资源简介

●配套广东高等教育出版社教材《信息技术》（主编：禹飚、陈茂贤）
信息技术教学指南
(九年级)
信息技术教材编写组 编写
二○一九年七月
本册主编：骆丽璇
编写人员：李忠伟 骆丽璇 陈敏贤 赖春华
郭小喜 何连琴
粤高教版信息技术教材教学指南（八年级上册）
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前 言
教材不仅是知识的重要载体，更是育人价值、课程理念、教法学法的重要载体。
由禹飚、陈茂贤老师带领核心名师团队开发的义务教育阶段信息技术全套教材，经历近 20 年的迭代
修改，凭其先进性、适用性和可操作性等优势，在省内多地进行了近 20 年的实践应用，已成为省内一套
高质量的信息技术教材，为各地尤其是南海区信息技术教育的高品质发展作出了重要的贡献。
最新版的本套信息技术教材，是在广泛、深入调研的基础上，以习近平新时代中国特色社会主义思想、
党的十九大和习近平总书记在全国教育大会上的讲话精神为指导，以 2017 年教育部颁布的《中小学综合
实践活动课程指导纲要》[设计制作活动（信息技术）推荐主题及其说明]为基本依据，对接《普通高中信
息技术课程标准（2017 年版）》修订而成。
为了帮助广大教师更好地把握教材所体现的课程理念，领会教材的设计思想和编写意图，深入理解和
掌握教材内容，在教学实践中充分发挥教材的育人作用，打造高品质课堂，提升教学质量， 我们结合最
新版教材修改了教学指南，供老师们在教学时参考。
在本书中，从宏观和微观两个层面对教材进行了解读并给出使用的指导性意见。在宏观上，通过“单
元概述”分析本册教材每个单元教材的地位与作用、内容设计与组织意图、教学目标与重点难点等，并对
每个单元提出教学建议和开展教学评价方式方法；在微观上，逐课对教材内容进行深入细致的分析，包括
该课的地位与作用、内容主线、编写意图、教学目标、重点难点等，并从学情分析、课前准备、课堂活动
和教学拓展等方面提出教学建议，最后再给出了教学评价与反思的指引。
由于编者水平所限，本指南存在各种错误和不足在所难免，对教材理解、解读表述等定有不足之处，
希教师们在使用本指南时，应结合教材进行深入研读、透切理解，再结合学生的具体情况及本人的教学风
格特点，精心备课，才能上出高质量的课，让学生学有所得，老师教有所成。
恳请广大教师对教材和本教学指南中存在的问题及时反馈，并提出宝贵意见，以便我们今后进一步修
改完善。
编 者
2019 年 7 月
粤高教版信息技术教材教学指南（九年级）
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目 录
第一单元 借助传感器做科学实验
本单元概述 ………………………………………………………………………………………………………1
第 1 课 认识我的实验助手——传感器及其应用………………………………………………………………4
第 2 课 用手机检测光照度——光线传感器及其应用…………………………………………………………6
第 3 课 搭建我的实验装置——学习借助 Arduino 做实验……………………………………………………9
第4课 检测人体心率情况——心率传感器及其应用…………………………………………………………12
第 5课 探究液体的沸点——温度传感器及其应用……………………………………………………………14
第 6课 综合应用实践——检测家居环境………………………………………………………………………16
第二单元 开源机器人初体验
本单元概述 ………………………………………………………………………………………………………18
第 1课 探秘机器人世界——初识机器人………………………………………………………………………21
第 2课 动手搭建机器人——认识与安装开源机器人硬件……………………………………………………24
第 3课 让开源机器人动起来——为开源机器人编程…………………………………………………………26
第 4课 制作“害羞”机器人——超声波传感器及其应用……………………………………………………29
第 5课 制作会巡线走的机器人——灰度传感器及其应用……………………………………………………33
第 6课 综合应用实践——制作一个有创意的机器人…………………………………………………………36
第三单元 体验物联网
本单元概述 ………………………………………………………………………………………………………38
*第 1 课 走近物联网——物联网的初步认识…………………………………………………………………41
*第 2 课 模拟监测空气湿度——温湿度传感器及其应用……………………………………………………43
*第 3 课 模拟监测图书馆的人流量——红外反射传感器及其应用…………………………………………45
*第 4 课 模拟控制教室灯光——运用云平台远程控制板载 LED 灯…………………………………………47
*第 5 课 综合应用实践——创建校园环境气象监测站………………………………………………………49
_________________________________
注：打“*”的课为选学内容。
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第一单元 借助传感器做科学实验
本单元概述
一、教材分析
(一)本单元的地位和作用
在当前的大数据时代，我们生活中充满着各种数据，这些数据均可以被各种智能设备自动采集与加工。
传感器正是这些智能设备中不可或缺的信息检测装置。为了让学生了解传感器、体验借助传感器采集数据
的过程，本单元安排了几项借助传感器完成的科学实验。本单元是本册教材的第一单元，通过完成科学实
验活动，让学生了解各种传感器的原理及应用，同时还介绍了与学习、生活相关的常识。本单元所涉及的
传感器的组成、Arduino 开源硬件的安装及编程在后面两个单元均有涉及，为第二、三单元的提供知识铺
垫。
（二）本单元主要内容介绍
1.内容主线
本单元通过开展多个与生活相关科学实验项目活动，让学生了解各种传感器的原理及应用，学会利用
Arduino 开源硬件连接传感器，掌握借助传感器做科学实验的基本方法,提升分析实验数据、提炼观点的信
息意识。
本单元主要内容：
第 1 课：通过开展制作演示文稿“认识传感器”的项目学习，让学生完成一系列的探究活动以及动手
实验，从而初步认识传感器，并要求学生将学习收获制作成演示文稿与同学分享。
第 2课：通过开展检查学习环境的光照度的项目学习，组织学生借助手机的光线传感器，通过光照度
APP 采集学习场所不同位置的光照度。项目要求学生能够将采集到的数据与国家标准做对比，分析学习场
所的灯光环境是否符合标准，并提出相应改善建议。
第 3课：通过开展检测触摸传感器工作过程的项目学习，组织学生通过安装 Arduino 实验装置、编写
程序完成实验。从而初步熟悉借助 Ardunio 做实验的基本流程。
第 4 课：通过开展检测人体心率的项目学习，组织学生借助心率传感器检测人体心率，从中分析不同
性别的人的心率特点的活动，了解心率传感器的使用方式和基本原理，了解实验中硬件的安装方法及库文
件的安装方法。学习使用心率传感器进行心率测试的方法。掌握用传感器做实验的基本步骤。
第 5课：通过开展液体温度测试的项目学习，组织学生借助 PT100 温度传感器检测不同液体的沸点，
从中分析不同液体加热时的温度变化情况。了解修改示例程序的方法，掌握使用 PT100 温度传感器进行液
体温度测试方法。
第 6课：通过开展检测家居环境的项目学习，让学生自行选择检测的元素，挑选对应的传感器，并自
行设计实验的方案。根据实验方案动手实践，最后针对实验进行评价,以作品的形式展示学习成果。
本单元知识技能要点：
（1）传感器的初步知识：基本原理、功能。
（2）使用智能手机做实验的基本方法。
（3）用 Arduino 与传感器搭建实验装置的操作。
（4）Arduino 平台下修改、编译及上载程序的方法。
（5）借助传感器做实验的基本流程与方法。
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2.编写意图
本单元基于 STEAM 教育理念，采用项目学习的方式组织教学内容。通过“用手机检测光照度”、“检测
人体心率情况”、“研究液体的沸点”以及“检测家居环境”等多个借助传感器开展的科学实验，让学生了
解几种传感器的基本原理及其应用，与学习、生活相关的常识，如灯光照度的国家标准、人体心率的特点、
不同液体的沸点等。
（三）教学目标
1.理解传感器的定义、组成及应用。
2.了解光线感应传感器、触摸传感器、心率传感器、温度传感器的功能与应用。
3.应用智能手机中的传感器采集数据。
4.了解借助传感器做实验的基本流程。
5.了解 Ardniuo 主要硬件的功能，掌握安装传感器测量数据的方法。
6.掌握用 Ardniuo 软件编写程序、上载程序的方法。
7.应用借助智能手机或者 Arduino 连接传感器采集数据，分析实验数据并能得出合理的实验结论。
8.提升信息收集、整理、分析、归纳的能力。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.理解传感器的应用。
2.光线感应传感器、触摸传感器、心率传感器、温度传感器的功能与应用。
3.安装传感器测量数据的方法。
4.分析实验数据并能得出合理的实验结论。
【教学难点】
1.传感器的组成。
2.Arduino 主要硬件以及 Ardniuo 软件的基本操作。
3.分析实验数据并能得出合理的实验结论。
二、教学建议
本单元的每个课时均采用小组学习的方式展开。其中有几个课时涉及到硬件安装，因此在组织学生分
组时，要注意均衡每个小组的男女生比例。
1.建议课前教师先自己完成整个实验过程，再根据学校的实际情况合理调整项目学习要求。如第 2 课
测试学习场所光照度的实验，教师可以根据学校实际环境灵活设定测试场所。
2.课前应适当准备相关的实验文字资料、以及辅助教材供学生在活动过程中查阅，提高活动时搜索资
料效率。
3.教师要注意组织学生在实验过程中，有效地采集数据、合理用好教材中提供的各种数据表格、以及
引导学生利用电子表格处理数据。为了提高学习效率，可以提供相关的电子表格文件操作教程给学生在活
动过程中查阅。
4.第 3-6 课均需要涉及到 Arduino 编程，教师需要把握好 Arduino 编程掌握程度的定位。重点解释教
材中图片标示的关键语句即可，不需要让学生完全理解程序所有语句的用法。
三、课时分配建议
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课名称 课时 备注
第 1课 认识我的实验助手 ——传感器及其应用 1
第 2课 用手机检测光照度——光线传感器及其应用 1
第 3课 搭建我的实验装置——学习借助 Arduino 做实验 1
第 4课 检测人体心率情况——心率传感器及其应用 2
第 5课 研究液体的沸点——温度传感器及其应用 2
第 6课 综合应用实践——检测家居环境 2
四、教学评价
本单元的教学评价主要围绕本单元的项目完成情况、课后的“实践与创作”以及学习评估表来开展。
1.教师在组织项目学习的过程中，需要观察学生能否准确、完整地收集到各项实验数据，能否充分参
与各种学习活动，对学生的学习进行过程性评价。及时总结学生在活动过程中容易出错的环节，以及哪些
