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第 26 课《倒车防撞请注意》教案
一、教学目标分析
知识与技能
1.能够知道倒车警报系统的功能和模块组成。
2.能够通过数据运算设计警报鸣响的效果。
3.能够利用计算机编程验证方案。
过程与方法
1.通过运行程序和实验操作，提升对信息科技实践操作的能力。
2.通过角色扮演和问题分析，增强逻辑思维和团队协作能力。
情感态度价值观
1.感受信息科技在生活中的实用价值，提升对信息科技课程的兴趣。
2.培养探索精神和解决实际问题的成就感。
二、教学内容及重点
教学重点
1.理解倒车警报系统的组成和工作原理。
2.掌握通过编程设计和验证倒车警报系统的方法。
教学难点
1.将实际的倒车场景抽象为编程模型，理解并运用距离阈值控制警报效果。
2.在团队协作的角色扮演中，准确模拟倒车警报系统的工作流程。
三、教学过程设计
教学过程 教学内容 教学方法
情景导入 （5分钟 ） 师：我们先看，这里有汽车正在倒车的停车场俯视图，大家思考一下，在倒车过程中，怎样避免碰撞到后方的障碍物呢？除了人眼睛往后视镜看，还有倒车雷达可以提示我们倒车时，与障碍物之间的距离。 师：现在的汽车基本上都配备了倒车防撞系统，接下来我们观看一条视频，看看一下汽车是如何完成倒车的。 师：带着这样的思考，我们来学习今天的课程。 问题导向学习法
学习活动 1：了解倒车警报系统（10 分钟） 师：首先我们要了解倒车警报系统。运行倒车的程序，记录与障碍物比较近时车的反应；思考程序中体现倒车安全距离的数值（阈值）对驾驶员倒车起什么作用；倒车防撞系统旨在提高驾驶员在倒车过程中的安全性。 师：本学习活动需要用到的实验设备有主控板、超声波传感器、4pin连接线等。 师：第一步，用数据线将主控与电脑连接起来，将超声波传感器连接主控板的SCL、SDA 口。用数据线将主控与电脑连接起来。 师：第二步，编写程序。打开mPython软件。在主循环中，屏幕上显示超声波探测距离，如果距离小于10厘米时，发出警报。 师：程序编写完成，将程序刷入主控中。 第四步，查看效果，将小车靠近砖墙时，当距离小于10厘米时，警报器发出警报。 师：请大家思考，当与障碍物比较近时，车的反应是什么的？。 生：会发出警报 师：那么程序中体现倒车安全距离的数值（阈值）对驾驶员倒车起什么作用？ 生：程序中倒车安全距离的数值，可以帮助驾驶员判断与车后障碍物的距离，使倒车更加安全。 师：倒车防撞系统由超声波传感器、主控板（计算模块）、报警器组成。 师：超声波传感器检测与障碍物的距离，数据传输给主控板计算，根据计算结果决定报警器是否工作。整个流程就是，输入传感器数据，判断距离是否小于设定值（阈值），是则发出警报，否则不发出警报。超声波传感器采集汽车与障碍物距离数据，传给计算模块，计算模块处理分析数据，根据结果“命令” 报警器发出警报或不发出警报。 讨论法、 讲授法、
学习活动 2：角色扮演：倒车请注意（10 分钟） 师：现在我们来进行角色扮演：倒车请注意。我们请几位同学们分别扮演驾驶员、超声波传感器、数据处理专家和报警器。驾驶员模拟倒车操作；超声波传感器报出与障碍物的距离；数据处理专家计算当前的警报频率；报警器按不同频率发出警报。 师：具体分工是，学生 A 模拟倒车操作，学生 B 挨着学生 A，负责判断后面障碍物的距离并把数据报给学生 C，学生 C 进行计算，如果距离为 2m 时，对学生 D 说：“发出 1 声警报，发 4 次。” 如果距离为 1m，说：“发出急促的 2 声警报，发 4 次。” 学生 D 接收学生 C 发来的指令，发出警报。 生：扮演角色。 