资源简介

(共44张PPT)
第7单元 第1课
（湘科2024版）六年级
下
自动行驶保出行
1
核心素养目标
3
活动目标
5
练习提升
7
拓展延伸
2
新知导入
4
新知讲解
6
开拓视野
活动日志
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
通过了解自动驾驶技术，学生能够思考科技对交通、环境和社会的影响，初步形成负责任使用技术的意识。
学生能够利用主控板和编程工具，设计并优化小车功能（如自动停车、倒车），体验数字化工具在创新中的应用。
学生能够运用编程逻辑（如条件判断、循环）控制小车行驶、停车和倒车，培养将实际问题转化为程序的能力。
通过搭建小车模型和编写程序，学生能够理解传感器、电机等硬件如何收集和处理信息，初步感知自动驾驶技术中的信息流动。
02
新知导入
许多新能源汽车都具备自动驾驶辅助功能。自动行驶控制车速、遇到信号灯停车、在路口转弯等操作是自动驾驶汽车的基本功能。
02
新知导入
我们如何控制小车模型的行驶和停止？
通过主控板控制电机的转速，就可以实现小车模型的启动、行驶和停止。
02
新知导入
思考
自动驾驶技术如何改变未来交通？
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
自动驾驶可以减少交通拥堵、提高出行安全、让共享出行更普及、实现无障碍出行、环保节能，及24小时不间断服务。
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新知导入
在我看来，计算机计算机依靠传感器来接收外界的信息。就像我们的眼睛和耳朵一样，传感器可以感知光、声音、温度、压力等各种物理量，并将这些信息转化为电信号。例如，摄像头就是一种图像传感器，它可以将外界的图像转化为数字信号，让计算机能够处理和分析。编码就像是一个神秘的密码世界。它虽然看不见摸不着，却在计算机的世界里起着非常重要的作用。
想知道如何让你的小车模型像真车一样，遇到红灯就自动停下吗？一起来学习吧！
自动驾驶不再是未来科技，今天我们就将亲手搭建一个小车模型，体验这一神奇技术！
02
新知导入
03
活动目标
了解自动行驶和停车的基本控制原理。
模拟实现自动行驶与停车的基本过程。
04
新知讲解
一、搭建小车模型
车架、电源、电机、车轮和控制系统是小车模型的基本组成部分。可以利用简单材料，搭建一个简单的小车模型。
小车模型的组成
信息链接
电机是一种将电能转换为机械能的机械装置。微型的直流减速电机，可模拟汽车电机，驱动轮胎转动。
04
新知讲解
信息链接
利用一些简单的材料，我们还可以搭建起各种小车模型。
04
新知讲解
04
新知讲解
小车模型搭建好后，使用主控板控制电机的转动速度，就能控制小车的启动、行驶和停止。
控制小车直行
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验目的：模拟控制自动行驶与停车的过程。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验设计：小组合作，搭建小车模型，通过主控板控制电机转速，实现小车前进段时间并自动停止的功能。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验准备：主控板、扩展板、直流减速电机、小车底座、编程计算机、USB 连接线连接线、卷尺。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：1、搭建自动驾驶小车模型。将两个电机分别连接在主控板的驱动接口上，具体接线方法如下图所示。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：2、编写程序。设定运行时间5000毫秒（5秒）。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：3、上传程序。测量小车从起始到停止时的距离，估算速度。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：4、调整速度值，记录不同电机转速下，小车5秒时间行驶的距离计算小车速度。
04
新知讲解
序号 速度设置/% 距离/厘米 速度/(厘米/秒)
1 10 5 2
2 50 20 4
3 100 35 7
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
在实际生活中，正常情况下的汽车启动是速度逐渐增加的过程，汽车的停止是速度逐渐降至零的过程。
04
新知讲解
时间 第1秒 第2秒 第3秒
启动速度变化 20 50 100
停车速度变化 50 20 0
信息链接
在编程时，可以将启动和停车的过程设计成程序模块，在使用时直接调用以提高效率。
04
新知讲解
04
新知讲解
二、实现遇到红灯自动停车功能
在城市道路中，信号灯是指挥交通、保证安全的关键设备。“红灯停”是自动驾驶要实现的基本功能。自动驾驶车要实现按照自动信号灯行驶，必须具备识别红色光的能力。
自动驾驶的基本功能
