资源简介

(共37张PPT)
第一单元 第1节
系统分解思路清
（北师大）六年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
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
能够了解系统思维在科技与生活中的重要性，树立整体协作与系统优化的意识。
能够借助案例、示意图等工具，分析系统的组成结构，构建系统分解与分析的思路。
能够梳理自动驾驶系统的工作链条，理解 “感知路况 — 决策判断 — 控制执行” 的逻辑。
能够感知自动驾驶系统的组成与功能，理解各子系统间的关联及整体工作逻辑。
03
新知讲解
单元导入
自动驾驶来探秘--系统及模块
自动驾驶真神奇，小小系统显威力。
整体相关是特性，模块划分功能清。
便于协作用处大，解决问题不复杂。
编程实践动脑筋，仔细分析要用心。
03
新知讲解
单元导入
自动驾驶备受关注，车辆自动驾驶依托各类系统实现。本单元将探究系统构成与特性，系统可逐级拆分为子系统和模块。模块化便于协作、维护与标准化，应用广泛。让我们一同探索系统相关知识。
03
新知讲解
单元导入
单元目标
1.理解系统能根据功能划分为子系统，子系统又能进一步划分为模块，知道系统的整体性和相关性。
2.理解模块化的思想，能分析模块在系统中的功能，掌握模块化在系统设计、运行和维护中的优势。
3.通过图形化编程实践模块化设计，体会模块化设计在系统中的作用。
03
新知讲解
新知导入
03
新知讲解
案例阅读
没有传统的驾驶座，没有油门和刹车，甚至没有真正意义上的汽车前脸和后尾......试乘者在踏入车门的一瞬间，就到了自动驾驶的时代。
自动驾驶真神奇
03
新知讲解
自动驾驶真神奇
自动驾驶车无需司机就能自动行驶，是人类发明汽车以来的一大创新!
自动驾驶车的功能主要依靠汽车内部装载的自动驾驶系统实现。
03
新知讲解
要实现“无需司机就能自动行驶”，自动驾驶系统具体需要具备什么功能呢
自动驾驶真神奇
我的想法:
1、感知路况：通过雷达、摄像头采集环境数据，识别障碍物、车道线等关键信息。
2、决策规划：分析路况信息，判断行驶路线与速度，制定避障、变道等安全策略。
3、控制执行：根据决策指令操控车辆，完成转向、加速、刹车等基础驾驶动作。
03
新知讲解
自动驾驶真神奇
03
新知讲解
替代司机功能齐
自动驾驶系统替代了司机。
司机开车时需要观察周围的环境，所以自动驾驶系统也需要具备这个功能。
03
新知讲解
替代司机功能齐
自动驾驶系统依靠感知子系统来完成这项功能。
司机开车时需要思考不同情况下如何开车，所以自动驾驶系统也需要具备这个功能。
03
新知讲解
替代司机功能齐
自动驾驶系统依靠决策子系统来完成这项功能。
司机开车时需要操控方向盘、油门和刹车等，这些操作也需要自动驾驶系统来完成。
自动驾驶系统依靠控制子系统来完成这些功能。
03
新知讲解
自动驾驶系统可划分为感知子系统、决策子系统和控制子系统，分别完成“观察路况”“思考决策”及“控制执行”的功能。其中，感知子系统的输入是外界的环境信息，输出将作为决策子系统的输入;决策子系统的输出是控制子系统的输入;根据决策子系统的指令，控制子系统操纵车辆的组件完成自动驾驶。
替代司机功能齐
03
新知讲解
为便于设计、实施和维护，一个大的系统可以分解为几个小的系统，也就是子系统。分解的依据通常是系统的不同功能。
系统分解有依据
03
新知讲解
系统的组成部分是构成系统的前提和基础，没有部分就没有整体。
系统分解有依据
感知子系统不能独自让车辆实现自动驾驶，只有与决策子系统、控制子系统联合，才能构成自动驾驶系统。
对，这三个子系统缺少任意一个，车辆都不能实现自动驾驶功能。
03
新知讲解
组成部分构成了系统，但是系统呈现出的功能却不是每个组成部分单独具有的，这就是系统的整体性，它是系统最基本的属性。
系统分解有依据
03
新知讲解
如果感知子系统不能很好地观察路况，会对决策子系统产生什么影响 如果决策子系统不能很好地制订行驶策略，对控制子系统又有什么影响
系统分解有依据
我的想法:
1、感知子系统故障：无法准确采集路况数据，导致决策子系统缺乏正确判断依据。
2、决策子系统出错：制定错误行驶指令，控制子系统执行不当操作，易引发交通事故。
3、系统联动失效：感知与决策衔接断裂，自动驾驶功能整体瘫痪，无法正常运行。
03
新知讲解
系统分解有依据
感知子系统不能很好地观察路况，会造成决策子系统掌握的信息不全甚至有误，就不能制订优化的行驶策略，严重时会发出错误的行驶指令。
