《5 忠誠的衛(wèi)士-紅外傳感器的檢測與條件檢測》教學設計-2023-2024學年清華版（2012）信息技術六年級下冊

《5忠誠的衛(wèi)士——紅外傳感器的檢測與條件檢測》教學設計-2023-2024學年清華版（2012）信息技術六年級下冊科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）《5忠誠的衛(wèi)士——紅外傳感器的檢測與條件檢測》教學設計-2023-2024學年清華版（2012）信息技術六年級下冊教材分析《5忠誠的衛(wèi)士——紅外傳感器的檢測與條件檢測》教學設計-2023-2024學年清華版（2012）信息技術六年級下冊。本課內(nèi)容涉及紅外傳感器的原理與應用，旨在幫助學生了解傳感器在信息技術中的應用，培養(yǎng)學生動手操作和解決問題的能力。通過本節(jié)課的學習，學生能夠掌握紅外傳感器的檢測方法和條件檢測的應用。核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學生信息意識，理解紅外傳感器在信息技術中的應用價值。提升學生的計算思維，通過實際操作學會分析問題和設計解決方案。增強學生的實踐能力，學會運用紅外傳感器進行創(chuàng)新設計。發(fā)展學生的科學精神，通過實驗探究紅外傳感器的工作原理。教學難點與重點1.教學重點，

①紅外傳感器的工作原理及其在信息技術中的應用場景；

②紅外傳感器的檢測方法，包括硬件連接和軟件編程；

③條件檢測的實現(xiàn)過程，包括邏輯判斷和程序編寫。

2.教學難點，

①理解紅外傳感器信號的采集和處理過程，包括信號放大、濾波和轉(zhuǎn)換；

②掌握編程語言中的條件語句和循環(huán)語句，實現(xiàn)紅外傳感器的條件檢測功能；

③將理論知識與實際操作相結(jié)合，解決實際應用中的問題，如傳感器安裝、調(diào)試和故障排除。教學資源-軟硬件資源：紅外傳感器模塊、Arduino或Python編程平臺、連接線、面包板、電源。

-課程平臺：在線編程工具（如Scratch、MicroPython在線編輯器）。

-信息化資源：紅外傳感器工作原理動畫、傳感器編程教程視頻、實驗指導文檔。

-教學手段：實物展示、分組討論、實驗操作、程序調(diào)試。教學過程設計導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.播放一段智能家居系統(tǒng)的視頻，引導學生觀察紅外傳感器在生活中的應用。

2.提問：你們知道紅外傳感器是什么？它在生活中有哪些作用？

3.學生回答后，教師總結(jié)：紅外傳感器是一種常用的傳感器，可以檢測紅外線的存在，廣泛應用于各種智能設備中。

4.引入本節(jié)課的主題：紅外傳感器的檢測與條件檢測。

講授新課（15分鐘）

1.講解紅外傳感器的工作原理，展示紅外傳感器的工作示意圖。

2.講解紅外傳感器的硬件連接方法，展示連接過程。

3.講解編程語言中的條件語句和循環(huán)語句，展示如何編寫控制紅外傳感器的工作程序。

4.演示一個簡單的紅外傳感器控制實驗，如紅外線開關燈。

鞏固練習（10分鐘）

1.分組討論：如何設計一個紅外線報警系統(tǒng)？

2.學生展示設計思路，教師點評并引導學生完善設計。

3.學生嘗試編寫紅外線報警系統(tǒng)的程序，教師巡視指導。

課堂提問（5分鐘）

1.提問：紅外傳感器是如何檢測紅外線的？

2.學生回答后，教師總結(jié)：紅外傳感器通過接收紅外線信號，將其轉(zhuǎn)換為電信號，然后進行放大、濾波和轉(zhuǎn)換。

3.提問：如何編寫程序?qū)崿F(xiàn)紅外傳感器的條件檢測？

4.學生回答后，教師展示正確的編程方法。

師生互動環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.教師提問：如何解決紅外傳感器在安裝過程中遇到的問題？