实验数据较难采集到。
2.实验结束后，教师要对学生的实验结论进行评价，让学生能够通过分析本小组及其他小组的实验结
论，理解该次实验的意义所在，重视实验结论对日常生活的影响。
3.项目学习完成后，组织学生完成课后的学习评估表，引导学生进行自我反思和总结。教师还要及时
了解学生的学习反馈，掌握学生的困惑之处，调整教学安排，拾漏补遗。
4.重视课后的“实践与创作”。每课的“实践与创作”部分设计了与教材正文相应的一些应用活动这
是对学生学习效果的再检验，可以加强巩固学生对知识、技能和方法的掌握，如果教学课时不足，可安排
在课后来完成。
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第 1 课 认识我的实验助手
——传感器及其应用
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课是本单元的前置基础知识，介绍了传感器及传感器的组成等相关知识，让学生初步了解传感器，
对接下来借助传感器做实验提供感性认识。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
通过开展制作演示文稿“认识传感器”的项目学习，让学生完成一系列的探究活动、动手实验初步认
识传感器，并要求学生将学习收获制作成演示文稿与同学分享。
2.编写意图
本课安排学生通过一系列的探究活动、动手实验初步认识传感器，目的在于让学生对传感器有个全面
的认识，这样才有利于学生接下来在借助传感器做科学实验时，能够理解某个传感器的原理、以及其在实
验过程中的作用。
教材中“传感器的应用”有一项“探究”活动，要求学生完成表 1-1-1 传感器的应用实例。这项活动
的目的在于让学生通过查找传感器的应用实例，从而发现传感器无处不在，与我们的生活息息相关。
“体验智能手机中的传感器”中的探究活动“对比传统指南针与智能手机的指南针”，是本课的唯一
一项实验活动。该项活动的目的在于让学生体验传感器的应用，从而体会到传感器在采集数据过程中的优
越性。
（三）教学目标
1.了解传感器的定义、组成及应用。
2.会用智能手机中的传感器采集数据。
3.体会传感器在智能采集数据过程中的优越性。
4.学会利用网络搜集、整理传感器的相关素材，并制作演示文稿。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.传感器的组成及其应用。
2.体验智能手机中的传感器。
【教学难点】
理解传感器的敏感元件、转换元件，变换电路三部分的作用。
二、教学建议
（一）学情分析
学生在日常生活中已经使用过不少传感器，对传感器的应用实例不会陌生，但他们的认识还比较模糊，
大多数还不会意识到传感器在各种智能设备、电器设备中的作用。
经过初中两年的学习，学生已经掌握了通过网络进行自主探究学习的能力，有能力完成学习活动及实
验活动。但由于他们是首次在课堂上利用智能手机采集数据，有可能会被手机其他应用干扰，降低学习注
意力，因此需要给出明确的活动指引，提高活动的效率。
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（二）课前准备
1.可以准备多种不同的传感器，让学生更加直观地观察传感器。
2.准备几个传统指南针，以及几部智能手机或平板电脑，并安装指南针 APP。
3.准备介绍一些传感器的文章或视频。
（三）课堂活动
在教学之初，就可以组织学生以小组为单元开展各项教学活动，引导学生合理分工，提高项目实施的
效率。
1.表 1-1-1 传感器应用实例，可以让不同的小组分别完成一个应用领域的填写，让学生能够专一搜索
一项应用实例，能够更充分地了解传感器在该应用实例的作用。教师可以灵活处理该表格，除了表格中所
列举的应用领域外，还可以设计一些与当地特色产业或学生较常接触的应用领域进行填写，务求让学生能
够深入到某个应用实例里了解传感器在该实例中的作用。
2.本课的内容以理论为主，建议教师能够准备多种教学素材，如传感器零件、应用传感器的小家电、
关于传感器介绍的视频等，在学习传感器的定义这一环节中让学生能够通过直观的体验理解抽象的知识。
（四）教学拓展
还可以通过播放视频等方式让学生了解传感器行业现状及未来发展前景。
三、教学评价与反思
可以组织学生根据本课的表 1-1-2 对小组的项目学习成果进行评价，同时教师可以根据学生填写的学
习评估表（表 1-1-3）及“检测与评估”的情况，掌握本节课的教学效果。
教师可以参考以下几个问题进行教学反思：
1.本课的重、难点教学是否到位，学生能否顺利完成各探究活动的表格填写？如表 1-1-1 学生的填写
内容主要集中在哪个应用领域，哪些应用领域学生填写不到位，是否要补充讲解这些应用领域的实例。
2.学生能否顺利完成用智能手机的指南针程序测量方向的实验，实验过程中容易出错的环节在哪里？
3.学生的项目学习成果是否完整，能否对传感器的认识能形成自己的观点？
四、参考答案
（一）课内活动答案
敏感元件:直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号。
转换元件:将输出的物理量信号转换为电信号。
变换电路:负责对输出的电信号进行放大调制。
（二）检测与评估答案
1.传感器由 敏感元件 、__转换元件_和___变换电路__组成。
2.下面关于传感器的说法错误的是（C）。
A．传感器使机器拥有了触觉、味觉和嗅觉等感官。 B．传感器是一种检测装置。
C．传统指南针之所以能测量方向是因为安装了磁场感应器。 D．智能手机集成了多种传感器。
3. 在传感器中能够直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号的元件是（A）
A. 敏感元件 B.转换元件 C.变换元件 D．变换电路
4.智能手机集成了以下哪些传感器（ABCDEF）。
A.磁场传感器 B.加速度传感器 C.压力传感器 D.光线传感器
E. 陀螺仪传感器 F. 温度传感器
5.以下实例应用了传感器的有（ABCE）。
A.无人巡航机 B.倒车雷达 C. 智能手环 D. 传统指南针 E.声控灯 F.水银温度计
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第 2 课 用手机检测光照度
——光线传感器及其应用
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课是第一项科学实验，实验的设备也相对简单，实验过程较其他项目容易。将本实验作为本单元的
第一个实验，目的就是在于让学生能够从本实验中获得成就感，体会到借助传感器做实验的优越性。所以
本课的项目如能顺利的完成，会充分激发学生对本单元的学习欲望及兴趣。
（二）教学内容
1.内容主线
活动主线：通过开展检查学习环境的光照度的项目学习，组织学生借助手机的光线传感器，通过光照
度 APP 采集学习场所不同位置的光照度。项目要求学生能够将采集到的数据与国家标准做对比，分析学习
场所的灯光环境是否符合标准，并提出相应改善建议。
2.编写意图
通过本项科学实验，让学生理解光线传感器的作用，并了解光源照度的标准，令学生能够重视对日常
生活中各种光源的照度调节。
表 1-2-1 中设计了三个测量的场所，这些都是学生在计算机课室周边能够迅速测量到的场所。在实际
教学中，可以根据教学环境适当增加或减少测量场所。表格中的“参考平面及高度”一栏必须要严格按国
家标准来填写，因为不同的测量高度得到的测量结果会相差很多，教师需要提醒学生采集数据时注意到这
一点。
表 1-2-2 中设计了每个测量场所都需要选择三个不同的位置测量，再取平均值。这样设计的目的一是
为了学生知道需要经过多次测量才得到有效的数据，二是为了让学生能够留意到同一场所是否存在灯光不
均匀的现象。
本课最后的“实践与创作”要求学生回家测量自己的学习桌面光源照度，这是一项容易完成并且极有
意义的实验，能够有效引起学生注重生活环境的灯光污染问题，达到学以致用的教学效果。建议教师都能
安排学生课后完成，并在下一课时有所反馈。
（三）教学目标
1.了解光线感应传感器。
2.理解光照度的含义。
3.掌握利用智能手机测量灯光照度的方法。
4.分析实验数据并能提出合理的改善建议。
（四）教学重点和难点
【教学重点】
1.光线传感器的作用。
2.利用智能手机测量灯光照度。
【教学难点】
根据测量数据分析灯光环境，并能够提出合理的改善建议。
二、教学建议
（一）学情分析
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学生对智能手机并不陌生，对智能手机中的光线传感器的应用也非常熟悉，但未必了解光照度，不清
楚光照度强弱对视力的影响。
（二）课前准备
1.一个学习小组准备 1～2 部智能手机或平板电脑。
2.为保证测量数据的一致性，所有智能手机都安装同一款测量灯光照度的 APP。
（三）课堂活动
1.建议指导学生在实验前合理分工，如一些同学负责查找资料填写 1-2-1，一些同学负责采集数据完
成表 1-2-2。在学生进行科学实验的过程中，教师应该注意指导学生按标准的位置采集数据，同时指导学
生观察灯光情况，如是否有损坏，是否有其他光源影响照度等等。这样才能令学生能够有针对性地思考改
善环境光源的方法。
2.可以在课前先下载好我国的《建筑照明设计标准》（GB 50034-2013），在活动前提供完整版本给学
生，这样可以提高搜索的效率。参考网址：
http://www.soujianzhu.cn/Norm/JzzyXq.aspx?id=231
（四）教学拓展
教师可以提供多几个用于测量数据的 APP，如声音分贝测量、磁场测量等，让学生认识到利用智能手
机可以测量到各种各样的数据，借助手机中的传感器能够帮助我们解决生活中的实际问题。
三、教学评价与反思
根据学生的实验结果分析及学习评估情况，掌握本节课的教学效果。
教师可以参考以下几个问题进行教学反思：
1.学生在设采集数据时，容易忽略的是哪方面的问题，哪些环节设计得不够理想？在接下来的教学中，
应根据前面的问题做补充讲解。
2.学生能否分工完成实验，合作能力如何？学生在合作过程中普遍存在的问题是什么？
3.学生们最终的实验报告中，能否有效地分析学习场所光源存在的问题。如果不能，主要原因在于那
里，应如何改善？
四、参考答案
（一）课内活动答案
（1）查阅资料，适合阅读的照度一般是___500___lx？
（2）表 1-2-1 教育建筑照明标准值
房间或场所 参考平面及其高度 照度标准值（lx）
计算机教室 0.75m 水平面 500
教室黑板 黑板面 500
楼梯间 地面 150
（3）根据国家标准《建筑照明设计标准》（GB 50034-2013），在一般情况下，设计照度值与照度标准
值相比较，可有____-10%___至_____10%________的偏差。
（二）检测与评估答案
1.在智能手机中，用于感应光线强度的感应器是 光线传感器 ，它一般位于 手持设备屏幕上方 。
2.照度的基本单位是（A）。
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A. 勒克斯 B.分贝 C.流明 D.瓦特
3.适合阅读的照度是（C）。
A．100lx B．300lx C．500lx D．750lx
4.小明要检测他的学习桌面的光源照度是否适合阅读，合理的做法是（C）。
