三、實(shí)踐活動(dòng)（用時(shí)20分鐘）

1.學(xué)生分組進(jìn)行紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的連接實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。

2.學(xué)生嘗試使用計(jì)數(shù)器進(jìn)行簡單的計(jì)數(shù)操作，如統(tǒng)計(jì)通過的人數(shù)。

3.學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的紅外傳感器應(yīng)用項(xiàng)目，如制作一個(gè)自動(dòng)計(jì)數(shù)器。

四、學(xué)生小組討論（用時(shí)10分鐘）

1.學(xué)生討論紅外傳感器在不同場景下的應(yīng)用，如門禁系統(tǒng)、停車場等。

2.學(xué)生分析計(jì)數(shù)器在項(xiàng)目中的應(yīng)用，如如何提高計(jì)數(shù)器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

3.學(xué)生交流在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和解決方法，如傳感器連接錯(cuò)誤、計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確等。

五、總結(jié)回顧（用時(shí)5分鐘）

1.教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)紅外傳感器和計(jì)數(shù)器在信息技術(shù)中的應(yīng)用。

2.總結(jié)本節(jié)課的重難點(diǎn)，如紅外傳感器的工作原理、計(jì)數(shù)器的操作方法等。

3.布置課后作業(yè)，要求學(xué)生完成一個(gè)簡單的紅外傳感器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用項(xiàng)目。

用時(shí)：45分鐘知識(shí)點(diǎn)梳理1.紅外傳感器的基本原理：

-紅外傳感器的工作原理是基于紅外線發(fā)射和接收的原理。

-紅外線是一種不可見光，具有穿透性，常用于遙控、自動(dòng)控制等領(lǐng)域。

-紅外傳感器的主要類型包括紅外發(fā)射器、紅外接收器和紅外探測(cè)器。

2.紅外傳感器的應(yīng)用：

-自動(dòng)門：利用紅外傳感器檢測(cè)人體接近，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)門。

-遙控器：通過紅外傳感器接收遙控信號(hào)，控制家電設(shè)備。

-智能家居系統(tǒng)：集成紅外傳感器，實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備的自動(dòng)化控制。

3.計(jì)數(shù)器的工作原理：

-計(jì)數(shù)器是一種用于計(jì)數(shù)的電子設(shè)備，可以記錄事件發(fā)生的次數(shù)。

-計(jì)數(shù)器的基本原理是基于時(shí)鐘信號(hào)和計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)。

-計(jì)數(shù)器可以分為機(jī)械計(jì)數(shù)器和電子計(jì)數(shù)器。

4.計(jì)數(shù)器的應(yīng)用：

-運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器：用于統(tǒng)計(jì)運(yùn)動(dòng)過程中的次數(shù)，如跑步、游泳等。

-生產(chǎn)計(jì)數(shù)器：用于統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品數(shù)量，提高生產(chǎn)效率。

-數(shù)據(jù)采集：在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，計(jì)數(shù)器可以用于記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5.紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的連接：

-紅外傳感器與計(jì)數(shù)器的連接通常通過電路板進(jìn)行。

-需要了解紅外傳感器的輸出信號(hào)類型，如數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)。

-根據(jù)計(jì)數(shù)器的輸入要求，選擇合適的連接方式，如串行或并行連接。

6.紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的編程：

-紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的編程通常使用微控制器或單片機(jī)進(jìn)行。

-了解編程語言和開發(fā)環(huán)境，如C語言、ArduinoIDE等。

-編寫程序控制紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的操作，實(shí)現(xiàn)特定的功能。

7.實(shí)驗(yàn)操作與調(diào)試：

-在實(shí)驗(yàn)過程中，需要了解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的操作步驟。

-學(xué)習(xí)如何連接電路，包括電源、傳感器和計(jì)數(shù)器等。

-調(diào)試過程中，注意觀察傳感器的響應(yīng)和計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)情況。

-根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整參數(shù)或修改程序，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

8.項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新：

-設(shè)計(jì)一個(gè)基于紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的項(xiàng)目，如自動(dòng)計(jì)數(shù)器。

-分析項(xiàng)目需求，確定紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的功能。

-編寫程序和設(shè)計(jì)電路，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的功能。

-評(píng)估項(xiàng)目性能，提出改進(jìn)措施，提高項(xiàng)目的實(shí)用性和創(chuàng)新性。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.結(jié)合實(shí)際生活案例，讓學(xué)生更直觀地理解紅外傳感器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。比如，我們可以設(shè)計(jì)一些與日常生活緊密相關(guān)的項(xiàng)目，比如制作一個(gè)家庭智能門鎖，這樣不僅讓學(xué)生學(xué)到了知識(shí)，還能激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。

2.引入小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決問題的能力。在實(shí)踐活動(dòng)中，讓學(xué)生分組完成項(xiàng)目，每個(gè)成員都要承擔(dān)不同的角色，這樣可以鍛煉他們的溝通能力和分工合作能力。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.部分學(xué)生對(duì)于電路原理和編程知識(shí)掌握不牢固，導(dǎo)致在實(shí)驗(yàn)操作和程序編寫時(shí)遇到困難。這可能是因?yàn)槲覀冊(cè)谥v解理論時(shí)沒有結(jié)合實(shí)際操作，導(dǎo)致學(xué)生理解不夠深入。