师：大家想一想，哪一次的警报带来的紧迫感更强烈？ 生：距离为1m时，警报声很紧迫。 师：没错，距离为 1m 时，紧迫感更强烈。当汽车离障碍物在 1.5m - 1m 这个范围时，这是一个关键的距离区间，在倒车防撞系统里，这个区间内警报会按照一定规则发出，提醒驾驶员后方有障碍物。 师：汽车离障碍物距离到了 1m - 0.6m 之间 ，相比上一个区间更近了。随着距离变近，倒车警报系统的警报情况会发生变化。 师：汽车离障碍物距离在 0.6m - 0.3m 之间 ，这是更靠近障碍物的距离了。小车和墙的距离又近了一步，在这个距离范围内，倒车警报系统的警报会进一步变化，会更急促地提醒驾驶员要注意，别撞到障碍物。 师：总结就是汽车离障碍物距离不同，警报频率也不同，车距离障碍物越近，警报声越急促。 讲授法、实践操作法
学习活动 3：改变汽车和障碍物的距离，注意警报的效果（10 分钟） 师：下面完成学习活动3，改变汽车和障碍物的距离，注意观察警报的效果，进一步了解控制系统工作过程中遵循的控制规则。 师：第一步，在上一个活动的硬件连接基础上，打开学习活动 3 的程序并刷入主控板中运行，观察汽车与障碍物之间距离的变化以及警报效果的变化。 师：第二步，找到汽车与障碍物之间距离的相关代码，理解距离阈值对警报效果的作用。 师：第三步，修改程序中的相关阈值，运行程序，体验阈值变化对警报效果的影响。 师：通过活动我们得出结论，车距离障碍物越近，警报声越急促，从而帮助驾驶员判断车与后方障碍物的距离，避免或减少交通事故，防止或减轻碰撞造成伤害。 师：当前，汽车领域已逐渐迈进智能驾驶时代。其中，安全驾驶是智能驾驶技术中最重要的研究课题。智能汽车防撞系统利用传感器、摄像头、雷达等设备感知周围的环境数据，包括周围车辆的位置、速度、行驶方向等，然后通过特定的计算，一旦发现有碰撞风险，就立即发出警报并自动刹车、避让等。 实践操作法、讨论法
拓展深化，回归生活 （5分钟 分钟） 师：请同学们上网搜索资料，了解智能驾驶在防撞设计上的相关技术。另外，也可以上网搜索汽车倒车雷达的相关资料，或者请教开车的长辈，了解雷达警报频率与障碍物距离之间的关系。了解一般距离为多少米时，报警器会发出警报；一般距离小于多少米时，警报的声音会变急促。 问题导向学习法、 讨论法、 实践操作法
课后作业（2分钟） 师：学习完本节课，请同学们完成课后作业，用废旧材料制作简易“防撞模型”(如用纸盒模拟汽车，标注传感器位置)。
课堂小结与评价 （3分钟） 师：同学们，我们来回顾一下今天学的内容。本节课中我们知道了倒车警报系统的功能和模块组成，学会了通过数据运算设计警报鸣响的效果，学会了利用计算机编程验证方案。希望大家在课后能运用所学知识，观察生活中的倒车场景，巩固所学内容。
教学反思 1.反思点：部分学生在理解超声波传感器、计算模块和报警器之间的数据传输和协作关系时存在困难，不能很好地将实际的倒车警报系统工作流程与编程代码相结合。在角色扮演活动中，小组协作不够默契，部分学生对自己所扮演角色的任务执行不够准确。在修改程序阈值环节，部分学生对阈值变化对警报效果的影响理解不深入。 2.改进措施：针对数据传输和协作关系理解困难的学生，通过动画演示、实物模型展示等方式，直观呈现系统工作流程。在角色扮演前，加强对任务的讲解和示范，明确各角色职责，在活动中加强引导和监督。对于阈值理解不深的学生，增加实验次数，鼓励学生自主探索不同阈值下的警报效果，通过对比分析加深理解。
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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