A.在中午拉开窗帘，打开台灯，将手机放置在桌面检测照度。
B.在中午拉紧窗帘，打开台灯，将手机贴近台灯灯泡检测照度。
C.在晚上打开台灯，将手机放置在桌面检测照度。
D.在晚上打开台灯，将手机贴近台灯灯泡检测照度。
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第 3 课 搭建我的实验装置
——学习借助 Arduino 做实验
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课是首次介绍 Arduino，涉及到许多关于 Arduino 的基础知识，内容比较琐碎，但又必须要掌握。
Arduino 开源硬件非常考验学生的动手能力，要安装好实验装置并不容易。通过简单的小实验，让学生从
中获得成就感，有利于学生迅速掌握 Arduino 软、硬件的基本操作，从而顺利开展后面的几项实验，以及
第二、三单元的学习。
（二）本课主要内容
1.内容主线
通过开展检测触摸传感器工作过程的项目学习，组织学生通过安装 Arduino 实验装置、编写程序完成
实验。从而初步熟悉借助 Ardunio 做实验的基本流程。
2.编写意图
由于本课是涉及 Arduino 开源硬件的第 1课时，会涉及到许多硬件相关知识、专业术语、操作繁琐。
为了减低项目难度，本课仅安排探究触摸传感器的工作过程的简单实验，不涉及复杂的采集、分析数据的
操作。
本课的旁注也涉及到不少重要知识，教师在教学过程中，不要忽略旁注的内容。
图 1-3-1、图 1-3-2 两个图分别介绍了 Arduino UNO 主控板及传感器扩展板的组成。不同厂家开发的
硬件可能会略有不同，在整体上大同小异。教师在教学过程中要组织学生结合这两幅图，认真观察实际硬
件，找出图中标注的各项组成部分。学生熟悉了这两块硬件的组成，接下来安装硬件时才不会出错。
（三）教学目标
1.了解 Ardniuo 主要硬件的功能。
2.掌握用 Ardniuo 软件编写程序、上载程序的方法。
3.理解触摸传感器的功能。
4.了解借助传感器做实验的基本流程。
5.掌握安装传感器测量数据的方法。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.触摸传感器的功能。
2.安装传感器测量数据的方法。
【教学难点】
1.Arduino 主要硬件的功能。
2.安装传感器测量数据的方法。
3.Ardniuo 软件的基本操作。
二、教学建议
（一）学情分析
学生在日常生活中已经接触过不少应用到触摸传感器的实例，经过第 2 课的学生，他们能够理解触摸
传感器在各种智能设备、电器设备中的作用。但第 2 课时学生只是应用了传感器、并没有接触到传感器、
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也没有动手安装、编程来驱动传感器。因此，本课是首次涉及接触硬件组装，学生们会有强烈的好奇心以
及动手欲望。学生通过小学 scratch 编程以及八年级下册 VB 单元的学习，有一定的编程基础，因此会比较
容易掌握在 AruduBlock 里编程的方法。
（二）课前准备
1.根据教材表 1-3-1 准备实验器材。
2.在计算机中安装 ArduinoEdu2.0。
3.提供教材中部分插图的原图，在教学板书中放大给学生观察，方便学生看清实验装置的连接以及程
序的原代码。
（三）课堂活动
本课知识琐碎又涉及硬件安装，因此要充分调动女生的细心、男生的动手能力，在组织学习小组时，
要注意每个小组都要男女比例均衡，这样才能充分发挥小组学习的优越性。
1.教师在上课时，要引导学生多观察，留意 Arduino 各个硬件的组成、接线的方式。
2.在完成图 1-3-14 的积木编程后，需要重点解释各个模块中数字的含义，可以让学生通过修改这些
数字，观察程序改变后对触摸传感器的工作过程产生什么影响，加深理解程序中各模块的作用。
3.本课的“创作与实践”不难，只需几分钟即可完成，建议组织学生在当节课完成。在本课实验装置
的基础上，增加一个蜂鸣器。注意让学生观察参考程序中蜂鸣器和触摸传感器的连接针脚，不要接错位置。
本单元第 5 课的“创作与实践”也涉及到加装蜂鸣器的操作，建议让学生参考教材的操作指引，自主探究
完成。
（四）教学拓展
可以准备多几个传感器模块供学生观察与连接。同时准备一份 Arduino 教程，让学有余力的学生查阅
教程，自学相关的内容。
三、教学评价与反思
教师可以根据学生填写的学习评估表（表 1-3-4）及“检测与评估”的情况，掌握本节课的教学效果。
教师反思课堂教学：
1.学生在安装实验装置的过程中，哪个环节容易出错，那个硬件容易接错？
2.学生能否理解本次实验的程序各项参数的含义，是否能够根据实际连接方式，更改相应参数？
3.学生是否积极参与探究活动？是否给予学生充分的时间探究？
四、参考答案
（一）课内活动答案
（1）用手指按压触摸传感器，此时串口监视器显示___1___，松开触摸传感器，此时监测窗口显示
____0___。
（2）分析数据可知，1表示__有触摸________，0 表示________无触摸___________。
（二）检测与评估答案
1.Arduino 是一款开源电子原型平台，包括__硬件______和____软件_____。
2.目前最通用的 Arduino 主控板型号是___Arduino UNO_________。
3.下面说法错误的是（B）。
A. ArduinoEdu2.0 是 Arduino IDE 的其中一个版本。
B. ArduinoEdu2.0 是一款图形化编程软件。
C. ArduBlock 目前必须依附于 Arduino 软件下运行。
D.将 Arduino 连接到计算机后，需要设置 Arduino 主控板的类型及接入端口。
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4.用手指按压触摸传感器，此时串口监视器显示（A）。
A．1 B．0 C．开 D．关
5.将传感器与扩展板连接起来的线是（D）。
A．电源线 B．USB 连接线 C．数据线 D．杜邦线
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第 4 课 检测人体心率情况
——心率传感器及其应用
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
传感器的应用和利用计算机进行数据采集、分析从而得出实验结论是利用传感器做科学实验的重要组
成部分。本课是本单元中采用传感器做科学实验以项目式展示的第一个实例，在学习心率传感器的基础上，
对实验设备的链接知识和使用库文件的知识作进一步深入和系统的学习，让学生对用传感器做科学实验有
比较全面的了解，以提高学生的实验动手能力。
（二）教学内容
1.内容主线
通过开展检测人体心率的项目学习，组织学生借助心率传感器检测人体心率，从中分析不同性别的人
的心率特点的活动，了解心率传感器的使用方式和基本原理，了解实验中硬件的安装方法及库文件的安装
方法。学习使用心率传感器进行心率测试的方法。掌握用传感器做实验的基本步骤。
2.编写意图
传感器的知识非常丰富，不可能也没必要在一课内作很全面系统的学习，本课结合生物学科知识，通
过利用心率传感器检测人体心率，从中分析不同性别的人的心率特点的活动，让学生了解心率传感器的使
用方式，目的不仅仅在于学会使用心率传感器，更重要的是让学生了解借助传感器做科学实验的基本步骤，
通过以心率传感器为例子能够理解某个传感器的原理、以及其在实验过程中的作用。
教材中涉及安装与使用库文件活动，要求学生了解实验中硬件的安装方法及库文件的安装方法。知道
每一款传感器都需要调用相应的库文件以实现程序预定的功能。
实验探究活动其目的在于让学生体验用传感器做科学实验的过程，从而体会到传感器在采集数据过程
中的优越性。通过数据采集、处理、分析从而得出结论。完成一个用用传感器做科学实验的过程。
（三）教学目标
1.了解心率传感器的功能、传感器库文件的安装及调用方法、用传感器做实验的探究过程和步骤。
2.掌握心率传感器的接线方式及测试方法。
3.学会数据采集、处理、分析、得出实验结论。
（四）教学重点和难点
【教学重点】
1.了解心率传感器的使用方法及库文件的安装和调用方法。
2.学会数据采集、处理和分析。
【教学难点】
学会如何从数据中得出实验结论。
二、教学建议
（一）学情分析
经过前 3课的学习，学生已对传感器有一定的理解和接触，对传感器已没有陌生感，因此学生对传感
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器的基本知识往往比较容易掌握。但库文件的安装和调用是首次出现，学生会感到陌生，对库文件内在的
已有程序的阅读存在一定的困难。对实验操作来说从数据的采集到数据的处理、分析都需要按步骤完成，
所以实验装置的安装和设备的设试都很重要。学生在首次接触时往往会出现不同的错误。
（二）课前准备
1.检查是否可用 IE 正常上网。
2.按书本的器材清单准备好相关的器材。
3.准备好 Arduino IDE（1.66 以上）软件及心率传感器库文件。
（三）课堂活动
1.建议指导学生在实验前合理分工，用好计算机本身的资源和网络资源辅助教学。
2.建议教学中结合实物示范介绍心率传感器的硬件知识。
3.建议结合操作应用了解传感器的库文件安装和调用方法。
4.建议在教学中可结合生命安全教育，合理引导学生什么才是健康的生活方式，让学生通过学习掌握
健康的生活方式。
5.在实验数据采集中，心率的情况因人而异，数据采集会因被采集人当时的情绪和活动情况等产生差
异，所以在数据采集时应注意被采集人的状态是平静的情况下才进行数据采集。
6.在引导学生进行科学结论推导的过程中，可把握住数据的共性，结合处理数据时产生的电子数据图
表寻找规律，切记要遵循科学不可以偏盖全。
7.科学实验出现合理误差是很正常的事，要教育学生数据误差应是在可控范围，当出现数据差异过大
时应重新采集数据或更换样本。
8.实验中的数据图表只作参考，可根据实际情况进行设计。
（四）教学拓展
对学有余力的学生，可以拓展了解心率传感器示例文件的程序，让学生思考如何改良该实验项目。
三、教学评价与反思
根据考察学生对本课心率传感器的安装和实验过程，教师可以参考以下几个问题进行教学反思：
1.学生能否对心率传感器进行安装？
2.学生是否知道如何安装和调用库文件？
3.学生能否完成实验数据的采集、处理、分析，能否从数据中得出实验结论。
四、参考答案
（检测与评估参考答案）
1．心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数。
2．心率传感器通过检测皮下毛细血管内的血氧量变化来检测对应的人体心率，并转换成可用的输出
信号，是一种光学技术设备。
3．Arduino 拥有自己的库管理器，每一款传感器都需要调用相应的库文件以实现程序预定的功能。
4．心率传感器的 GND 端代表的是电源输入负极，VCC 端代表的是电源输入正极。
5．下列不是健康生活方式的是（C）。
A．课余时间散步 B．坚持适量的运动 C．晚上玩游戏至深夜 D．假期与家人一起去旅游
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第 5 课 探究液体的沸点
——温度传感器及其应用
