《定速巡航的控制》教案-2024-2025學(xué)年人教版（2024）小學(xué)信息科技六年級(jí)（全一冊）VIP

《定速巡航的控制》教案-2024-2025學(xué)年人教版（2024）小學(xué)信息科技六年級(jí)（全一冊）核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)引導(dǎo)學(xué)生感知定速巡航系統(tǒng)在汽車駕駛中的信息價(jià)值，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到該系統(tǒng)是通過獲取車輛行駛速度、路況等信息來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，從而提升駕駛的便利性和舒適性。例如，在高速公路長途駕駛場景中，定速巡航能依據(jù)設(shè)定速度持續(xù)控制車輛，減少駕駛員疲勞，使學(xué)生體會(huì)到信息對系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵作用。培養(yǎng)學(xué)生在生活中主動(dòng)關(guān)注汽車智能控制系統(tǒng)等信息科技應(yīng)用的習(xí)慣，鼓勵(lì)學(xué)生從新聞、汽車展覽、家長駕駛經(jīng)驗(yàn)分享等渠道，收集不同車型定速巡航系統(tǒng)的功能特點(diǎn)和更新動(dòng)態(tài)，增強(qiáng)對信息的敏感度和好奇心。計(jì)算思維幫助學(xué)生理解定速巡航系統(tǒng)從速度設(shè)定、實(shí)時(shí)監(jiān)測到速度調(diào)整的完整工作流程，能夠?qū)ο到y(tǒng)中的輸入（如駕駛員設(shè)定速度、實(shí)際行駛速度傳感器數(shù)據(jù)）、計(jì)算（速度偏差分析與控制算法處理）和輸出（油門或剎車指令）進(jìn)行抽象和分解。例如，學(xué)生可以用自己的語言描述系統(tǒng)如何根據(jù)設(shè)定速度與實(shí)際速度的差異，調(diào)整車輛動(dòng)力。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用算法流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖等工具，清晰描述定速巡航系統(tǒng)的邏輯關(guān)系和工作機(jī)制，提升邏輯思維和問題建模能力。如學(xué)生能夠繪制出包含速度判斷、指令執(zhí)行等環(huán)節(jié)的流程圖，并依據(jù)圖分析系統(tǒng)運(yùn)行邏輯。培養(yǎng)學(xué)生在面對實(shí)際問題（如優(yōu)化定速巡航系統(tǒng)應(yīng)對復(fù)雜路況的能力）時(shí)，運(yùn)用計(jì)算思維方法，通過合理的邏輯推理和方案設(shè)計(jì)來解決問題，例如思考如何改進(jìn)系統(tǒng)以適應(yīng)上下坡、彎道等特殊路況。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新鼓勵(lì)學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)等資源，自主探索定速巡航系統(tǒng)的技術(shù)原理、發(fā)展歷程以及未來趨勢，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和信息檢索能力。比如，學(xué)生通過查閱汽車技術(shù)論壇、科普視頻，了解定速巡航從基礎(chǔ)版本到自適應(yīng)巡航的演變過程。組織學(xué)生在小組合作中，借助在線文檔、虛擬仿真軟件等數(shù)字化工具，共同探討、分析定速巡航系統(tǒng)的工作過程和優(yōu)化方案，提高數(shù)字化合作與探究能力。例如，小組使用虛擬仿真軟件模擬定速巡航在不同路況下的運(yùn)行，通過在線文檔記錄分析結(jié)果和改進(jìn)建議。激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，引導(dǎo)學(xué)生對現(xiàn)有的定速巡航系統(tǒng)提出創(chuàng)新性的改進(jìn)設(shè)想和設(shè)計(jì)方案，如開發(fā)結(jié)合自動(dòng)駕駛技術(shù)的智能定速巡航系統(tǒng)，并嘗試通過簡單的編程模擬或模型搭建來驗(yàn)證創(chuàng)新思路。信息社會(huì)責(zé)任讓學(xué)生明確在研究和討論定速巡航系統(tǒng)等汽車智能控制信息時(shí)，要尊重他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和研究成果，不抄襲、不盜用他人的創(chuàng)意和技術(shù)方案，在小組合作和匯報(bào)中規(guī)范引用資料來源。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到汽車智能控制系統(tǒng)信息的重要性和敏感性，樹立正確的信息傳播觀念，不隨意傳播未經(jīng)證實(shí)的定速巡航系統(tǒng)謠言或虛假信息，遇到不實(shí)信息能保持理性判斷并避免擴(kuò)散。培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，使其明白定速巡航系統(tǒng)等汽車智能控制技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，對提高交通效率、保障行車安全的重大意義，鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注交通安全問題，積極宣傳安全使用定速巡航系統(tǒng)的知識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)深入理解定速巡航系統(tǒng)的功能特點(diǎn)、組成模塊以及工作原理。