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第7.1课《自动行驶保出行》教学设计
课题 自动行驶保出行 单元 第七单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：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。计算思维：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。数字化学习与创新：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。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。
教学重点 通过编程控制主控板与传感器（如颜色传感器），实现小车的自动直行、红灯停车和倒车功能，理解自动驾驶基础逻辑。
教学难点 正确调试电机正负速度（如-100倒车）与传感器联动的程序，确保小车精准响应指令（如红灯停、障碍物倒车）。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 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。想一想：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。思考：自动驾驶技术如何改变未来交通？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。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！播放视频《什么是自动驾驶？》。 新知导入完成思考题。观看教学视频。 帮助学生理解控制汽车的基本原理。通过问题导入引发学生思考。通过视频吸引学生的注意力。
讲授新课 一、搭建小车模型1.小车模型的组成车架、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。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。利用一些简单的材料，我们还可以搭建起各种小车模型。2.控制小车直行小车模型搭建好后，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。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。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。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。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。实验过程：2、编写程序。设定运行时间5000毫秒（5秒）。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。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。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。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。二、实现遇到红灯自动停车功能自动驾驶的基本功能在城市道路中，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。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。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。实验过程：（1）搭建并连接好小车模型。实验过程：（2）编写程序。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。三、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？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。四、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。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。五、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。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。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。 小组合作搭建模型小组合作模拟控制自动行驶与停车的过程。小组合作探究如何实现遇到红灯自动停车功能完成练习题。了解自动驾驶汽车中有哪些传感器。畅想并讨论自动驾驶会对我们的时候有哪些影响？ 了解小车模型的基本组成部分，尝试用材料搭建一个简单的小车模型，培养动手协作能力。能够运用编程逻辑控制小车行驶、停车和倒车，培养将实际问题转化为程序的能力。通过实验探究体验传感器、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，培养提升学生分析解决问题的能力。巩固所学知识。让学生理解自动驾驶中的传感器、扩展学生知识范围，加强对自动驾驶的理解。引导学生思考自动驾驶可能对生活的影响，激发学生对新技术的兴趣。
课堂小结 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 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 根据本课内容，尝试搭建控制小汽车模型。学完本节课，尝试实现遇到红灯自动停车功能。完成PPT42-43的练习题。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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