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
经过第 4课的学习，学生对使用传感器做科学实验的步骤有一定了解，本课在承接上一课的基础上学
习 PT100 温度传感器的使用方法，在学习 PT100 温度传感器的基础上，通过对示例程序的修改进一步深入
学习传感器的使用，让学生对用传感器做科学实验有更全面的了解，以提高学生的实验动手能力。示例的
阅读和修改方法为下一单元的程序编写作铺垫。
（二）教学内容
1.内容主线
通过开展液体温度测试的项目学习，组织学生借助 PT100 温度传感器检测不同液体的沸点，从中分析
不同液体加热时的温度变化情况。了解修改示例程序的方法，掌握使用 PT100 温度传感器进行液体温度测
试方法。
2.编写意图
本课结合物理学科知识，利用 PT100 温度传感器对液体温度进行测量。通过学习 PT100 温度传感器的
相关知识和学习对 PT100 温度传感器示例程序的修改，进一步探究液体沸点原理，优化传统物理实验装置，
感受传感器在数据采集方面的优势。
教材中实践与创作环节利用增加蜂鸣器，制作高温报警器的创新实验，在提高生活实用性的同时让学
生了解生活中的物品往往不仅只使用了一种传感器，要实现某种功能需要根据实际情况采用一种或多种传
感器。其示例的阅读和修改方法为下一单元的程序编写作铺垫。
（三）教学目标
1.了解温度传感器的功能与工作原理。
2.掌握 PT100 温度传感器的接线方式和液体温度的检测方法。
3.学会阅读和修改示例程序。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.了解温度传感器的功能与工作原理。
2.掌握 PT100 温度传感器的接线方式和液体温度的检测方法。
【教学难点】
学会阅读和修改示例程序。
二、教学建议
（一）学情分析
经过第 4课的学习，学生已对使用传感器做科学实验有一定的理解和接触，学生在初中物理学科中也
有传统的温度测试实验，所对本实验的安排并不陌生，学生对 PT100 温度传感器的基本知识比较容易掌握。
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但示例文件的阅读与修改，学生首次接触会感到陌生，面对陌生的程序进行阅读与修改则存在一定的困难。
（二）课前准备
1.按书本的器材清单准备好相关的器材物品及蜂鸣器。
2.高温传感器库文件 DFRobot HighTemperature Sensor.zip
（三）课堂活动
1.建议用好实物资源教学，结合实物示范介绍 PT100 温度传感器的硬件知识。
2.建议结合实际操作应用了解传感器的示例文件的阅读和修改，在示例文件的阅读时尽借助教材解析
语句的作用，能过反复的示例修改进行感受与体会。
3.本课的“创作与实践”不难，只需数分钟即可完成，建议组织学生在当节课完成。在本课实验装置
的基础上，增加一个蜂鸣器。其接线方式可让学生结合第 2 课的知识进行实践，而示例的修改则可参考教
材自主探究完成。
（四）教学拓展
对于学有余力的学生，可以拓展了解传感器示例文件程序的编写，同时准备一份 Arduino 教程，让学
有余力的学生查阅教程，自学相关的内容，并思考如何改良该实验项目或改良高温报警器。
三、教学评价与反思
根据考察学生对本课 PT100 传感器的安装和实验过程，教师可以参考以下几个问题进行教学反思：
1.学生能否对 PT100 传感器进行安装？
2.学生能否安装和调用库文件？
3.学生能否完成实验数据的采集、处理、分析，能否从数据中得出实验结论。
四、参考答案
（检测与评估参考答案）
1.温度传感器是最早开发、应用最广的一类传感器。它能感受温度并转换成可用的输出信号。
2.温度传感器按测量方式不同可分为接触式和非接触式两大类。
3.下面关于 PT100 温度传感器说法错误的是（B）。
A．它包括温度传感器模块、PT100 探头、PH2.0-3P 模拟量连接线三部分
B．它是一款非接触式温度传感器
C．它是一款电阻式温度传感器
D．它能够检测 30～350℃范围内的温度
4.水、醋、酒精、油这四种液体沸点最低的是（B）。
A．水 B．醋 C．酒精 D．油
5.将 PT100 温度传感器与 Arduino 传感器扩展板连接，以下方式正确的是（ABC）。
A．传感器的“-”引脚接在传感器扩展板的“G”引脚
B．传感器的“+”引脚接在传感器扩展板的“V”引脚
C．传感器的“A”引脚接在传感器扩展板的模拟数据引脚 A0～A7 中任意一个
D．传感器的“A”引脚接在传感器扩展板的数字引脚 A0～A7 中任意一个
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第 6 课 综合应用实践
——检测家居环境
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
作为本单元的最后一课，本课既是将本单元所学的知识应用到“检测家居环境”的实践活动中，又是
作为学习成果的展示，通过对实验的设计和对传感器的应用，让学生对本单元所学的知识进行一些综合归
纳和应用，充实传感器方面的知识体系，提高规划、实践能力，培养学生的应用能力和创新的精神。
（二）教学内容
1.内容主线
通过开展检测家居环境的项目学习，让学生自行选择检测的元素，挑选对应的传感器，并自行设计实
验的方案。根据实验方案动手实践，最后针对实验进行评价,以作品的形式展示学习成果。
2.编写意图
将理论知识应用到实践中，是信息技术课程的必然要求。学生在学习了本单元前几课后，再亲自规划
实验，使学习走向高潮，达到进一步提升的目的。
本课的教学主要分两部分，首先让学生根据自己感兴趣的内容选定一个影响家居环境的因素进行测
试，由学生自行设计一个实验，再对实验进行展评，使学生能相互借鉴、相互提高。
（三）教学目标
1.了解各种传感器，合理选用传感器。
2.掌握信息收集、整理、分析、归纳的方法。
3.掌握实验的规划和设计方法。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.掌握信息收集、整理、分析、归纳的方法。
2.掌握实验的规划和设计方法。
【教学难点】
按实际情况挑选合适的传感器并进行实验的规划和设计。
二、教学建议
（一）学情分析
经过前几课的学习学生对实验并不陌生，但对于自行设计实验还是存在一定难度，教师要注意引导并
对教学作好准备，先从分析影响家居环境的因素入手，引导学生正确选择传感器，调控好课堂，就能使本
课的学习活动顺利开展，达到教学的目的。
（二）课前准备
1.准备好一些常用的传感器，提供给学生使用。
2.准备好一份空白的纸，提供给学生使用。
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3.准备评价表，供各人评价。
（三）课堂活动
1.本课是由项目分析、项目实施、项目评价这些小环节构成，教材提供的只是一个指引，教师可以按
照学生本身的实际情况适当调整各个环节来组织开展本次活动。以学生为中心开展活动，尽可能把活动的
组织过程也交给学生负责。教师在关健的时候进行指导。
2.在开展教学前要先组织学生了解家居环境的相关标准及影响因素，让学生有目的地进行设计。
3.在实验装置设计和组装时要考虑实验安全，开展实验要在安全的情况下进行，对安全问题不可掉以
轻心。
4.在评价实验设计时可根据实验的可操作性和可行性进行，尽可能引导学生思考问题要全面。
5.在本课的教学中可适当加入环境保护的相关知识，培养学生环境保护的理念。
（四）教学拓展
对于学有余力的学生，可以拓展学习关于检测家居环境中可用到的各种传感器的更多知识，同时准备
一份 Arduino 教程和各种传感器的资料，让学有余力的学生查阅教程，自学相关的内容。
三、教学评价与反思
根据考察学生参与的情况和完成实验的情况，教师可以参考以下几个问题进行教学反思：
1.学生能合理地进行科学实验设计吗？
2.学生能快速地完成传感器的选取和制作出实验方案吗？
3.学生能积极参与评价活动吗？
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第二单元 开源机器人初体验
本单元概述
一、教材分析
（一）本单元的地位和作用
随着近年来人工智能的飞速发展,机器人给各行业带来的创新和对人类生活方式的改变不容小觑。为
顺应时代发展和同学们的学习需求，本单元确定将门槛低、拓展性强的开源机器人作为项目学习的主题。
让学生学习机器人的相关知识，实践制作开源机器人，开启一段美妙的创客之旅。
（二）本单元主要内容介绍
1.内容主线
本单元以设计开源机器人为活动主线，引领学生经历“需求分析-硬件组装-程序编写-机器人调试”
一系列开源机器人开发制作的流程。让学生了解开源机器人相关的基础知识，理解超声波传感器、灰度传
感器等传感器的原理，掌握开源机器人搭建及编程的方法，提升学生的创新精神和实践能力。
本单元主要内容：
第 1课：通过开展制作演示文稿“初识机器人”的项目学习，让学生理解机器人的定义、了解机器人
的组成、发展、分类及应用，了解开源硬件、开源机器人及开源机器人制作的流程。
第 2 课：通过开展“组装一台开源机器人”的项目学习，让学生了解常用的开源机器人硬件，掌握开
源机器人各部分硬件及作用，掌握动手搭建 Arduino 开源机器人硬件的方法。
第 3 课：通过开展“设计走正方形的图形轨迹的机器人”的项目学习，让学生了解电机扩展板的用途，
掌握电机和电机扩展板的正确连线，掌握编程驱动直流电机工作并通过编写程序控制机器人前进、后退、
左转、右转的方法。
第 4 课：通过开展“设计一个害羞的机器人”的项目学习，让学生了解超声波传感器的用途，掌握超
声波传感器的使用方法，理解“害羞”机器人的算法原理并编写条件分支程序设计“害羞”机器人。
第 5 课：通过开展“制作会巡线走的机器人”的项目学习，让学生了解灰度传感器的用途，掌握地面
灰度传感器的使用方法，理解机器人巡线行走的算法原理并编写程序让其实现巡线走的功能。
第 6课：通过开展“制作一个有创意的机器人”的项目学习，让学生灵活运用前几节课所学的知识，
从外观、结构、功能等方面着手，设计出一个具有创意的机器人。
2.编写意图
机器人是学习人工智能很重要的一部分内容，本单元以开源机器人的体验为出发点，设计一些有趣味
性的机器人制作项目。根据学生的认知发展规律，课程内容安排上遵循由少到多、由简到繁的原则，将机
器人的知识、技能和方法渐进式安排，同时又有螺旋上升式的穿插。让学生将理论知识与实践探究有机结
合，培养学生知识迁移、实践探究的能力。
本单元知识技能要点：
（1）机器人的基本结构、发展、分类及应用。
（2）开源机器人的主要硬件及制作流程。
（3）超声波传感器、灰度传感器的基本原理。
（4）搭建 Arduino 开源机器人硬件的方法。
（5）用 ArduBlock 进行开源机器人编程的方法。
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（三）教学目标
1.了解机器人的基本结构、发展、分类及应用。
2.了解开源机器人的主要硬件及制作流程。
3.理解超声波传感器、灰度传感器的基本原理。
4.掌握搭建 Arduino 开源机器人硬件的方法。
5.掌握用 ArduBlock 进行开源机器人编程的方法。