一旦行驶策略有误，控制子系统就会错误地操纵车辆的组件，可能会引发严重的交通事故。
03
新知讲解
相关性是系统的另一个重要特性，它是指系统内各组成部分之间、组成部分与系统之间存在着相互依赖、相互制约的关系。某一组成部分的变化，会引起其他组成部分或系统整体的变化。
系统分解有依据
03
新知讲解
系统分解不仅存在于过程与控制系统中，也广泛存在于其他复杂的系统中。让我们跟随日常使用的“一卡通”去看看吧。当刷卡乘车时，我们接触了交通系统;刷卡吃饭时，接触了餐饮系统;插卡打电话时，接触了通信系统;在电梯中刷卡上楼时，接触了安保系统。
其他系统也同理
03
新知讲解
实际上，交通系统、餐饮系统、通信系统及安保系统等都是城市这个大系统中的子系统。这些子系统相互关联，相互影响，例如:一旦通信系统瘫痪，交通系统、餐饮系统和安保系统都会受到影响。
其他系统也同理
看来城市系统也具备整体性和相关性特点。
03
新知讲解
请想一想生活中的系统可以分解为哪些子系统，各子系统之间的相关性又是如何体现的，填写表。
其他系统也同理
系统 子系统 相关性体现
智能手表 传感子系统、处理子系统、显示子系统 传感采集数据→处理分析→显示结果，一环出错功能失效
智能家居 感知子系统、控制子系统、执行子系统 感知传信号→控制发指令→执行设备动作，各环节相互依赖
自动灌溉系统 传感子系统、控制子系统、执行子系统 传感采集土壤湿度→控制分析→执行灌溉动作，数据直接决定启停
03
新知讲解
勤学好思收获多
对于一个实际的系统，应该依据哪些标准进行分解
实际系统的分解以功能为核心依据，也可按结构、任务分工或工作流程拆分，清晰划分各部分职责，帮助梳理系统组成与运行逻辑，便于理解、分析与优化。
03
新知讲解
练一练
1.根据机器人各组成部分的不同功能，在括号里填入合适的选项，将机器人的工作流程补充完整。
机器人由驱动子系统、控制子系统、感知子系统和机械子系统构成。( )发出指令，控制( )的行动;驱动子系统带动( )运动，使机械手到达空间某一位置，完成某一动作，实施某个作业任务，它的状态由( )反馈给控制子系统;控制子系统将实际状态与目标状态进行比较，发出下一个指令。以上操作循环进行，直到完成任务为止。
A.驱动子系统 B.控制子系统 C.感知子系统 D.机械子系统
B
D
A
C
03
新知讲解
练一练
2.下列说法中，不能体现系统相关性的是( )
A.手机支架的某根构件出现问题会引起其他构件的受力发生变化
B.电风扇的电机损坏后，不能再吹出风
C.鼠标损坏后更换为其他品牌的鼠标，电脑仍然可以正常使用
D.炒菜机器人的各部件需要精密配合，才能顺利制作出美味的菜品
C
03
新知讲解
评价卡
评价卡 我能理解系统可以依据功能进一步分解为子系统。
我能发现生活中的系统，并根据功能将系统分解为子系统。
我理解系统的整体性和相关性，并能结合实际例子进行说明。
04
课堂练习
一、选择题
1、自动驾驶系统中，负责 “观察路况” 的子系统是（ ）
A.感知子系统 B.决策子系统
C.控制子系统 D.驱动子系统
2、系统最基本的属性是（ ）
A.整体性 B.相关性
C.功能性 D. 复杂性
A
A
04
课堂练习
3、下列不属于自动驾驶核心子系统的是（ ）
A.感知子系统 B.决策子系统
C.控制子系统 D.动力子系统
4、自动驾驶系统中，负责 “控制执行” 的子系统是（ ）
A.感知子系统 B.决策子系统
C.控制子系统 D.通信子系统
D
C
04
课堂练习
二、判断题
1、自动驾驶系统可以没有感知子系统正常工作。（ ）
2、系统的整体功能是各子系统功能的简单相加。（ ）
3、子系统间相互依赖、相互制约体现了相关性。（ ）
4、城市一卡通的子系统之间没有关联影响。（ ）
√
X
X
X
05
拓展延伸
分解思维
05
拓展延伸
系统的趣味实例
钟表由齿轮、指针、电池等子系统组成，各部件协同工作才能准确计时，缺少任一关键部分，钟表都无法正常运转，充分体现了系统的整体性与相关性。
05
拓展延伸
系统分解小技巧
分解系统时，可按功能、结构、流程等维度拆分，先明确整体目标，再梳理各部分的作用与关联，确保各子系统都服务于整体目标与功能。
08
板书设计
系统分解思路清
一、自动驾驶真神奇
二、替代司机功能齐
三、系统分解有依据
四、其他系统也同理
课后作业:
1、观察家中的一个常见系统，写出它的子系统，并简要说明子系统间的相关性。
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