資源簡介

(共29張PPT)
第6單元 第4課
系統外部環境的優化
（黔教版）六年級
下
1
核心素養目標
3
新知講解
5
拓展延伸
7
板書設計
2
新知導入
4
課堂練習
6
課堂總結
課后作業
8
01
核心素養目標
信息意識
計算思維
數字化學習與創新
信息社會責任
在系統外部環境優化過程中遵守技術倫理規范，關注算法調整可能引發的安全隱患，培養負責任的技術改進態度。
利用編程工具模擬系統外部環境優化過程嘗試多種參數組合方案，通過對比測試數據選擇最優解形成迭代改進的創新意識。
通過模塊化思想和算法設計，分解系統外部環境優化任務，建立抽象模型，驗證優化方案的有效性。
能識別外部環境對系統性能的影響，主動關注系統運行數據的變化規律，理解環境變化對系統外部環境的影響。
02
新知導入
活動背景
系統的外部環境對系統的運行會產生較大的影響，有時甚至會導致系統無法正常工作。所以，系統的優化不僅要考慮自身，還要注意優化系統的部環境。
我對機器人做了優化，但是遇到路況不好時，還是會出現問題！
除了機器人自
身，還要考慮它的運行環境。
02
新知導入
03
新知講解
一、系統外部環境需優化
如圖6-4-1所示，行人體溫檢測系統通過人臉識別技術、人體紅外輻射檢測技術可以快速檢測人的體溫。想一想體溫檢測系統的理想運行環境是怎樣的？如果在戶外簡易遮陽棚中測溫會對系統有怎樣的影響？
活動：分析測溫系統的運行環境
03
新知講解
行人體溫檢測系統對溫度較為敏感。戶外的遮陽棚中，隨著天氣溫度的變化，會導致系統測溫不準確甚至失靈。因此應該將系統部署到溫度較為穩定且適中的環境中，減小環境溫度對系統的影響。
通常情況下，我們需要分析對系統產生干擾的因素。在部署系統的時候，有針對性地對系統運行的外部環境進行優化，減弱對系統的干擾，從而保障系統能夠正常運行。
03
新知講解
核心結論
系統的外部環境對運行穩定性有顯著影響，優化外部環境可以有效提升系統性能。通過選擇合適的運行環境、改進設備設計以及定期維護，可以確保系統在復雜環境中的穩定運行。
優化外部環境可提升系統性能，需調節溫度、光線、濕度，減少電磁干擾。
活動：優化機器人的外部環境
03
新知講解
仔細觀察機器人行走的環境，有哪些不利的因素？嘗試提出你的改善方法，并填入表6-4-1中。
03
新知講解
環境的不利因素 改善方法
光線過強或過弱 使用遮光罩或增加光源，確保光線適中
道路標記線模糊 重新繪制或使用更醒目的標記線
地面不干凈 清理地面，確保地面平整無雜物
噪音干擾 增加隔音材料或選擇噪音較小的環境
電磁干擾 增加屏蔽裝置，減少電磁干擾
表6-4-1 優化機器人的外部環境
03
新知講解
分析機器人的外部干擾因素，進行有針對性的改善，能夠有效提升機器人行走的穩定性。雖然改善系統外部環境有助于系統的穩定運行，但有時人們難以消除外部環境的干擾，此時系統必須加強自身的抗干擾能力，進行自我優化，進而提升系統的性能。
03
新知講解
核心結論
本次活動的最大價值在于確立了"環境可優化+系統自適應"的雙軌并進優化模式，為類似系統的環境優化提供了可復制的解決方案和實施路徑。建議后續重點完善環境數據的實時采集與分析能力，進一步提升優化工作的精準性和時效性。
04
課堂練習
一、選擇題
1.智能交通信號燈通過什么方式減少擁堵。（ ）
A. 增加信號燈數量 B. 動態調整信號燈時長 C. 減少道路寬度
2. 以下哪種技術可以根據早晚高峰動態調整車道數量。（ ）
A. 綠波帶 B. 潮汐車道 C. 智能路燈
B
B
04
課堂練習
3.體溫檢測系統在戶外遮陽棚中測溫，可能會受到哪些影響。( )
A. 溫度變化 B. 光線變化 C. 濕度變化
4.以下哪種方法能優化機器人行走環境。( )
A. 增加機器人重量 B. 改善道路標記線 C. 增加機器人速度
5.智能家居系統中，以下哪種設備可以根據環境光線自動調節亮度 。（ ）
A. 智能溫控器 B. 智能燈泡 C. 智能音箱
A
B
B
二、判斷題
1.系統的外部環境對運行穩定性沒有影響。 （ ）
2.調整齒輪傳動比能讓電機動力更強。 （ ）
3.智能家居系統可以根據環境光線自動調節燈光亮度。 （ ）
4.優化硬件時不需要考慮環保問題。（ ）
5. 優化外部環境時，機器人顏色是需要優先考慮的。（ ）
6.工業機器人在強電磁干擾環境下無法正常工作。（ ）
√
√
X
04
課堂練習
X
X
X
04
課堂練習
三、操作題