2.學生分組討論，教師巡視指導。

3.學生展示解決方案，教師點評并引導學生總結(jié)經(jīng)驗。

4.教師提問：如何將紅外傳感器應用于實際項目中？

5.學生分組討論，教師巡視指導。

6.學生展示項目設計，教師點評并引導學生拓展思路。

1.教師總結(jié)本節(jié)課所學內(nèi)容，強調(diào)紅外傳感器的應用價值。

2.提出拓展問題：如何設計一個紅外傳感器控制的智能機器人？

3.學生思考并回答，教師點評并鼓勵學生進行實踐。

教學時間：45分鐘學生學習效果學生學習效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.知識掌握：

學生能夠理解并掌握紅外傳感器的概念、工作原理和基本應用。

學生能夠識別紅外傳感器的硬件組件，如紅外發(fā)射器、接收器和控制電路。

學生能夠解釋紅外傳感器在智能家居、安全監(jiān)控等領域的應用。

2.技能提升：

學生能夠通過實際操作，學會使用紅外傳感器進行簡單的檢測和條件檢測。

學生能夠運用編程知識，編寫控制紅外傳感器的程序，實現(xiàn)基本的邏輯控制。

學生能夠進行傳感器硬件的連接和調(diào)試，解決簡單的故障問題。

3.思維發(fā)展：

學生在設計和實現(xiàn)紅外傳感器應用的過程中，培養(yǎng)了問題分析和解決的能力。

學生通過小組合作，學會了與他人溝通、協(xié)作和分享。

學生在實驗過程中，培養(yǎng)了科學探究和實驗操作的能力。

4.實踐能力：

學生能夠?qū)⒗碚撝R應用于實際項目，如設計一個簡單的紅外線開關或報警系統(tǒng)。

學生能夠通過實踐，了解紅外傳感器在實際應用中的局限性，并提出改進方案。

學生能夠根據(jù)實際需求，調(diào)整和優(yōu)化紅外傳感器的應用方案。

5.核心素養(yǎng)：

學生通過學習紅外傳感器，增強了信息意識，認識到傳感器在信息技術中的重要性。

學生在編程和實驗過程中，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和批判性思維能力。

學生在解決問題和項目實施過程中，提升了責任感和團隊合作精神。

6.情感態(tài)度：

學生對信息技術和科學探索產(chǎn)生了濃厚的興趣，愿意主動學習和探索相關知識。

學生在遇到困難和挑戰(zhàn)時，能夠保持積極的心態(tài)，勇于嘗試和解決問題。

學生在合作學習和項目實施過程中，培養(yǎng)了尊重他人、理解和包容他人的情感態(tài)度。板書設計①紅外傳感器概述

-概念：紅外傳感器是一種能夠檢測紅外線并將其轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。

-應用：智能家居、安全監(jiān)控、遙控器等。

②紅外傳感器工作原理

-原理圖：紅外發(fā)射器發(fā)射紅外線，紅外接收器接收反射的紅外線。

-信號轉(zhuǎn)換：紅外線信號轉(zhuǎn)換為電信號。

③紅外傳感器硬件連接

-紅外發(fā)射器、接收器與微控制器的連接方式。

-電壓和電流的匹配。

④程序編寫與控制

-條件語句：if-else結(jié)構(gòu)，用于實現(xiàn)邏輯判斷。

-循環(huán)語句：for、while循環(huán)，用于重復執(zhí)行操作。

⑤條件檢測應用實例

-紅外線開關燈：檢測紅外線信號控制燈光的開關。

-紅外線報警系統(tǒng)：檢測紅外線信號觸發(fā)報警。

⑥實驗步驟與注意事項

-實驗步驟：連接硬件、編寫程序、調(diào)試程序。

-注意事項：安全操作、電路連接正確、程序邏輯正確。典型例題講解例題1：

編寫一個簡單的程序，使用紅外傳感器控制一個LED燈。當紅外傳感器檢測到紅外線時，LED燈點亮；當沒有檢測到紅外線時，LED燈熄滅。

答案：

```python

#導入必要的庫

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#設置紅外傳感器和LED燈的引腳

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)#假設紅外傳感器連接到引腳2

led=Pin(3,Pin.OUT)#假設LED燈連接到引腳3

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:#檢測到紅外線

led.value(1)#點亮LED燈

else:

led.value(0)#熄滅LED燈

sleep(0.1)#稍作延時，避免程序過快運行

```

例題2：

編寫一個程序，當紅外傳感器連續(xù)檢測到三次紅外線時，LED燈點亮5秒鐘，然后熄滅。

答案：

```python

#導入必要的庫

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#設置紅外傳感器和LED燈的引腳

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

led=Pin(3,Pin.OUT)

count=0#計數(shù)器，記錄連續(xù)檢測到紅外線的次數(shù)

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

count+=1

else:

count=0#重置計數(shù)器

ifcount==3:#連續(xù)檢測到三次紅外線

led.value(1)#點亮LED燈

sleep(5)#等待5秒

led.value(0)#熄滅LED燈

count=0#重置計數(shù)器

sleep(0.1)

```

例題3：

編寫一個程序，使用紅外傳感器控制一個繼電器，實現(xiàn)門禁系統(tǒng)的基本功能。當有人靠近時，門禁系統(tǒng)打開；當沒有人靠近時，門禁系統(tǒng)關閉。