2.教學(xué)過程中，對(duì)學(xué)生個(gè)體差異的關(guān)注不夠，沒有充分考慮到不同學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解能力。這可能導(dǎo)致部分學(xué)生在課堂上感到吃力，影響了他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

3.實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資源的分配不夠合理，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)設(shè)備不足或者資源分配不均的情況，這影響了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

反思改進(jìn)措施（三）

1.加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)與實(shí)際操作的結(jié)合。在講解電路原理和編程知識(shí)時(shí)，可以通過實(shí)際操作演示，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)理論知識(shí)，提高他們的動(dòng)手能力。

2.個(gè)性化教學(xué)，關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異。在教學(xué)中，要注意觀察學(xué)生的反應(yīng)，對(duì)于學(xué)習(xí)進(jìn)度較慢的學(xué)生，可以提供額外的輔導(dǎo)和練習(xí)，確保每個(gè)學(xué)生都能跟上教學(xué)進(jìn)度。

3.優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資源的分配。定期檢查和維護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，確保設(shè)備完好可用。同時(shí)，合理規(guī)劃實(shí)驗(yàn)課程，確保每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)參與實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)效率。

4.增加學(xué)生展示的平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生分享自己的項(xiàng)目和心得。通過舉辦成果展示會(huì)，讓學(xué)生展示自己的作品，增強(qiáng)他們的自信心和成就感。

5.加強(qiáng)與家長的溝通，讓家長了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，共同關(guān)注學(xué)生的成長。通過家長會(huì)等形式，讓家長參與到學(xué)生的教育過程中，形成家校共育的良好氛圍。板書設(shè)計(jì)①紅外傳感器

-工作原理：紅外線發(fā)射與接收

-主要類型：紅外發(fā)射器、紅外接收器、紅外探測(cè)器

-應(yīng)用領(lǐng)域：自動(dòng)門、遙控器、智能家居

②計(jì)數(shù)器

-工作原理：時(shí)鐘信號(hào)與計(jì)數(shù)電路

-類型：機(jī)械計(jì)數(shù)器、電子計(jì)數(shù)器

-應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)、生產(chǎn)計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)采集

③紅外傳感器與計(jì)數(shù)器連接

-連接方式：串行、并行

-輸出信號(hào)：數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)

-連接電路：電源、傳感器、計(jì)數(shù)器

④編程與應(yīng)用

-編程語言：C語言、ArduinoIDE

-程序控制：傳感器操作、計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)

-項(xiàng)目設(shè)計(jì)：家庭智能門鎖、自動(dòng)計(jì)數(shù)器

⑤實(shí)驗(yàn)操作與調(diào)試

-操作步驟：連接電路、設(shè)置參數(shù)、觀察響應(yīng)

-調(diào)試方法：調(diào)整參數(shù)、修改程序

-性能評(píng)估：準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、實(shí)用性課后作業(yè)1.實(shí)踐作業(yè)：

-設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡單的紅外自動(dòng)門開關(guān)電路，使用紅外傳感器作為檢測(cè)裝置。請(qǐng)描述電路設(shè)計(jì)思路，并繪制電路圖。

2.編程作業(yè)：

-假設(shè)我們使用Arduino編程環(huán)境，編寫一段程序，實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)數(shù)器，可以累計(jì)通過門口的人數(shù)。請(qǐng)編寫Arduino的程序代碼。

3.思考題：

-如果要使用紅外傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)停車場自動(dòng)計(jì)數(shù)系統(tǒng)，你會(huì)考慮哪些因素？請(qǐng)列出至少三個(gè)因素并簡要說明。

4.分析題：

-在實(shí)際應(yīng)用中，紅外傳感器可能受到外界環(huán)境的干擾。請(qǐng)分析可能導(dǎo)致干擾的因素，并說明如何減少這些干擾。

5.設(shè)計(jì)題：

-設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的紅外傳感器避障小車，說明小車的運(yùn)行原理和傳感器在其中的作用。請(qǐng)?zhí)峁┬≤嚨碾娐吩O(shè)計(jì)和程序流程圖。

答案示例：

1.實(shí)踐作業(yè)答案：

-電路設(shè)計(jì)思路：將紅外傳感器安裝在門口兩側(cè)，當(dāng)有人經(jīng)過時(shí)，傳感器接收到的信號(hào)會(huì)發(fā)生變化，從而觸發(fā)開關(guān)。

-電路圖：略。

2.編程作業(yè)答案：

```cpp

#include<Arduino.h>

intcount=0;

intsensorPin=2;//紅外傳感器連接到數(shù)字引腳2

voidsetup(){

pinMode(sensorPin,INPUT);

Serial.begin(9600);

}

voidloop(){

if(digitalRead(sensorPin)==HIGH){

delay(1000);//延時(shí)消抖

if(digitalRead(sensorPin)==HIGH){

count++;

Serial.print("Count:");

Serial.println(count);

}

}

}

```

3.思考題答案：

-因素：光線強(qiáng)度、環(huán)境溫度、紅外傳感器的靈敏度等。說明：光線強(qiáng)度過