6.培养学生知识迁移、实践探究的能力。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.了解开源机器人的主要硬件及制作流程。
2.超声波传感器、灰度传感器的使用。
3.Arduino 开源机器人硬件及搭建方法。
4.掌握用 ArduBlock 进行开源机器人编程的方法。
5.各种机器人巡线算法原理的理解。
【教学难点】
1.Arduino 开源机器人硬件及搭建方法。
2.掌握用 ArduBlock 进行开源机器人编程的方法。
3.各种机器人巡线算法的异同
二、教学建议
本单元每课安排一个小项目，对项目的设计要充分调动学生的积极性，开展探究性学习，在课堂完成。
现提供以下几方面的建议供参考：
1.关于机器人理论知识的学习，教师在课前应适当准备供学生查阅的网址、文字资料及辅助教材，帮
助学生在活动探究中进行针对性的查阅，提高活动效率。
2.本单元有几个课时都涉及到硬件安装，考虑到学生动手能力的差异，实际教学中可采用男女搭配的
小组学习形式展开。
3.探究新知环节的学习，老师应作适当的讲解和示范，帮助学生对知识的理解掌握，进而更好地完成
项目实施部分的学习。
4.课程内容较多的课时，可以给学生一个半成品练习（例如项目的机器人部分或全部的硬件已经搭建
好），让学生完成程序功能（编写代码）部分。
5.在“实践与创作”部分设计了与教材正文相应的一些应用活动，以加强巩固学生对知识、技能和方
法的掌握，如果教学课时不足，可安排在课后来完成。
三、课时分配建议
课名称 课时 备注
第 1课 探秘机器人世界 ——初识机器人 1
第 2课 动手搭建机器人——认识与安装开源机器人 1
第 3课 让开源机器人动起来——为开源机器人编程 1
第 4课 制作“害羞”机器人——超声波传感器及其应用 1
第 5课 制作会巡线走的机器人——灰度传感器及其应用 1
第 6课 综合应用实践——制作一个有创意的机器人 2
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四、教学评价
开源机器人的设计是本单元的主要学习活动，评价围绕主要学习内容来展开，一方面要对知识的了解、
技能的掌握通过测评的方式进行评估，了解学生对知识的学习情况，另一方面更需通过“实践与创作”的
环节，促使学生会运用所学的知识解决实际的问题，培养学生运用算法思维解决问题的能力，最后通过实
践与创作的活动开展，评估学生的整体学习情况。
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第 1 课 探秘机器人世界
——初识机器人
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本节课是探秘机器人世界的第一节课，通过了解机器人的组成和发展、分类及应用，学习开源机器人
定义及开源机器人的制作流程，对机器人的相关知识有初步认识，为后面的学习打好基础。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
以制作“初识机器人”的演示文稿作品为项目，涵盖机器人定义、组成、分类和应用、开源机器人的
定义及制作流程等内容。让学生完成一系列的探究活动初步认识机器人，并要求制作演示文稿与同学分享。
2.编写意图
要完成机器人的项目设计，学习机器人的相关理论知识必不可少。为了避免以往理论知识教学收效差
的弊端，本课以项目形式搭起知识框架，安排学生通过网上搜索和交流等探究性活动展开学习，使教学既
有趣味性又有开放性。让学生在愉快的活动中学习机器人的相关知识，了解开源机器人的定义及制作流程。
为接下来学习开源机器人的搭建、开源机器人的编程等内容作好知识铺垫。
（三）教学目标
1.理解机器人的定义。
2.了解机器人的组成、分类、发展与应用。
3.了解开源硬件和开源机器人的制作流程。
4.学会利用网络搜集、整理素材，并形成学习报告。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.机器人的定义及组成。
2.机器人的应用。
3.开源机器人的制作流程。
【教学难点】
1.机器人发展历程中各阶段机器人的特点。
2.对机器人有关材料的整理、归纳和制作成演示文稿。
二、教学建议
（一）学情分析
学生在日常生活中见过很多机器人的实际应用，对机器人有浓厚的学习兴趣，但他们的认识还比较模
糊，大多数人还不了解机器人的组成及制作流程。
初三学生已具有较好的网络学习能力，能通过网络进行搜索资料并学习，大部分学生应能完成课文主
干部分的学习活动。
（二）课前准备
1.准备一些关于机器人发展、应用方面的照片或视频。
2.准备一个主题为“初识机器人”的演示文稿。
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（三）课堂活动
本课教学要放弃已成为多数人习惯的理论讲授为主的教学方式，把学习的主动权交给学生，围绕教材
设计。
1.课前教师可播放关于机器人应用的宣传广告或视频吸引学生注意力，激发学生的学习热情。
2.根据课程内容教师可将提前准备好的学习资料发给学生学习，并组织学生以小组为单元开展教学活
动，引导学生合理分工，提高项目实施的效率。
3.学生开展项目学习前，可向学生说明项目学习的要求及作品评价标准，以便学生展开针对性的资料
搜索。
4.学生在上网搜索资料时，老师要注意学习的引导和课堂的调控，让学习紧紧围绕教材开展学习活动，
防止学生脱离教材造成时间浪费。
5.如果学生对制作演示文稿不熟练，教师可将“初识机器人”的范例演示文稿发给学生，便于学生按
“作品创作”中的要求进行演示文稿制作。
（四）教学拓展
教师可通过播放视频等方式让学生了解机器人研制的时代背景及我国机器人的研制情况。
三、教学评价与反思
（一）教学评价
1.由于本课主要是以学生自主探究学习为主，教师要加强学习过程的引导和监控，对项目学习小组及
个人表现都要进行及时点评和鼓励，让全体同学围绕各自的分工任务展开高效学习。
2.对于各小组的项目学习成果的评价教师可组织学生根据本课表 2-1-2 进行自评和他评。
3.教师可根据学生填写的学习评估表（表 1-1-3）及“检测与评估”的情况，掌握本节课的教学效果。
（二）教学反思
1.本课的重、难点教学是否到位，学生能否顺利完成各探究活动的学习？如在“交流”活动中，学生
是否能积极发言，列举出机器人在各个领域的应用实例，是否需要老师加以引导和补充。
2.各小组的分工合作是否高效，学生的项目学习成果是否完整，能否对机器人的认识能形成自己的观
点？
四、参考答案
（一）课内活动答案
1.机器人三定律：
第一定律：机器人不得伤害人类个体，或者目睹人类个体将遭受危险而袖手不管。
第二定律：机器人必须服从人给予它的命令，当该命令与第一定律冲突时例外。
第三定律：机器人在不违反第一、第二定律的情况下要尽可能保护自己的生存。
2.第一台工业机器人（Unimate），重达 两吨 ，通过磁鼓上的一个 程序 来控制。这个机
器人的功能和 人手臂 功能相似。Unimate 的精确率达 1 / 10000 英寸（1 英寸=2.54 厘米）。
3.填空。
（1）按照程序输入方式的不同，工业机器人可分为 编程输入型 和 示教输入型 两类。
（2）按照服务范围和用途的不同，特种机器人可分为 民用 和 军用 两大类。
（二）检测与评估答案
1．到目前，机器人的发展经过了三个阶段，分别是示教再现型机器人、知觉判断机器人 和 智能机
器人 。
2．科幻作家 阿西莫夫 于 1940 年提出了“机器人三定律”。
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3．开源机器人是一种应用于科学研究和教学 的资源开放型机器人。
4．开源机器人的制作流程包括：需求分析、硬件搭建 、编写程序 和调试运行。
5．机器人可代替或协助人类完成各种工作，被广泛应用到（ABCDEF ）领域。
A．制造业 B．资源勘探开发 C．救灾排险
D．医疗服务 E．家庭娱乐 F．军事和航天
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第 2 课 动手搭建机器人
——认识与安装开源机器人硬件
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课继上节课的理论知识后开始真正接触开源机器人硬件，让学生逐步认识开源机器人的基本硬件和
作用，并掌握其搭建的方法，为后续开源机器人的设计及编程奠定基础。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
以“动手搭建机器人”为项目，内容涵盖常用的开源机器人的三大硬件、功能及搭建方法。学生通过
掌握搭建小车支架、安装主控板、驱动部分、传感器部分等其他部件的方法，完成智能小车的搭建。
2.编写意图
搭建机器人是制作开源机器人过程中必不可少的一个环节。本课内容编排上遵循学生的学习规律，先
在“探究新知”安排了开源机器人基本硬件的理论学习，让学生对开源机器人有了初步认识后再安排“项
目实施”，按照顺序逐一组装各部分硬件搭建出智能小车，以达到理论和实践相结合的目的，提升学习效
果。
（三）教学目标
1.了解常用的开源机器人硬件。
2.掌握开源机器人各部分硬件及作用。
3.掌握动手搭建 Arduino 开源机器人硬件的方法。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.开源机器人各部分硬件及作用。
2.搭建 Arduino 开源机器人硬件的方法。
【教学难点】
搭建 Arduino 开源机器人硬件的方法。
二、教学建议
（一）学情分析
学生在前一课的学习中对开源机器人的制作流程有了一定了解，但对开源机器人的硬件及如何搭建并
不了解。
初三学生具有一定的动手能力，且大部分学生有拼接积木的实践经验，在教材的学习指引下，大部分
学生应该能较好完成各硬件的搭建。
（二）课前准备
搭建开源机器人所需的硬件。
（三）课堂活动
本课可采用小组合作的形式完成智能小车的搭建。
1.课前教师可采用播放视频或实物的形式展示功能强大的智能小车，激发学生学习的欲望，引入本节
课的学习任务。
2.学生通过自主学习认识开源机器人的三大部件及各电子部件、模块的作用。
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3.细化项目，小组协作探究，分成主控板、驱动部分、传感器部分及其他部件的安装，完成智能小车
的搭建。
4.教师巡堂辅导答疑，对于学生遇到的问题视难易程度可堂上抛出，引导同学们展开问题分析，在讨
论中将其解决，必要时教师统一解释并补充。
（四）教学拓展
鼓励学生利用积木搭建出更有创意的小车支架。
三、教学评价与反思
（一）教学评价
1.本课的主要任务是搭建智能小车，教师在学生自主搭建的过程中要加强巡查指导，对项目学习小组
及个人表现都要进行及时点评和鼓励，让全体同学围绕各自的分工任务展开高效学习。
2.教师可以根据学生搭建的开源机器人的完成情况，及学生填写的学习评估表（表 2-2-3）掌握本节
课的教学效果。
（二）教学反思
1.学生在“探究新知”环节是否能清楚识别开源机器人的各部分硬件，明白其相应的作用。
2.学生能否按照步骤完成开源机器人的搭建？可能在哪些环节容易出错？出错的原因在哪里，如何改
善？
四、参考答案
（一）课内活动答案
直流电机 驱动电机
电机扩展板 检测颜色的灰度值