答案：

```python

#導入必要的庫

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#設置紅外傳感器和繼電器的引腳

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

relay=Pin(4,Pin.OUT)#假設繼電器連接到引腳4

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

relay.value(1)#打開門禁系統(tǒng)

else:

relay.value(0)#關閉門禁系統(tǒng)

sleep(0.1)

```

例題4：

編寫一個程序，使用紅外傳感器控制一個電機，實現(xiàn)自動避障功能。當紅外傳感器檢測到障礙物時，電機反轉(zhuǎn)；當沒有檢測到障礙物時，電機正轉(zhuǎn)。

答案：

```python

#導入必要的庫

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#設置紅外傳感器和電機的引腳

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

motor_forward=Pin(5,Pin.OUT)#假設電機正轉(zhuǎn)連接到引腳5

motor_reverse=Pin(6,Pin.OUT)#假設電機反轉(zhuǎn)連接到引腳6

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

motor_forward.value(0)#關閉正轉(zhuǎn)

motor_reverse.value(1)#啟動反轉(zhuǎn)

else:

motor_forward.value(1)#啟動正轉(zhuǎn)

motor_reverse.value(0)#關閉反轉(zhuǎn)

sleep(0.1)

```

例題5：

編寫一個程序，使用紅外傳感器控制一個風扇，實現(xiàn)定時開關功能。當紅外傳感器檢測到紅外線時，風扇開啟；當紅外線停止檢測一段時間后，風扇關閉。

答案：

```python

#導入必要的庫

frommachineimportPin

fromtimeimportsleep

#設置紅外傳感器和風扇的引腳

ir_sensor=Pin(2,Pin.IN)

fan=Pin(7,Pin.OUT)#假設風扇連接到引腳7

whileTrue:

ifir_sensor.value()==1:

fan.value(1)#開啟風扇

else:

fan.value(0)#關閉風扇

sleep(10)#等待10秒后再次檢測

sleep(0.1)

```教學反思與總結(jié)今天的課，我們通過紅外傳感器的檢測與條件檢測這個主題，帶領學生們探索了傳感器在信息技術中的應用。在這節(jié)課的反思與總結(jié)中，我想和大家分享一下我的心得。

首先，我覺得教學方法上，我嘗試了一些新的互動方式。比如，我讓同學們分組討論設計一個紅外線報警系統(tǒng)，這種小組合作的形式不僅激發(fā)了他們的興趣，還提高了他們的團隊合作能力。我看到他們互相幫助，共同解決問題，這讓我感到非常欣慰。當然，也有一些地方可以改進，比如在分組時，應該更加注意平衡各個小組的能力，以避免出現(xiàn)某些小組過于強勢或過于薄弱的情況。

在教學策略上，我注意到了一些細節(jié)。比如，在講解紅外傳感器的硬件連接時，我提前準備好了視頻教程，這樣學生們可以更直觀地理解連接過程。但是，我發(fā)現(xiàn)有些學生對于視頻中的細節(jié)處理還不夠到位，所以我決定在之后的課上加入一些實際操作環(huán)節(jié)，讓學生們親自動手實踐，這樣可以加深他們的理解和記憶。

在課堂管理方面，我發(fā)現(xiàn)課堂紀律整體上還好，但是也有個別學生在課堂上的注意力不夠集中。針對這一點，我會在今后的教學中更加注重課堂互動，通過提問和小組討論等方式，讓學生們積極參與課堂，從而提高他們的專注力。

說到教學效果，我認為學生們在這節(jié)課中收獲頗豐。他們在知識上掌握了紅外傳感器的原理和檢測方法，技能上學會了如何編寫簡單的控制程序，情感態(tài)度上也展現(xiàn)出了對科技的好奇心和探索欲。特別是那些在小組討論中表現(xiàn)出色的學生，他們的思維能力和溝通能力都有了顯著的提升。

當然，也有一些不足之處。比如，有些學生對編程的概念還不夠清晰，我在講解編程邏輯時可能需要更加耐心和細致。此外，對于一些基礎較弱的學生，我應該在課后給予更多的個別輔導。

為了改進這些問題，我打算采取以下措施：首先，我會準備更多的實際案例和練習題，讓學生們通過實際操作來加深對知識的理解。其次，我會定期組織輔導時間，幫助那些基礎較弱的學生跟上課堂進度。最后，我會在教學中更加注重個別關注，確保每個學生都能參與到課堂活動中來。作業(yè)布置與反饋作業(yè)布置：

1.完成以下編程練習，實現(xiàn)紅外傳感器控制LED燈的功能：

-編寫一個程序，使用紅外傳感器控制LED燈。當檢測到紅外線時，LED燈點亮；當沒有檢測到紅外線時，LED