通過調整自動駕駛汽車的路徑規劃參數，觀察行駛路徑的變化，理解系統優化的重要性。
1. 設置避障傳感器參數：
打開機器人控制程序，進入避障傳感器參數設置界面。
分別設置避障傳感器靈敏度參數為低靈敏度、中靈敏度、高靈敏度。2. 直接得出結論低靈敏度：
效果：機器人避障反應較慢，碰撞次數較多，但完成時間較短。
結論：適合在簡單環境中使用，速度快但安全性較低。
04
課堂練習
中靈敏度效果：機器人避障反應適中，碰撞次數較少，完成時間適中。
結論：適合在中等復雜環境中使用，兼顧速度與安全性。
高靈敏度效果：機器人避障反應迅速，碰撞次數極少，但完成時間較長。
結論：適合在復雜環境中使用，安全性高但速度較慢。
總結： 最優參數為:中靈敏度，能夠在大多數環境中兼顧速度與安全性。
進一步優化建議：結合環境復雜度動態調整靈敏度參數。
05
拓展延伸
森林火災預警系統優化
1.優化措施：在森林中部署多個溫度傳感器和攝像頭，實時監測環境化，使用無人機進行定期巡查，覆蓋難以到達的區域。結合AI算法分析傳感器數據，提高火災預警的準確性。
2.優化效果：減少火災發生頻率，降低火災損失。
案例：某森林火災預警系統成功預警多起火災，火災損失減少50%。
05
拓展延伸
生態系統的環境調節
濕地水位調節原理：通過人工調控水位，維持濕地生態平衡，保護動植物棲息地。
優化效果：提升濕地生物多樣性，改善水質。
案例：某濕地公園通過水位調節，鳥類數量增加30%，水質明顯改善。
05
拓展延伸
智能家居的環境優化
智能溫控系統原理：通過溫度傳感器實時監測室內溫度，自動調節空調或暖氣設備。
優化效果：提升居住舒適度，節省能源。案例：某智能家居系統節省能源20%，用戶滿意度提升25%。
智能照明系統原理：根據環境光線和用戶習慣自動調節燈光亮度，實現節能照明。
優化效果：減少電能消耗，延長燈具壽命。
05
拓展延伸
工業機器人的環境適應
工廠環境優化原理：通過改善工廠溫度、濕度和空氣質量。
優化措施： 安裝空調和除濕設備，保持工廠溫度在20°C至25°C，濕度在40%至60%。使用空氣凈化器減少灰塵和污染物，確保機器人傳感器精度。
優化效果：減少機器人故障率，提高生產效率。
案例：某工廠優化環境后，機器人故障率下降25%，生產效率提升18%。
05
拓展延伸
機器人抗干擾設計
原理：通過增強機器人抗電磁干擾能力，確保在復雜環境中穩定運行。
優化效果：提高機器人在強電磁干擾環境下的穩定性。
案例：某工業機器人在強電磁干擾環境下仍能正常工作，故障率降低40%。
06
課堂總結
·
1
引入新知內容
系統外部環境的優化
2
分析測溫系統的運行環境
4
優化機器人的外部環境
5
完成課題練習
1
2
3
4
4
進行相關知識拓展
5
07
板書設計
系統外部環境的優化
1、進行新知引入
2、分析測溫系統的運行環境
3、優化機器人外部環境
4、完成課堂練習
5、進行知識拓展
課后作業。
1、系統外部環境優化在現實的案例。
08
課后作業
1、通過查閱文獻，找出一個實際案例，說明系統外部環境的優化在現實中的重要性，并進行總結。
案例：優化機器人避障功能
通過調整機器人避障傳感器的靈敏度參數,觀察室內溫度變化，理解外部環境優化的重要性。
1. 設置溫度感應參數：
打開智能溫控系統控制程序，進入溫度感應參數設置界面。
分別設置溫度感應參數為低靈敏度、中靈敏度、高靈敏度。
2. 準備測試環境：在房間內布置不同溫度的環境（如高溫、中溫、低溫)。
在房間內放置溫度傳感器，實時監測環境溫度。

3.進行測試：啟動智能溫控系統，分別測試不同溫度感應參數下的溫控情況。
測試：低中高靈敏度。
每次測試記錄以下數據： 室內溫度（攝氏度）電能消耗（千瓦時）。
4. 得出結論：
確定最優溫度感應參數，使溫控系統兼顧舒適度與節能。
總結參數調整對系統性能的影響，提出進一步優化建議。
5.目標：
理解溫度感應參數對溫控系統節能效果的影響。
培養參數調試與數據分析的科學探究能力。
08
課后作業
08
課后作業
案例：教室照明系統
示例:教室照明系統問題：光線不均勻，部分區域過亮或過暗。
優化措施：
1. 安裝光敏傳感器，實時檢測教室光線強度。
2. 使用可調節亮度的LED燈，根據光線強度自動調節亮度。
3. 增加遮光窗簾，避免陽光直射導致光線過強。
預測效果：
1. 節省電能20%。
2. 提升學生學習舒適度，減少眼睛疲勞。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