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验目的：模拟遇红灯自动停车的过程。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验设计：用红色LED灯模拟红灯，当用灯光照射小车模型时，颜色传感器探测到红色光线，发出停车指令。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验准备：主控板、颜色传感器、USB连接线、红色LED灯和小车套件。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：（1）搭建并连接好小车模型。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：（2）编写程序。
04
新知讲解
探究实践
模拟控制自动行驶与停车的过程
实验过程：（3）上传并运行程序。用红色LED灯照射小车的颜色传感器，观察小车是否会停止。
04
新知讲解
05
练习提升
1.想一想，如何编写倒车的程序模块。
我们已经知道如何让小车前进——给电机一个正速度。那如果想让小车倒车，你觉得应该怎样调整这个速度呢？想象一下，当电风扇的叶片反转时，风的方向会改变。试着把程序中的速度值从‘100’改成‘-100’，上传后观察小车的反应。如果它没有后退，可能是电机的接线方向需要调换，就像把电池正负极反过来一样。动手试试看，你能用这个发现写出一个‘倒车’程序吗？
05
练习提升
2.小组比赛，控制小汽车经历加速和停止的过程，停车位置最接近终点线的获胜。
06
开拓视野
自动驾驶汽车中的传感器
自动驾驶汽车安装了多种传感器。
摄像头是重要的视觉传感器：前置摄像头能精准识别交通信号灯、车道线、前方车辆和行人的动态；环视摄像头提供车身周围的图像，辅助车辆泊入车位等操作。
06
开拓视野
自动驾驶汽车中的传感器
毫米波雷达安装在车身前后和侧面，它可在雨、雾等恶劣天气中精确检测远距离物体的距离、速度和角度，为高速行驶提供安全保障。
超声波传感器主要位于车辆前后保险杠，用于近距离的障碍物检测，在车辆低速行驶和停车时发挥关键作用。
部分高端车型还装有激光雷达，激光雷达通过发射激光束扫描周围环境，构建高精度的 3D地图，使车辆能够精准感知周边的环境细节。
07
拓展延伸
自动驾驶如何改变未来交通
减少交通拥堵：
自动驾驶汽车可以通过智能路线规划和实时交通数据，避免堵车，让道路更畅通。
提高出行安全：
自动驾驶系统能快速反应，减少人为驾驶错误，降低交通事故的发生率。
07
拓展延伸
自动驾驶如何改变未来交通
共享出行更普及：
自动驾驶技术让共享汽车更智能、更便捷，减少私家车数量，节省资源。
无障碍出行：
自动驾驶汽车为老年人、残障人士等提供便利，让更多人享受独立出行的自由。
07
拓展延伸
自动驾驶如何改变未来交通
环保节能：
自动驾驶汽车通过优化行驶路线和速度，减少燃油消耗和尾气排放，保护环境。
24小时不间断服务：
自动驾驶出租车和物流车可以全天候工作，让出行和配送服务更加高效。
07
活动日志
活动日志 班级：XX 姓名：XX 活动名称 电子围栏与红外传感器
活动环节 1口搭建小车模型 2口实现遇到红灯自动停车功能
（在对应环节画V）
活动完成内容 模拟控制自动行驶与停车的过程
活动完成度 口口口口口口口口口(100%)
活动小结 问题与反思：语法错误、编辑错误。
改进的方法：加强对自动行驶和停车原理的理解。
08
板书设计
自动行驶保出行
1.进行新知引入
2.搭建控制小汽车模型
3.实现遇到红灯自动停车功能
4.完成课堂练习
5.进行知识拓展
09
课后作业
01
根据本课内容，尝试搭建控制小汽车模型。
09
课后作业
02
学完本节课，尝试实现遇到红灯自动停车功能。
09
课后作业
1、自动驾驶小车通过什么设备控制电机的转动速度？（ ）
A. 电源 B. 主控板 C. 车轮 D. 卷尺
2、程序设定小车运行5000毫秒，实际行驶时间是多久？（ ）
A. 0.5秒 B. 5秒 C. 50秒 D. 500秒
3、颜色传感器检测到什么颜色会让小车自动停车？（ ）
A. 蓝色 B. 红色 C. 绿色 D. 黄色
4、想让小车倒车，程序中需要修改什么？（ ）
A. 电机接线 B. 时间参数 C. 速度值为负数 D. 传感器类型
5、自动驾驶汽车在雨雾天检测远距离障碍物，主要依赖什么设备？（ ）
A. 摄像头 B. 超声波传感器 C. 毫米波雷达 D. 颜色传感器
B
B
C
C
B
09
课后作业
6、如果想让小车遇到障碍物自动倒车，需要增加什么设备？简要说明如何实现这一功能。
7、颜色传感器通过光线颜色检测信号。（ ）
8、倒车时，只需要将程序中的速度值改为负数，无需调整电机接线。（ ）
9、超声波传感器主要用于检测200米外的障碍物。（ ）
需要增加超声波传感器。将超声波传感器安装在小车前方，设定检测距离（如10厘米）。当传感器检测到障碍物时，主控板会先停止电机，然后调用倒车程序模块，让电机速度变为负数（如-100），持续一定时间（如2秒），使小车向后移动避开障碍物。
错
错
对
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