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第7课《第七课 我的“碰碰车”》教学设计
课题 第七课 我的“碰碰车“ 单元 第1单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：能观察并说出舵机方向、传感器类型对小车信息采集的影响，了解触碰传感器的工作原理，能够搭建机器人小车。计算思维：能够搭建一个由四个舵机驱动的轮式机器人小车，为机器人小车安装一个触碰传感器，使它撞到物体后做出反应。数字化学习与创新：结合贴纸、3D打印或额外传感器，给小车增加灯光、声音或避障功能，形成可展示的创意作品。信息社会责任：遵守安全规范，减少冗余线材；分享改进经验，使小车在碰到前方物体时能先后退再转弯。
教学重点 1、舵机方向与编号对应的空间逻辑：学生易混淆左右朝向及编号顺序，导致程序控制出错。
教学难点 1、传感器选型与位置布局：能根据任务需求（撞击/非接触）选择并安装碰撞、超声波等传感器。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第7课 《第七课 我的“碰碰车“》板书课题。1、视频2、 游乐场里的碰碰车你一定玩过吧!它可以在你们的控制下自如地行驶，当“撞上”其他小车时也能自如地转向。试想，如果这些碰碰车能够不用人来操控，在发生碰撞时自己转向，那不是更有意思吗 在学习了前面的知识后，我们已经具备了设计这样一辆小车的能力，现在就开始搭建吧!3、如果碰碰车无人操控，它如何通过碰撞感应自动改变行驶方向？ 1、认真倾听老师讲解“碰碰车“2、讨论通过碰撞感应自动改变行驶方向？ 1、培养学生的观察能力和科学思维，激发对智能道闸的兴趣。2、促进学生交流合作，提高表达能力，增强团队协作意识。
讲授新课 一、设计“碰碰车”“碰碰车”的结构和之前电风扇、道闸的结构有着较大的区别，结构上主要有三大部分:车身、驱动轮和碰撞检测装置。搭建“碰碰车”时最主要的考虑是:如何将舵机以正确的方向安装到主控器上，又如何将轮子稳固地安装到舵机上。在选择零件时，要仔细观察它们的特点，这样才能正确地固定舵机和轮子。1.安装舵机到主控器上四个舵机的搭建方式基本一致，但安装舵机时应注意以下几点。(1)舵机的朝向应使四个轮子位于车体外侧;(2)左右两侧应按舵机编号顺序排列，以便之后编写程序时找到相应舵机;(3)每一个舵机应将舵盘上的“A”对准刻度线。2.安装轮子到舵机上 四个轮子的搭建和连接方法及安装方法相似，搭建时注意将零配件扣紧。 3.安装碰撞检测装置 为了让小车前进时受到碰撞能做出反应，我们在小车的前方安装上一个碰撞传感器后，它就成为了一辆“碰碰车”。说一说碰撞传感器本身就能检测是否受到了撞击，为什么还要在它的接触面上安装两根长的梁呢 4.连接数据线和电源开关 连接舵机或传感器时，可以分别将每个舵机直接连接到主控器上，但是这样连接会带来两个问题: 一是机器人身上的数据线太多，会影响它的行动; 二是所有数据线分别连接到主控器的话，有可能主控器上的输入口数量不够三、碰撞传感器1.碰撞传感器的工作原理碰撞传感器上安装有一个压力感应装置，当它感受到压力时，就会向主控器反馈回信号。2.选择碰撞传感器的安装位置碰撞传感器只有当检测到压力时才会有所反应，所以如果想要让机器人在所有方向都能检测到碰撞，就必须在四个方向都安装上触碰传感器。说一说能不能让“碰碰车”在不碰到物体的情况下就做出反应呢 如果可以，你应该选用什么传感器呢 综合实践小车的形状是多种多样的，为你的“碰碰车”增加一些装饰，或尝试按照你自己的设计，对小车进行外形上的改造，让它成为最炫酷的一辆!知识链接传感器是一种检测装置，根据功能的不同，它们能检测外界的信息也各不相同。传感器会将检测到的信息，按一定规律转换成为电信号或其他所需形式的信息输出。它们是实现自动检测和自动控制的重要装置，在被用于机器人之前已广泛地应用在很多领域，也有很多种类型。 温度传感器 温度传感器是一种能够感受温度并转换成可用输出信号的传感器。它是最早开发、应用最广的一类传感器。由于温度测量的普遍性，温度传感器的数量在各种传感器中居首位，约占50%。压力传感器 压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，它能够检测到压力值并传输给控制器，被广泛应用于各种工业自动控制环境。同时，这种传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用，特别是航天领域中更有它的特殊地位。 光敏传感器光敏传感器是对外界光信号或光辐射有响应或转换功能的敏感装置。在光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关，因此在自动控制、家用电器中得到广泛的应用姿态传感器 姿态传感器通过基于四元数的传感器数据算法进行运动姿态测量，被广泛应用于航模无人机、机器人、天线云台和虚拟现实等。