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信息技术 三单元—活动2 设计并制作简易防碰撞行车系统
课题 设计并制作简易防碰撞行车系统 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 六年级
教材分析 《设计并制作简易防碰撞行车系统》该课时教材编排了“分析与设计—准备与制作—运行测试”的系列学习活动，能够让学生理解防碰撞行车系统的制作原理的含义，能够读懂防碰撞行车系统的算法。并且根据算法简单实现防碰撞行车系统的逻辑简介。教材编排合理，教学环节注重实践与理论相结合，教材内容贴近学生生活实际，符合六年级学生认知特点。
教学目标 1、信息意识：能够认识到在行车系统中，信息（如距离、速度）的重要性，并理解如何通过传感器获取这些信息。 2、计算思维：能够将复杂的防碰撞问题分解为可管理的子问题，如距离测量、速度计算、决策制定等。 3、数字化学习与创新：能够思考如何改进现有的行车安全系统，添加新的传感器或改进算法来提高系统的准确性和效率。 4、信息社会责任：能够理解安全性、法律伦理问题以及对未来工作市场的潜在影响。
重点 一、分析与设计二、准备与制作三、运行测试
难点 1、准备与制作
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 随着人们生活质量的提高，家庭用车数量不断增加。车辆虽然带来了出行的舒适和便利，但也使交通安全事故不断增多，尤其是车辆与行人、建筑物障碍物碰撞所引发的安全事故。如果在车辆上安装一套防碰撞行车控制装置根据车辆与行人或障碍物之间的距离来控制车速，就可以有效避免碰撞事故的发生，如图3-2-1所示。本活动让我们通过动手制作一个简易的防碰撞行车系统，来深入探究控制系统中的反馈原理。活动向导1.分析与设计2.准备与制作3.运行测试你将学到★防碰撞小车的原理是什么 ★如何设计并制作一个简易的防碰撞行车系统 知识拓展 学生之间相互讨论什么是防碰撞行车系统。 帮助学生了解课堂学习和了解什么是防碰撞行车系统。
讲授新课 一 、分析与设计本系统通过超声波传感器探测车辆与前方行人或障碍物的距离，并将探测结果反馈给输入环节。随后，系统将反馈回来的距离与预设的安全停车距离进行比较，如果小车与障碍物之间的距离大于安全距离，系统会控制车辆正常行驶;如果小车与障碍物的距离小于安全距离，系统会控制车辆减速行驶;如果小车与障碍物的距离已接近预警的危险距离，系统会控制车辆停止行驶。小贴士超声波传感器是一种将超声波信号转换成其他信号(主要是电信号)的传感器。其原理来源于蝙蝠发出超声波进行定位。超声波传感器广泛应用于工业、国防、生物医学等领域。做一做请完成防碰撞小车的控制系统框图(图3-2-2)。知识拓展防碰撞小车的原理是什么 二、准备与制作(1)准备硬件器材本实验可以使用电子开发板作为控制器，需要准备超声波传感器、减速电机和小车运动套件等器材。另外，由于电子开发板上的接口有限，需要配备与之相匹配的拓展板，用来连接超声波传感器、小车上的减速电机等输入输出设备。 同时，简易防碰撞行车系统制作完成以后，需要外接电源进行测试，因此，还需要准备移动电源。小贴士减速电机是电机与减速器的集合体，主要为设备提供动力驱动。数字化学习上网查阅相关资料，学习超声波传感器、减速电机、拓展板的使用方法。想一想超声波传感器可以用红外传感器替代吗 为什么 做一做分析本实验需要的各种器材的功能和数量，填写表3-2-1。(2)连接硬件器材搭建防碰撞小车 一方面，本实验中涉及的电子开发板、超声波传感器、小车运动套件都需要连接到拓展板上;另一方面，这些器材都要安装在小车上。为了保证测试过程中小车运行安全平稳，小车及车上的器材安装要牢固不脱落，各种连接线也要结实不松动。作品样例如图 3-2-3 所示。小贴士组装过程中，需要使用专业的工具。组装时，要遵守操作规范，注意安全防护。做一做以小组为单位设计简易防碰撞小车。将主控板、扩展板、超声波传感器和减速电机固定在小车适当的位置上，并将车轮安装到减速电机上。比一比，看谁的小车更牢固、更美观、更实用。(3)编写程序 在本实验中，除了电子开发板以外,还需要用到超声波传感器、拓展板(含电机驱动模块)等器材。在启动编程软件后，首先要在开发环境中选择对应的器材类型，如图 3-2-4所示。小贴士超声波传感器有很多类型，不同类型的超声波传感器在程序编写时，功能图块略有不同。设备类型设置完成后，图形化编程环境会自动添加相应的程序功能图块。利用超声波传感器的功能图块能够获取超声波传感器测量到的与障碍物之间的距离值;利用扩展板中的电机功能图块能够控制电机工作，如图3-2-5所示。想一想如何能知道小车与障碍物之间的真实距离值与超声波传感器的测量值是相符的 做一做1、在本实验中，小车的行驶状态和小车与障碍物的距离密切相关填写表 3-2-2，预估小车在不同的行驶状态下与障碍物距离的关系。2、图3-2-6 是简易防碰撞行车系统的算法流程图(局部)，请将其补充完整，并完成编程。知识拓展如何设计并制作一个简易的防碰撞行车系统 三、运行测试简易防碰撞行车系统搭建完成后,上传代码至电子开发板,运行测试该系统。做一做用电池组或充电宝给防碰撞行车系统供电，将小车放在前方有障碍物的环境中进行测试，检验你的小车能否根据与前方障碍物的距离改变运行状态，以及是否发生了碰撞。挑战时刻针对你的简易防碰撞行车系统，提出一个优化改进方案，实现以下功能: 1、使其能够计算并显示小车的行驶速度! 2、使小车能够根据其与障碍物的距离发出提醒音、警告音及相应的灯光提醒等。四、拓展延伸1、红外传感器的原理。2、传感器在日常生活中造成了哪些影响？3、生活中传感器给我们带来哪些优势？4、我们如何更好地学习传感器？ 了解观察寻找身边有哪些具体的超声波传感器运用实例，动手实践操作，实现防碰撞行车系统的设计。学生互相讨论，了解描述防碰撞小车的制作形式，并且学会防碰撞小车的制作步骤。 学生之间互相讨论，并操作制作完成的防碰撞小车。学生小组内部进行讨论生活中有哪些传感器的实际运用。 学生通过观察寻找身边的防碰撞小车运用实例进一步加深对防碰撞行车系统的认识。学生通过边分析边讨论的形式进行防碰撞小车制作的实际操作，更好地理解如何制作防碰撞小车。 让学生在操作防碰撞小车的过程中发现不足，并找出解决方式。进一步增强学生的专业素养，让学生在讨论中学到更多。
布置作业 在父母陪同在网上查找简易无线防撞车制作的硬件、网购回来之后在父母的陪同下建议制作。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 《设计并制作简易防碰撞行车系统》课程小结： 不仅让我们了解了自动驾驶和智能交通系统的基本原理，还让我们亲身体验了动手制作的乐趣。通过这节课的学习，我们对智能交通系统产生了浓厚的兴趣。未来，我们希望能够继续深入学习相关知识，并尝试参与更多的实践活动。我们相信，随着技术的不断进步，自动驾驶汽车将会越来越普及，而我们作为新时代的年轻人，应该积极拥抱变化，努力学习新知识，为推动科技进步贡献自己的力量。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、分析与设计二、准备与制作三、运行测试 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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