灰度传感器 方便主控板和传感器的连接
传感器扩展板 将直流电能转换为机械能
（二）检测与评估答案
1．开源机器人最基本的三大硬件：主控板 、传感器 和 驱动部分 。
2．传感器是机器人感知现实世界的“感官”。
3．电机的作用是将直流电能转换为机械能。
4．下列哪种电子元件的功能是检测颜色的灰度值？（ C ）
A．电机扩展板 B．电机 C．灰度传感器 D．传感器扩展
5．下列电子元件及模块的名称分别是（ D ）。
① ② ③ ④ ⑤
A．电机扩展板、电机、Arduino UNO 主控板、轮胎、传感器扩展板
B．电机扩展板、传感器扩展板、轮胎、Arduino UNO 主控板、电机
C．电机扩展板、电机、传感器扩展板、轮胎、Arduino UNO 主控板
D．Arduino UNO 主控板、电机、电机扩展板、轮胎、传感器扩展板
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第 3 课 让开源机器人动起来
——为开源机器人编程
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本节课的内容是上节课内容的延伸，通过第 2 课的学习，学生已经组装搭建起机器人，但驱动机器人
还需要学习如何编程。这节课非常关键，是制作机器人的软件部分，需要掌握如何为开源机器人编程，按
学生的意图控制机器人前进、后退以及转弯。为后续的课程的深入学习奠定良好的编程基础。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
以项目“编程驱动机器人走一个正方形轨迹”贯穿整个教学环节。先从体验开源机器人如何走正方形
轨迹，让学生体验到机器人的前进、后退以及转弯。然后进行项目的分析，分析项目的要求及实现思路。
然后为了完成新项目，学习新知识—利用 ArduBlock 编程驱动马达的正反转，并通过项目深刻理解编程设
定模块和循环模块的区别。
2.编写意图
制作开源机器人要求学生初步认识和掌握开源机器人的硬件和软件部分，本部分是属于软件的编程部
分，是学习开源机器人的承上启下重要的一环，考虑到学生的接受能力，本课还没有涉及到传感器，只要
求学生掌握如何灵活驱动电机，让机器人动起来。
（三）教学目标
1.了解电机扩展板的用途。
2.掌握电机和电机扩展板的正确连线。
3.掌握编程驱动直流电机工作，实现前进、后退、左转弯、右转弯。
4.能控制机器人走常见的几何图形轨迹。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.电机和电机扩展板的正确连线。
2.编程驱动直流电机工作，实现前进、后退、左转弯、右转弯。
【教学难点】
根据机器人走不通的几何轨迹图形设计算法。
二、教学建议
（一）学情分析
前面已经学习了各种开源机器人硬件，并动手组装好了机器人，但还不会编程驱动它，他们兴趣非常
浓厚，教师一定要引导好学生的这种学习情绪，带动课堂气氛。
（二）课前准备
课前最好备好已组装好的机器人，上课时可以节省组装机器人硬件的时间，节省课时。
（三）课堂活动
1.导入新课环节，可通过体验让学生观看机器人走正方形轨迹，直观地让学生明确本节课要完成的
项目。
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2.引导学生开展研究性学习，利用教师提供的学习资源进行项目式学习，最好有微课视频、图文并
茂的学习资料提供给学生。
3.项目活动中有些同类的知识点的知识，例如直流电机的认识、ArduBlock 编程软件等可分散到各
课中，教师在施教时可以采用恰当的方式对知识点作些扩充、归纳和整理，便于学生形成系统性的知识体
系。
4.在“实践与创作”部分设计了与教材正文相应的一些应用活动—走圆圈和三角形轨迹，以巩固学生
编程灵活控制机器人运动，如果教学课时不足，可安排在课后来完成。
（四）教学拓展
对学习能力强的学生，可以设计难度层次不同的任务给学生挑战。例如让机器人走一个圆圈、三角形
轨迹图形等。
三、教学评价与反思
本单元的教学评价主要围绕本单元的项目完成情况来开展，主要是看学生能否编程控制机器人前进、
后退、左右转弯，并能够按照预先意图编程控制机器人行走不同的图形轨迹。学生对照表 2-3-6 对自己的
学习成果进行评价，并通过记录活动体验，总结本次活动所得。教师在教学过程中，可以参考以下几个问
题进行教学评价，例如学生能否掌握 ArduBlock 编程控制机器人前进、后退、左右转弯；学生能否理解流
程图编程中的设定模块和循环模块的区别；学生能否编程控制机器人走其它不同的轨迹图形，顺利完成知
识的应用迁移，而不是简单地模仿照搬课本的项目实例。
四、参考答案
（检测与评估参考答案）
1.驱动电机转动，需要用到如下哪组硬件（ A ）。
A. Arduino 主控板、电机扩展板 、电机 B. 电机扩展板、电机
C. Arduino 主控板、传感器扩展板、电机 D. 电机扩展板、传感器扩展板、电机
2.若机器人是两轮驱动的，设正速度是向前行走，电机 M1 是左电机，M2 是右电机，那么要左转弯 90
度，下列程序正确的是( C )。
A. B.
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C. D.
3.关于电机扩展板，下面说法正确的是（B ）。
A.大功率的电机不需要电机扩展板也可以驱动
B.电机扩展板可以用来驱动大功率的电机
C.电机扩展板的引脚是和 Arduino 主控板的模拟端口连接的
D.电机扩展板驱动大功率电机一般不用外接电源
4.小明编程让机器人实现转弯 90 度，经过测试，转弯的角度已超过了 90 度，下列方法能正确让他修
改程序，实现目标的是（ D ）。
A.转弯的时间适当增加一些或者将左右电机的速度差调小一些
B.转弯的时间适当减少一些或者将左右电机的速度差调大一些
C.转弯的时间适当增加一些或者将左右电机的速度差调大一些
D.转弯时间适当减少一些或者将左右电机的速度差调小一些
5.在 ArduBlock 编程中，下列关于在设定模块和循环模块里写的程序，描述正确的是 (A )。
A.设定模块里的程序一般只执行一次，循环模块里的程序会重复执行。
B.设定模块和循环模块里面的程序都重复执行
C.设定模块的程序和循环模块的程序都是执行一次
D.把程序放在设定模块和循环模块，没有任何区别
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第 4 课 制作“害羞”机器人
——超声波传感器及其应用
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课是本单元的第 4 课，主要是通过设计一个“害羞的机器人”，让学生掌握超声波传感器的应用，
并通过该项目，首次体验机器人如何接收传感器感知周围的环境信息，灵活驱动机器人做出相应的动作。
学生掌握后，能够通过类比迁移方法，设计类似的不同功能的机器人，体验成功感。因此本节课对激发学
生学习程序的兴趣以及提高对机器人的认识，作用还是很大的。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
本课通过设计一个“害羞”的机器人的项目为活动主线，引出本课的知识点学习。教材中将围绕超声
波传感器的硬件认识、接线及如何编程侦测距离，条件分支编程的应用等知识点将通过活动主线贯穿起来，
形成本课的知识主线。
2.编写意图
本课首先创设一个宠物狗机器人和孩子进行活动的情境，引出本课的项目活动主线—设计一个“害羞”
的机器人。通过先让学生体验“害羞”的机器人，感知机器人实现的功能，明确项目设计要求。然后初步
给出整体的设计思路，以初步明确实现该项目的设计步骤。再通过硬件连线、设计算法和编写代码等活动
环节，将本节课的知识点融贯其中。本课中，在硬件搭建环节，教材并没有花大篇幅去阐述说明，因为这
些内容前面几节课机器人已经成功搭建了，这节课是前面几节课的延续及深入学习。因为是制作机器人初
次引入传感器感知周围环节，所以教材也重点教学生如何利用串口监视器去检测传感器的数据，并重点讲
解了条件分支结构实现“害羞”机器人。然后为了检验学生灵活应用知识的能力，提出了设计不会跌落的
机器人、靠墙走的机器人等拓展任务给学生挑战，以检验学生知识迁移应用的能力。
（三）教学目标
1.了解超声波传感器的用途和工作原理。
2.掌握超声波传感器的使用方法。
3.掌握条件分支程序结构的编程应用。
4.理解害羞机器人的算法原理及程序。
5 掌握害羞机器人的设计与制作。
6.应用超声波传感器设计制作机器人。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.应用超声波传感器侦测距离。
2.条件分支程序的编程应用。
【教学难点】
编程实现“害羞”机器人。
二、教学建议
（一）学情分析
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经过前面的学习，学生掌握了开源机器人编写程序的过程与方法，对编程环境已比较熟练，对控制机
器人的直行、后退、转弯已初步掌握。这节课因为引入了超声波传感器，设计一个害羞的机器人，项目对
于学生来说，是具有很大吸引力的。这节课重点是放在如何使用超声波传感器侦测距离、如何使用条件分
支控制结构来设计程序的知识上，对于学生来说，难度较之以前，增大了很多，对老师来说，也对教学技
能提出了比较大的挑战。
（二）课前准备
课前让学生准备好已组装好的机器人，以节省课时。
（三）课堂活动
1.项目开始前让学生体验观摩“害羞”机器人，以让学生体验感知，明确本项目的目标。
2.教学过程中，可将知识的讲授、学生探究过程有机结合起来，让学生主动获得知识，并归纳出简明
清晰的知识体系，通过项目教学法，将教学的知识点贯穿其中。
3 讲授如何使用超声波传感器侦测距离，可引导学生主动探究观察发现，灵活掌握使用串口监视器侦
测传感器值的方法。
（四）教学拓展
对于能力强的学生，可以让他们设计靠墙走的机器人或者不会跌倒的机器人。
三、教学评价与反思
本单元的教学评价主要围绕本单元的项目完成情况来开展，主要是看学生能否完成害羞机器人的设
计与制作。教师在教学过程中，可以参考以下几个问题进行教学评价，例如学生能否掌握超声波传感器的
硬件接线；能否使用超声波传感器编程侦测物体的距离；能否使用条件分支结构编程实现“害羞”机器人；
能否灵活应用串口监视器侦测传感器的值；学生能否完成知识的应用迁移，设计类似功能的机器人，例如
靠墙走的机器人，而不是简单地模仿照搬课本的项目实例。
四、参考答案（检测与评估参考答案）
1.关于超声波传感器，下列说法正确的是（ B ）。
A.超声波的频率很低 B. 可以用它来侦测距离
C.超声波有三根连接线 D. 超声波传感器的 Trig 和 Echo 针脚要连接在主控板的模拟端口上
2. 下列应用情景，不能用超声波传感器实现的是（C ）
A.测量人的身高 B.测量与墙壁的距离
C.测量光线的亮度 D.测量是否有障碍物
3.用超声波测量其与障碍物的距离，已知超声波在空气中的传播速度为 v,而根据计时器记录，测出发
射和接收超声波的时间差△t,则超声波发射点距障碍物的距离 S为（ A ）。
A. S = v·△t/2 B. S = v·△t
C. S = 2v·△t D. S = v·△t/3
4.下列能正确用超声波测量距离的程序是（ C）。
A.