大家常见的体感平衡车上就安装有姿态传感器。选择题 1、 安装舵机时必须让轮子放在车体的（ B ）A. 里面 B. 外面 C. 上面 D. 下面2、在碰撞传感器前加两根长梁的作用是（ B ）A. 好看 B. 更早碰到障碍 C. 让车更重 D. 没作用3、想让小车“没碰到”东西就停下，可以用（ C ）A. 温度传感器 B. 声音传感器 C. 超声波测距传感器 D. 压力传感器4、温度传感器测的是（ B ）A. 颜色 B. 温度 C. 声音 D. 距离5、四周都装上碰撞传感器，小车就能（ B ）A. 跑得更快 B. 任何方向碰到东西都能知道 C. 更耗电 D. 变重【判断题】1、（ √ ）光敏传感器可以感应到光线的明暗变化。【操作题】给你的小车贴两张彩色贴纸，让它变得更漂亮。相关知识拓展1、舵机安装小技巧把舵机想象成“膝盖”，轮子就是“脚”。膝盖（舵机）朝外，脚（轮子）才能站在身体（车体）两侧，这样小车转弯时才不会“脚尖打架”。给舵机编号就像给脚贴左右脚标签，写程序时就不会“左脚穿右鞋”。2、长梁=“早起的哨兵”碰撞传感器本身只能守卫“最后一道门”。两根长梁相当于把哨兵派到“城墙外”50毫米处，障碍还没摸到城门（车体）就被发现，留给小车更多时间刹车或转向。3、“隔空”停车的魔法不用“碰”就能停车，可以请“超声波雷达”或“红外眼”帮忙。它们像蝙蝠一样先发射信号再听回声，测出与障碍物的距离，在 2～30 cm 内就命令小车“急刹车”。这样既保护车体，也保护被撞的物体。4、传感器家族小档案 温度传感器：像电子体温计，常被做成一个小黑疙瘩，贴在电机上可防止过热。 压力传感器：装在鞋底就是“电子秤”，装在轮胎里能实时告诉你“胎压够不够”。 光敏传感器：白天关灯、夜里亮灯的“小管家”，还能让小车沿黑线行驶（寻迹）。 姿态传感器：像手机的“水平仪”，能让小车知道自己是站着、躺着还是翻车了，做自平衡小车全靠它。 学生先观看教师示范，牢记“舵机朝外、编号顺序、A对刻度”三要点；随后两人一组动手操作，按右前-1、左前-2、右后-3、左后-4的顺序把舵机卡进主控板，并转动舵盘使A线对准刻度；最后通电“抬车转轮”检测，方向错误立即调换。先触摸碰撞传感器观察指示灯变化，理解“受压-亮灯”原理；随后在传感器前端加装两根长梁，模拟撞击并记录触发距离；先用手按压碰撞传感器，看指示灯亮灭，体验“压力→信号”过程；接着讨论“如果还没碰到就能停下怎么办”，在教师提供的超声波、红外、光敏三种传感器中任选其一，装在小车前方 5 cm 处，设定“距离≤5 cm 即后退”规则，现场试车并记录是否成功提前避让；卡片速配：每组领取“传感器卡”和“场景卡”，30秒内把温度-空调、压力-胎压表、光敏-夜灯、姿态-无人机配对并贴到海报上。迷你实验：用指尖按压压力传感器看数值跳变；用手电远近照射光敏电阻观察LED亮灭；快速倾斜姿态传感器模块，记录小车模型角度变化。学生通过选择题和判断题来测试对知识点的运用，然后通过操作题来发挥想象力。膝脚游戏：两人面对面扮“舵机膝-轮子脚”，向外/向内各转三圈，体会转向差异。哨兵尺测：逐段加长梁 10-30 mm，记录小车触发距离，贴“最佳预警”标签。隔空竞速：装超声波模块，设 5 cm 刹车线，看谁能不碰墙最快往返。传感器寻宝：抽卡找温度、压力、光敏、姿态实物，举一例应用得分。 以“看—做—检”闭环降低安装错误率；双人合作培养交流自检习惯；即时反馈强化正确方向与编号的空间记忆。通过亲手加长梁让学生体会“杠杆放大”带来的提前检测效果；用理线实践解决端口不足与行动受阻的真实痛点，培养工程简洁化思维。通过对比实验理解“接触式”与“非接触式”检测差异，培养根据需求快速选型的能力；创意装饰环节将技术任务与艺术表达融合，激发个性设计与分享交流。通过“配对—体验—总结”三连击，把抽象概念变成可触可感的游戏与数据，让学生在动手和表达中迅速记住四种传感器的核心功能与应用场景，同时培养信息提取与口头表达能力。用快问快答巩固关键知识点，贴纸任务将“正确-美观”双重要求融入实践，兼顾知识检测与创意表达，提升课堂趣味与成就感。用身体-实验-竞速-寻宝四步，把空间方向、提前检测、测距避障、传感器应用快速落地，玩中学，学即会。
课堂小结 我的“碰碰车“1.进行新知引入2.设计“碰碰车”3.搭建“碰碰车”、碰撞传感器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 为什么在碰撞传感器的接触面上还要安装两根长梁？ 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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