資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第7.1課《自動行駛保出行》教學設計
課題 自動行駛保出行 單元 第七單元 學科 信息科技 年級 六年級
核心素養目標 信息意識：通過搭建小車模型和編寫程序，學生能夠理解傳感器、電機等硬件如何收集和處理信息，初步感知自動駕駛技術中的信息流動。計算思維：學生能夠運用編程邏輯（如條件判斷、循環）控制小車行駛、停車和倒車，培養將實際問題轉化為程序的能力。數字化學習與創新：學生能夠利用主控板和編程工具，設計并優化小車功能（如自動停車、倒車），體驗數字化工具在創新中的應用。信息社會責任：通過了解自動駕駛技術，學生能夠思考科技對交通、環境和社會的影響，初步形成負責任使用技術的意識。
教學重點 通過編程控制主控板與傳感器（如顏色傳感器），實現小車的自動直行、紅燈停車和倒車功能，理解自動駕駛基礎邏輯。
教學難點 正確調試電機正負速度（如-100倒車）與傳感器聯動的程序，確保小車精準響應指令（如紅燈停、障礙物倒車）。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 許多新能源汽車都具備自動駕駛輔助功能。自動行駛控制車速、遇到信號燈停車、在路口轉彎等操作是自動駕駛汽車的基本功能。想一想：我們如何控制小車模型的行駛和停止？通過主控板控制電機的轉速，就可以實現小車模型的啟動、行駛和停止。思考：自動駕駛技術如何改變未來交通？自動駕駛可以減少交通擁堵、提高出行安全、讓共享出行更普及、實現無障礙出行、環保節能，及24小時不間斷服務。想知道如何讓你的小車模型像真車一樣，遇到紅燈就自動停下嗎？一起來學習吧！自動駕駛不再是未來科技，今天我們就將親手搭建一個小車模型，體驗這一神奇技術！播放視頻《什么是自動駕駛？》。 新知導入完成思考題。觀看教學視頻。 幫助學生理解控制汽車的基本原理。通過問題導入引發學生思考。通過視頻吸引學生的注意力。
講授新課 一、搭建小車模型1.小車模型的組成車架、電源、電機、車輪和控制系統是小車模型的基本組成部分。可以利用簡單材料，搭建一個簡單的小車模型。信息鏈接：電機是一種將電能轉換為機械能的機械裝置。微型的直流減速電機，可模擬汽車電機，驅動輪胎轉動。利用一些簡單的材料，我們還可以搭建起各種小車模型。2.控制小車直行小車模型搭建好后，使用主控板控制電機的轉動速度，就能控制小車的啟動、行駛和停止。探究實踐模擬控制自動行駛與停車的過程實驗目的：模擬控制自動行駛與停車的過程。實驗設計：小組合作，搭建小車模型，通過主控板控制電機轉速，實現小車前進段時間并自動停止的功能。實驗準備：主控板、擴展板、直流減速電機、小車底座、編程計算機、USB 連接線連接線、卷尺。實驗過程：1、搭建自動駕駛小車模型。將兩個電機分別連接在主控板的驅動接口上。實驗過程：2、編寫程序。設定運行時間5000毫秒（5秒）。實驗過程：3、上傳程序。測量小車從起始到停止時的距離，估算速度。實驗過程：4、調整速度值，記錄不同電機轉速下，小車5秒時間行駛的距離計算小車速度。在實際生活中，正常情況下的汽車啟動是速度逐漸增加的過程，汽車的停止是速度逐漸降至零的過程。信息鏈接：在編程時，可以將啟動和停車的過程設計成程序模塊，在使用時直接調用以提高效率。二、實現遇到紅燈自動停車功能自動駕駛的基本功能在城市道路中，信號燈是指揮交通、保證安全的關鍵設備。“紅燈停”是自動駕駛要實現的基本功能。自動駕駛車要實現按照自動信號燈行駛，必須具備識別紅色光的能力。