資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
信息技術(shù) 三單元—活動2 設(shè)計并制作簡易防碰撞行車系統(tǒng)
課題 設(shè)計并制作簡易防碰撞行車系統(tǒng) 單元 第三單元 學(xué)科 信息技術(shù) 年級 六年級
教材分析 《設(shè)計并制作簡易防碰撞行車系統(tǒng)》該課時教材編排了“分析與設(shè)計—準(zhǔn)備與制作—運行測試”的系列學(xué)習(xí)活動，能夠讓學(xué)生理解防碰撞行車系統(tǒng)的制作原理的含義，能夠讀懂防碰撞行車系統(tǒng)的算法。并且根據(jù)算法簡單實現(xiàn)防碰撞行車系統(tǒng)的邏輯簡介。教材編排合理，教學(xué)環(huán)節(jié)注重實踐與理論相結(jié)合，教材內(nèi)容貼近學(xué)生生活實際，符合六年級學(xué)生認(rèn)知特點。
教學(xué)目標(biāo) 1、信息意識：能夠認(rèn)識到在行車系統(tǒng)中，信息（如距離、速度）的重要性，并理解如何通過傳感器獲取這些信息。 2、計算思維：能夠?qū)?fù)雜的防碰撞問題分解為可管理的子問題，如距離測量、速度計算、決策制定等。 3、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能夠思考如何改進現(xiàn)有的行車安全系統(tǒng)，添加新的傳感器或改進算法來提高系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和效率。 4、信息社會責(zé)任：能夠理解安全性、法律倫理問題以及對未來工作市場的潛在影響。
重點 一、分析與設(shè)計二、準(zhǔn)備與制作三、運行測試
難點 1、準(zhǔn)備與制作
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入新課 隨著人們生活質(zhì)量的提高，家庭用車數(shù)量不斷增加。車輛雖然帶來了出行的舒適和便利，但也使交通安全事故不斷增多，尤其是車輛與行人、建筑物障礙物碰撞所引發(fā)的安全事故。如果在車輛上安裝一套防碰撞行車控制裝置根據(jù)車輛與行人或障礙物之間的距離來控制車速，就可以有效避免碰撞事故的發(fā)生，如圖3-2-1所示。本活動讓我們通過動手制作一個簡易的防碰撞行車系統(tǒng)，來深入探究控制系統(tǒng)中的反饋原理。活動向?qū)?.分析與設(shè)計2.準(zhǔn)備與制作3.運行測試你將學(xué)到★防碰撞小車的原理是什么 ★如何設(shè)計并制作一個簡易的防碰撞行車系統(tǒng) 知識拓展 學(xué)生之間相互討論什么是防碰撞行車系統(tǒng)。 幫助學(xué)生了解課堂學(xué)習(xí)和了解什么是防碰撞行車系統(tǒng)。
講授新課 一 、分析與設(shè)計本系統(tǒng)通過超聲波傳感器探測車輛與前方行人或障礙物的距離，并將探測結(jié)果反饋給輸入環(huán)節(jié)。隨后，系統(tǒng)將反饋回來的距離與預(yù)設(shè)的安全停車距離進行比較，如果小車與障礙物之間的距離大于安全距離，系統(tǒng)會控制車輛正常行駛;如果小車與障礙物的距離小于安全距離，系統(tǒng)會控制車輛減速行駛;如果小車與障礙物的距離已接近預(yù)警的危險距離，系統(tǒng)會控制車輛停止行駛。小貼士超聲波傳感器是一種將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其他信號(主要是電信號)的傳感器。其原理來源于蝙蝠發(fā)出超聲波進行定位。超聲波傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。做一做請完成防碰撞小車的控制系統(tǒng)框圖(圖3-2-2)。知識拓展防碰撞小車的原理是什么 二、準(zhǔn)備與制作(1)準(zhǔn)備硬件器材本實驗可以使用電子開發(fā)板作為控制器，需要準(zhǔn)備超聲波傳感器、減速電機和小車運動套件等器材。另外，由于電子開發(fā)板上的接口有限，需要配備與之相匹配的拓展板，用來連接超聲波傳感器、小車上的減速電機等輸入輸出設(shè)備。 同時，簡易防碰撞行車系統(tǒng)制作完成以后，需要外接電源進行測試，因此，還需要準(zhǔn)備移動電源。小貼士減速電機是電機與減速器的集合體，主要為設(shè)備提供動力驅(qū)動。數(shù)字化學(xué)習(xí)上網(wǎng)查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)超聲波傳感器、減速電機、拓展板的使用方法。想一想超聲波傳感器可以用紅外傳感器替代嗎 為什么 做一做分析本實驗需要的各種器材的功能和數(shù)量，填寫表3-2-1。(2)連接硬件器材搭建防碰撞小車 一方面，本實驗中涉及的電子開發(fā)板、超聲波傳感器、小車運動套件都需要連接到拓展板上;另一方面，這些器材都要安裝在小車上。