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B.
C.
D.
5.下列能正确实现害羞机器人的程序是（ C ）。
A.
B.
C.
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D.
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第 5 课 制作会巡线走的机器人
——灰度传感器及其应用
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本节课通过设计一个会巡线走的机器人，学习灰度传感器的使用方法，同时通过制作巡线走的机器人，
掌握机器人各种巡线算法的设计。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
以项目制作会巡线走的机器人贯穿整个教学环节。先从项目分析入手，分析项目要求及项目的实现思
路。根据项目分析，先学习灰度传感器的使用方法，然后设计巡线算法，对巡线算法进行优化，深化对巡
线算法的理解。
2.编写意图
本节课除了学习灰度传感器新知识外，重点是机器人巡线算法的设计。通过对巡线算法的迭代优化，
培养学生的计算思维以及精益求精的学习习惯。
（三）教学目标
1.了解灰度传感器的用途。
2.掌握底面灰度传感器的使用方法。
3.理解机器人巡线走的算法原理及程序。
4.掌握制作巡线走机器人。
5.应用灰度传感器设计制作机器人。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.灰度传感器的使用。
2.一灰度传感器的巡线算法原理。
【教学难点】
二灰度传感器的巡线算法原理。
二、教学建议
（一）学情分析
学生通过上节课的学习，已经能够结合传感器来制作开源机器人了，并能够应用条件分支结构编程实
现“害羞”的机器人。本节课承上启下，将使用灰度传感器制作一个巡线的机器人，让学生体验成功的快
乐，同时激发学生学习的积极性和对机器人的兴趣。
（二）课前准备
课前准备已经搭建好的开源机器人，以节省课时。
（三）课堂活动
1.导入新课时，可以通过观看机器人巡黑线走的视频或者现场真实巡黑线走的情景，让学生明确本节
课的具体项目。
2.教学过程中，以学生为主体，引导学生在做中学、学中做，善于发现，分析问题，最终掌握巡黑线
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的算法原理并解决项目中碰到的问题。
3.以项目教学法驱动、分组探讨的方法让学生积极发挥想象力，提高教学效率。
（四）教学拓展
对于学习能力强的学生，可以让其应用巡线算法，设计一个能够沿着黑线走，识别路口并能转弯的机
器人。
三、教学评价与反思
本单元的教学评价主要围绕本单元的项目完成情况来开展，主要是看学生能否完成巡线走的机器人的
设计与制作。学生对照表 2-5-7 对自己的学习成果进行评价，并通过记录活动体验，总结本次活动所得。
教师可以针对如下问题进行课堂教学评价。学生是否掌握了灰度传感器的使用；是否掌握了一灰度传感器
的巡线算法；是否掌握了二灰度传感器的巡线算法；学生能否完成知识的应用迁移，进一步优化巡线机器
人的设计，而不是简单地模仿照搬课本的项目实例。
四、参考答案（检测与评估参考答案）
1.制作沿着黑线走的机器人，识别黑带用的传感器是（ B ）。
A.超声波传感器 B. 灰度传感器
C.声音传感器 D. 光线传感器
2.下列关于灰度传感器的说法，正确的是 ( C )。
A.灰度传感器只能接在数字端口。
B.灰度传感器只能接在模拟端口。
C.灰度传感器既可以接在数字端口，也可以接在模拟端口。
D.灰度传感器接在模拟端口，输出的值只能是 0、1。
3.下列情景可以应用灰度传感器的是（D ）。
A. 用来检测温度的高低。
B. 用来检测是否有人。
C. 用来检测是否障碍物。
D. 用来区分白色和黑色的围棋。
4.灰度传感器如果连接在 Arduino 主控板的数字端口，检测黑色的值是（ ），白色的值是（）；如
果连接在模拟端口，检测黑色的值比白色的值（B）。
A．0 1 小
B．0 1 大
C．1 0 小
D．0 1 大
5.若把一个灰度传感器连接在数字端口 D9,机器人沿着黑线走，下列程序正确的是（B）。
A.
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B.
C.
D.
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第 6 课 综合应用实践
——制作一个有创意的机器人
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课是本单元的学习成果展评课，组织学生在课堂开展一个综合应用实践活动，应用本单元所学的开
源机器人知识，制作一个创意的机器人作品，让学生通过项目式的学习方法，在做中学，学中做，体验制
作开源机器人的成功感。本课既是对前面学习成果的总结和提升，又是本单元的知识应用的延伸。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
以制作一个有创意的机器人为活动主线，组织学生梳理本单元的知识体系，会根据自己的机器人
项目主题，对本单元所学知识进行有机整合，对需要的没有学到的知识进行探究性学习，通过小组学
习，培养团队协作能力，最后对机器人作品开展自我评价和小组互评。
2.编写意图
通过本课的活动，使学生能够梳理本单元的知识体系。要求学生能根据项目的需要掌握更多的机
器人制作资料，能够进一步拓展学生的知识面。通过成果展示、评价作品、反思活动体验等环节，锻
炼学生的语言表达能力，学习他人长处，善于学习反思。
（三）教学目标
1.梳理单元知识。
2.掌握搜索学习资源的技巧。
3.通过小组协作学习，培养团队合作精神。
4.介绍自己的机器人设计作品，对学习成果进行全面评价。
5.能够针对自己的机器人学习成果，有针对性地进行学习反思。
6.通过机器人作品的展评，培养民主、公平、公正评价他人作品的学习态度。
7.通过借鉴他人设计的机器人，培养虚心学习他人长处的学习态度。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.创意机器人的综合设计与制作。
2.机器人作品的客观评价。
【教学难点】
机器人创意的实现。
二、教学建议
（一）学情分析
本课前，学生已经完成了开源机器人单元知识的学习，熟悉了开源机器人的制作流程，已经有了多个
机器人项目的设计经验。
（二）课前准备
1.课前可根据学生自愿原则，进行小组分组及组内分工，以提高学习效率。
2.可以准备作品网上投票评价系统，供学生在线评价作品。
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（三）课堂活动
1.教师要多鼓励学生相互合作、互相帮助，特别对中下层水平的学生给予更多的关注。要适当引导学
生合理安排时间，要敦促学生提高机器人制作的水平、小组分工协作的效率。
2.“创意机器人”的评选要以民主、公平、公正的原则进行。评价的目的是为了相互学习、共同提高。
教师要引导学生及时记录好本次活动体验，让学生讲述自己的活动体验，和全体同学共同分享自己的感受。
3.引导学生通过网络，学习更多的开源机器人设计与制作的知识。
（四）教学拓展
可以鼓励能力强的学生参加相关机器人竞赛，以进一步加深机器人知识的学习，提升其创新能力。
三、教学评价与反思
教学评价主要是看学生参与的情况和创意机器人的制作水平，根据评价表的评价标准进行评价。学生
对照表 P94-95 对自己的学习成果进行评价，并通过记录活动体验，总结本次活动所得。教师可以针对如
下问题进行教学评价及教学过程优化。例如本次课堂活动的开展是否顺利？时间是否充裕？能否落实所有
环节？教学环节是否可以更优化？学生活动过程中有没有落实相互合作、互相帮助？学生相互学习、共同
提高的评价目的是否达到等？
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第三单元 体验物联网
本单元概述
一、教材分析
（一）本单元的地位和作用
物联网作为在互联网基础上延伸和扩展的一种网络，其应用已在不知不觉中闯入我们的日常生活和工
作学习中，开展这方面的普及教育活动，已经成为信息技术教育的新方向，也是新内容。本单元作为学生
对物联网的入门课，以物联网项目设计为主线，力图揭开物联网的本质，向学生展示物联网应用的精彩，
引领学生经历“安装硬件—创建产品—创建设备—创建数据流—创建应用—编写程序—检测效果”的物联
网项目实施的一般过程。通过设计与开发一个个物联网项目，让学生掌握常用传感器的使用，了解物联网
项目的设计流程，对物联网有所体验，为后续的物联网学习奠定初步的基础。
（二）本单元主要内容介绍
1.内容主线
内容主线：通过监测空气湿度、监测图书馆的人流量、远程控制教室灯光、创建数字校园气象站几个
模拟实例，了解物联网基本架构及应用，理解传感器在物联网中的作用，掌握使用物联网云平台的基本方
法，掌握物联网相关硬件设备的安装连接，掌握搭建物联网作品的基本方法，主要是将常用的传感器结合
Wi-Fi 节点，通过在 OneNET 平台创建项目及在 Keil 编程环境修改程序完成各项目的实施。
本单元主要内容：
第1课：本课首先以了解物联网的基本架构入手，让学生对物联网有个初步的了解。接着通过教学视
频，了解物联网在生活中的应用。通过搜索资料，了解物联网的三大特征及关键技术。同时，介绍了物
联网云平台，引出本单元以中移物联网开放平台为依托学习体验物联网技术。最后，学生对本节课的学
习成果进行整理归纳，创作一个主题名为“物联网的初步认识”的演示文稿。