實驗設計：用紅色LED燈模擬紅燈，當用燈光照射小車模型時，顏色傳感器探測到紅色光線，發出停車指令。實驗準備：主控板、顏色傳感器、USB連接線、紅色LED燈和小車套件。實驗過程：（1）搭建并連接好小車模型。實驗過程：（2）編寫程序。實驗過程：（3）上傳并運行程序。用紅色LED燈照射小車的顏色傳感器，觀察小車是否會停止。三、練習提升1.想一想，如何編寫倒車的程序模塊。我們已經知道如何讓小車前進——給電機一個正速度。那如果想讓小車倒車，你覺得應該怎樣調整這個速度呢？想象一下，當電風扇的葉片反轉時，風的方向會改變。試著把程序中的速度值從‘100’改成‘-100’，上傳后觀察小車的反應。如果它沒有后退，可能是電機的接線方向需要調換，就像把電池正負極反過來一樣。動手試試看，你能用這個發現寫出一個‘倒車’程序嗎？2.小組比賽，控制小汽車經歷加速和停止的過程，停車位置最接近終點線的獲勝。四、開拓視野自動駕駛汽車中的傳感器自動駕駛汽車安裝了多種傳感器。攝像頭是重要的視覺傳感器：前置攝像頭能精準識別交通信號燈、車道線、前方車輛和行人的動態；環視攝像頭提供車身周圍的圖像，輔助車輛泊入車位等操作。毫米波雷達安裝在車身前后和側面，它可在雨、霧等惡劣天氣中精確檢測遠距離物體的距離、速度和角度，為高速行駛提供安全保障。超聲波傳感器主要位于車輛前后保險杠，用于近距離的障礙物檢測，在車輛低速行駛和停車時發揮關鍵作用。部分高端車型還裝有激光雷達，激光雷達通過發射激光束掃描周圍環境，構建高精度的 3D地圖，使車輛能夠精準感知周邊的環境細節。五、拓展延伸自動駕駛如何改變未來交通減少交通擁堵：自動駕駛汽車可以通過智能路線規劃和實時交通數據，避免堵車，讓道路更暢通。提高出行安全：自動駕駛系統能快速反應，減少人為駕駛錯誤，降低交通事故的發生率。共享出行更普及：自動駕駛技術讓共享汽車更智能、更便捷，減少私家車數量，節省資源。無障礙出行：自動駕駛汽車為老年人、殘障人士等提供便利，讓更多人享受獨立出行的自由。環保節能：自動駕駛汽車通過優化行駛路線和速度，減少燃油消耗和尾氣排放，保護環境。24小時不間斷服務：自動駕駛出租車和物流車可以全天候工作，讓出行和配送服務更加高效。 小組合作搭建模型小組合作模擬控制自動行駛與停車的過程。小組合作探究如何實現遇到紅燈自動停車功能完成練習題。了解自動駕駛汽車中有哪些傳感器。暢想并討論自動駕駛會對我們的時候有哪些影響？ 了解小車模型的基本組成部分，嘗試用材料搭建一個簡單的小車模型，培養動手協作能力。能夠運用編程邏輯控制小車行駛、停車和倒車，培養將實際問題轉化為程序的能力。通過實驗探究體驗傳感器、電機等硬件如何收集和處理信息，初步感知自動駕駛技術中的信息流動，培養提升學生分析解決問題的能力。鞏固所學知識。讓學生理解自動駕駛中的傳感器、擴展學生知識范圍，加強對自動駕駛的理解。引導學生思考自動駕駛可能對生活的影響，激發學生對新技術的興趣。
課堂小結 自動行駛保出行1.進行新知引入2.搭建控制小汽車模型3.實現遇到紅燈自動停車功能4.完成課堂練習5.進行知識拓展 總結回顧 對本節課內容進行總結概括。
課后作業 根據本課內容，嘗試搭建控制小汽車模型。學完本節課，嘗試實現遇到紅燈自動停車功能。完成PPT42-43的練習題。 布置作業 拓展學生的學習能力
課堂板書 觀看板書 強調教學重點內容。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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