為了保證測試過程中小車運行安全平穩(wěn)，小車及車上的器材安裝要牢固不脫落，各種連接線也要結(jié)實不松動。作品樣例如圖 3-2-3 所示。小貼士組裝過程中，需要使用專業(yè)的工具。組裝時，要遵守操作規(guī)范，注意安全防護。做一做以小組為單位設(shè)計簡易防碰撞小車。將主控板、擴展板、超聲波傳感器和減速電機固定在小車適當(dāng)?shù)奈恢蒙希④囕啺惭b到減速電機上。比一比，看誰的小車更牢固、更美觀、更實用。(3)編寫程序 在本實驗中，除了電子開發(fā)板以外,還需要用到超聲波傳感器、拓展板(含電機驅(qū)動模塊)等器材。在啟動編程軟件后，首先要在開發(fā)環(huán)境中選擇對應(yīng)的器材類型，如圖 3-2-4所示。小貼士超聲波傳感器有很多類型，不同類型的超聲波傳感器在程序編寫時，功能圖塊略有不同。設(shè)備類型設(shè)置完成后，圖形化編程環(huán)境會自動添加相應(yīng)的程序功能圖塊。利用超聲波傳感器的功能圖塊能夠獲取超聲波傳感器測量到的與障礙物之間的距離值;利用擴展板中的電機功能圖塊能夠控制電機工作，如圖3-2-5所示。想一想如何能知道小車與障礙物之間的真實距離值與超聲波傳感器的測量值是相符的 做一做1、在本實驗中，小車的行駛狀態(tài)和小車與障礙物的距離密切相關(guān)填寫表 3-2-2，預(yù)估小車在不同的行駛狀態(tài)下與障礙物距離的關(guān)系。2、圖3-2-6 是簡易防碰撞行車系統(tǒng)的算法流程圖(局部)，請將其補充完整，并完成編程。知識拓展如何設(shè)計并制作一個簡易的防碰撞行車系統(tǒng) 三、運行測試簡易防碰撞行車系統(tǒng)搭建完成后,上傳代碼至電子開發(fā)板,運行測試該系統(tǒng)。做一做用電池組或充電寶給防碰撞行車系統(tǒng)供電，將小車放在前方有障礙物的環(huán)境中進行測試，檢驗?zāi)愕男≤嚹芊窀鶕?jù)與前方障礙物的距離改變運行狀態(tài)，以及是否發(fā)生了碰撞。挑戰(zhàn)時刻針對你的簡易防碰撞行車系統(tǒng)，提出一個優(yōu)化改進方案，實現(xiàn)以下功能: 1、使其能夠計算并顯示小車的行駛速度! 2、使小車能夠根據(jù)其與障礙物的距離發(fā)出提醒音、警告音及相應(yīng)的燈光提醒等。四、拓展延伸1、紅外傳感器的原理。2、傳感器在日常生活中造成了哪些影響？3、生活中傳感器給我們帶來哪些優(yōu)勢？4、我們?nèi)绾胃玫貙W(xué)習(xí)傳感器？ 了解觀察尋找身邊有哪些具體的超聲波傳感器運用實例，動手實踐操作，實現(xiàn)防碰撞行車系統(tǒng)的設(shè)計。學(xué)生互相討論，了解描述防碰撞小車的制作形式，并且學(xué)會防碰撞小車的制作步驟。 學(xué)生之間互相討論，并操作制作完成的防碰撞小車。學(xué)生小組內(nèi)部進行討論生活中有哪些傳感器的實際運用。 學(xué)生通過觀察尋找身邊的防碰撞小車運用實例進一步加深對防碰撞行車系統(tǒng)的認(rèn)識。學(xué)生通過邊分析邊討論的形式進行防碰撞小車制作的實際操作，更好地理解如何制作防碰撞小車。 讓學(xué)生在操作防碰撞小車的過程中發(fā)現(xiàn)不足，并找出解決方式。進一步增強學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，讓學(xué)生在討論中學(xué)到更多。
布置作業(yè) 在父母陪同在網(wǎng)上查找簡易無線防撞車制作的硬件、網(wǎng)購回來之后在父母的陪同下建議制作。 完成作業(yè) 培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結(jié) 《設(shè)計并制作簡易防碰撞行車系統(tǒng)》課程小結(jié)： 不僅讓我們了解了自動駕駛和智能交通系統(tǒng)的基本原理，還讓我們親身體驗了動手制作的樂趣。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對智能交通系統(tǒng)產(chǎn)生了濃厚的興趣。未來，我們希望能夠繼續(xù)深入學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并嘗試參與更多的實踐活動。我們相信，隨著技術(shù)的不斷進步，自動駕駛汽車將會越來越普及，而我們作為新時代的年輕人，應(yīng)該積極擁抱變化，努力學(xué)習(xí)新知識，為推動科技進步貢獻(xiàn)自己的力量。 分組總結(jié)歸納 鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力，邏輯思維、語言表達(dá)能力。
板書 一、分析與設(shè)計二、準(zhǔn)備與制作三、運行測試 學(xué)習(xí)、記憶及勾畫知識點 明確教學(xué)內(nèi)容及重點和難點
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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