第 2 课：通过项目“模拟监测空气温度”的项目学习，掌握温湿度传感器、Wi-Fi 节点的功能，学会
连接硬件设备，掌握在物联网云平台上创建产品、设备、数据流、编辑应用，在软件 Keil 中修改程序，
并上载到 Wi-Fi 节点。最后通过电脑或手机 APP 程序监测空气湿度数据。通过项目的设计，了解物联网项
目设计的一般过程。
第3课：通过制作一个检测是否有人通过的物联网智能装置为项目活动主线，引出本课知识点的学习
。先介绍红外反射传感器原理，让学生了解红外反射传感器。然后通过硬件安装、在OneNET平台上创建
项目、算法设计、修改程序、效果检验等环节串联起知识点实施活动项目。
第 4 课：以项目“运用云平台远程控制板载 LED 灯”贯穿整个教学环节。首先从项目分析入手，分析
项目要求、实现思路及所需器材。然后通过硬件安装、在 OneNET 平台上创建项目、算法设计、修改程序、
效果检验等环节串联起知识点实施活动项目。
第 5 课：通过以创建校园环境气象监测站项目活动，组织学生填写项目实现思路、所需器材。在项目
实施环节，组织学生硬件安装，在物联网云平台上创建产品、设备、数据流和应用，修改程序并上载数据。
对作品进行评价，评选出“优秀校园环境气象监测站”。
本单元知识技能要点：
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（1）物联网基本架构及应用。
（2）使用物联网云平台的基本方法。
（3）物联网相关硬件设备的安装连接。
（4）搭建物联网应用的基本方法。
2.编写意图
本单元从物联网的常用传感器开始介绍，到物联网项目设计的一般过程，通过一个个的物联网项目开
发，让学生体验与实践，掌握“安装硬件—创建产品—创建设备—创建数据流—创建应用—编写程序—检
测效果”的物联网项目实施的一般过程，在不断获得物联网知识的同时，培养发现问题、分析问题、解决
问题的能力。
各课内容的安排上有一定的逻辑性，将物联网的知识、技能和方法渐进式安排，同时又有螺旋上升式
的穿插，使学生的学习和应用能反复进行，通过不断的实践和内化，形成系统的知识体系。
（三）教学目标
1.了解物联网及其基本架构。
2.理解物联网的三大特征。
3.了解物联网的关键技术。
4.了解 Wi-Fi 节点。
5.掌握温湿度传感器、红外反射传感器、风向传感器、PM2.5 传感器的使用。
6.掌握在 Keil 编程环境修改程序的相关参数。
7.掌握在 OneNET 平台创建产品、设备、数据流及应用。
8.了解物联网项目设计的一般过程。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.了解 Wi-Fi 节点。
2.掌握温湿度传感器、红外反射传感器、风向传感器、PM2.5 传感器的使用。
3.掌握在 Keil 编程环境修改程序的相关参数。
4.掌握在 OneNET 平台创建产品、设备、数据流及应用。
5.了解物联网项目设计的一般过程。
【教学难点】
1.掌握在 Keil 编程环境修改程序的相关参数。
2.掌握在 OneNET 平台创建产品、设备、数据流及应用。
二、教学建议
本单元每课安排一个物联网项目,对项目的开发设计分项目硬件连接、物联网云平台操作、程序修改
及上载。现提供以下几方面的建议供参考：
1．本单元内容为全新模块，加强对教师教学内容、教学方法的培训，每节课课前要先熟悉项目的操
作。
2．本单元教学内容对硬件有一定的要求，在课前要调试好相关硬件设备。
3．本单元的程序为教材提供，不需要学生编写，只要求学生在现有程序的基础上进行修改，但是，
也要求学生理解程序的功能。
4．在教学时，老师作少而精的示范，加上适当的引导，让学生通过探究学习的形式获取物联网的相
关知识。
5．在教学时，尽量组织多一些小组合作、探究的学习活动，培养学生的合作精神。
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6．在“实践与创作”部分设计了与教材正文相应的一些应用活动，以加强巩固学生对知识、技能和
方法的掌握，如果教学课时不足，可安排在课后来完成。
三、课时分配建议
课题名称 课时 备注
第 1 课 走近物联网 ——物联网的初步认识 1 选学
第 2 课 模拟检测空气湿度——温湿度传感器及其应用 2 选学
第 3 课 模拟监测图书馆的人流量——红外反射传感器及其应用 2 选学
第 4 课 模拟控制教室灯光——运用云平台远程控制板载 LED 灯 2 选学
第 5 课 综合应用实践——创建校园环境气象监测站 2 选学
四、教学评价
物联网项目的开发设计是本单元的主要学习活动，评价围绕主要学习内容来展开，一方面要对知识的
了解、技能的掌握通过测评的方式进行评估，了解学生对知识的学习情况，另一方面更需通过“实践与创
作”的环节，促使学生会运用所学的知识解决实际的问题，培养学生运用算法思维解决问题的能力，最后
通过实践与创作的活动开展，评估学生的整体学习情况。
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第 1 课 走近物联网
——物联网的初步认识
一、教材分析
（一）本课的地位和作用
本课是学习物联网的第一课，通过了解物联网的基本架构，了解物联网的三大特征及关键技术，了
解物联网云平台，对物联网的概念有一个基本的了解，为后面的学习打好基础。
（二）本课主要内容介绍
1.内容主线
本课的项目要求是制作“物联网的初步认识”的演示文稿，通过了解生活中智能、有趣的物联网，
让学生完成一系列的探究活动，从而初步认识物联网，并将学习收获制作成演示文稿与同学分享。本课
首先以了解物联网的基本架构入手，让学生对物联网有个初步的了解。接着通过教学视频，了解物联网
在生活中的应用。通过搜索资料，了解物联网的三大特征及关键技术。然后介绍了物联网云平台，引出
本单元以中移物联网开放平台为依托学习体验物联网技术。最后，学生对本节课的学习成果进行整理归
纳，制作一个主题名为“物联网的初步认识”的演示文稿。
2.编写意图
本课编写的目的是以项目式学习让学生走近物联网，以贴近学生生活智能、有趣的物联网作为情境引
入，通过相关资料了解物联网的基本架构。通过观看教学视频了解物联网在生活中的应用。通过网络搜索
资料及填写表格，了解物联网的三大特征及关键技术。通过登录物联网开放平台探究了解物联网云平台。
最后整理归纳本课所学知识，制作演示文稿，采用自评、他评等方式对学习成果进行交流与评价。
（三）教学目标
1.了解物联网及其基本架构。
2.理解物联网的三大特征。
3.理解物联网的关键技术。
4.学会整理素材，并形成学习报告。
（四）重点难点分析
【教学重点】
1.物联网的基本架构。
2.物联网的三大特征及关键技术。
【教学难点】
1.物联网的基本架构。
2.物联网的关键技术。
二、教学建议
（一）学情分析
九年级的学生已经掌握了通过网络进行自主探究学习的能力，有能力完成学习活动。由于学生第一次
接触了解物联网相关知识，而物联网的学习内容与其他内容有很大的不同，相对来说难度会大一些。因此，
通过教学视频及探究、交流等学习活动初步认识物联网，让学生对物联网的学习产生浓厚的兴趣。
（二）课前准备
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教学视频、通互联网的电脑室。
（三）课堂活动
本课知识容量比较大，课前要指导学生分好组，以便高效开展各项教学活动。例如，作品创作环节，
演示文稿的内容应包括“物联网的定义”“物联网的特征”“物联网的关键技术”以及“物联网云平台”四
部分，可以让不同的组员分别负责不同的版块，然后再汇总。本课主要的课堂活动如下：
1.播放教学视频，了解物联网在生活中的应用。
2.通过相关资料学习，了解物联网的基本架构。
3.上网搜索资料，了解物联网的三大特征及关键技术。
4.制作演示文稿，整理本课所学知识。采用自评、他评等方式对学习成果进行交流与评价。
（四）教学拓展
鼓励学生课后登录中移物联网开放平台（https://open.iot.10086.cn），熟悉本单元学习体验物联网
技术的物联网开放平台。
三、教学评价与反思
学生根据表3-1-2“物联网的初步认识”演示文稿作品评价表，对制作的演示文稿作品进行自评和他
评。对照表3-1-3 对本课的学习成果进行评价，并通过记录活动体验，总结本次活动所得。
教师可以参考以下几个问题进行教学反思：
1.学生是否了解物联网的基本架构？
2.学生理解物联网的三大特征及关键技术了吗？
3.教学过程是否高效？本课的知识点虽然难度不大，但是理论性强，内容较多，如何安排好教学环节
将所有知识点串联在一起，渗透到学习活动中，是教学成功的关键。
四、参考答案
（检测与评估参考答案）
1.物联网的三大特征是 感知物体 、 信息传输 、 智能处理 。
2.物联网英文名称的缩写是（C）。
A. IaT B. IeT C. IoT D.IsT
3.以下不属于物联网基本架构的是（D）
A.感知层 B.网络层 C.应用层 D.会话层
4.当厨房内的气体探测器发现家中有燃气泄露时，自动向主人短信报警并开启排气扇，有效降低安全
隐患。气体探测器是通过（A）发现燃气泄露的。
A. 传感器 B. RFID C.视频监控 D.卫星定位
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第 2 课 模拟监测空气湿度
——温湿度传感器及其应用
一、 教材分析
(一)本课的地位和作用
本节课项目是利用温湿度传感器监测空气湿度。通过项目的设计，了解接触传感器的使用方法，并掌
握在物联网平台上创建产品、设备、数据流、编辑应用、修改程序并将数据上载到物联网平台上，掌握这
些技术将有助于后面课时内

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