包括系統(tǒng)如何通過傳感器獲取速度信息，控制器如何進(jìn)行邏輯運(yùn)算和指令發(fā)送，執(zhí)行機(jī)構(gòu)如何實(shí)現(xiàn)速度調(diào)整等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。熟練掌握用算法流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖等工具表示定速巡航系統(tǒng)的工作邏輯和狀態(tài)變化，能夠準(zhǔn)確繪制相關(guān)圖示，清晰展示系統(tǒng)從速度設(shè)定到穩(wěn)定巡航的完整流程。學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，對簡單的定速巡航系統(tǒng)場景進(jìn)行分析和優(yōu)化，培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的能力和創(chuàng)新思維。教學(xué)難點(diǎn)理解定速巡航系統(tǒng)中復(fù)雜的邏輯運(yùn)算和控制算法，特別是涉及到速度偏差計(jì)算、PID（比例-積分-微分）控制等原理，以及如何根據(jù)不同路況和駕駛需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。能夠結(jié)合實(shí)際駕駛場景，設(shè)計(jì)出合理、有效的定速巡航系統(tǒng)優(yōu)化方案，并通過數(shù)字化工具或簡單實(shí)踐進(jìn)行初步驗(yàn)證，這需要學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)和技能，對學(xué)生的綜合能力要求較高。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生將抽象的信息科技知識(shí)與汽車駕駛的實(shí)際操作緊密結(jié)合，使學(xué)生真正理解知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用信息科技解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力。教學(xué)過程課程導(dǎo)入1.教師活動(dòng)：同學(xué)們，在假期和家人自駕出游時(shí)，尤其是在寬闊平坦的高速公路上，大家有沒有注意到爸爸媽媽使用過一個(gè)神奇的功能？當(dāng)設(shè)定好速度后，汽車就能保持這個(gè)速度自動(dòng)行駛，不需要一直踩著油門，這就是我們今天要學(xué)習(xí)的定速巡航系統(tǒng)（板書課題）。我們先來看看教材中是怎么介紹定速巡航的（展示教材中關(guān)于定速巡航的圖文內(nèi)容，如定速巡航功能開啟后的儀表盤顯示圖、簡單文字描述）。從教材里我們能知道，它能讓駕駛變得更輕松。那大家有沒有好奇，它是怎么做到讓汽車自動(dòng)保持速度的呢？設(shè)計(jì)意圖：通過聯(lián)系學(xué)生熟悉的自駕出游生活場景，結(jié)合教材圖文，引發(fā)學(xué)生興趣和好奇心，自然引出課題，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注教材內(nèi)容，為后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生回憶生活場景，積極回應(yīng)教師提問，分享自己見到或聽說過的定速巡航使用情況。教師活動(dòng)：看來大家都對這個(gè)功能很感興趣。在一些長途駕駛中，定速巡航能幫駕駛員節(jié)省體力，減少疲勞。但它可不是“魔法”，而是依靠一系列信息科技實(shí)現(xiàn)的。接下來，我們就一起揭開定速巡航控制的奧秘。設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)定速巡航的作用，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，明確學(xué)習(xí)方向。知識(shí)講解1.定速巡航系統(tǒng)的功能和模塊組成教師活動(dòng)：首先，我們來了解定速巡航系統(tǒng)有哪些厲害的功能。請大家閱讀教材中關(guān)于定速巡航功能的段落（引導(dǎo)學(xué)生閱讀）。誰來分享一下，你從教材里知道了定速巡航有哪些功能？設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生自主閱讀教材獲取信息的能力。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀教材后回答，如可以設(shè)定固定速度讓汽車勻速行駛，能在行駛過程中調(diào)整速度，還能隨時(shí)取消和恢復(fù)巡航等。教師活動(dòng)：非常棒！大家都讀得很認(rèn)真。那這些功能是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？這就和它的組成模塊有關(guān)了。我們看教材中的系統(tǒng)組成示意圖（展示教材圖），定速巡航系統(tǒng)一般由速度傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和操作開關(guān)這幾個(gè)主要模塊組成。速度傳感器就像系統(tǒng)的“眼睛”，它能實(shí)時(shí)監(jiān)測汽車的行駛速度；控制器是系統(tǒng)的“大腦”，負(fù)責(zé)接收傳感器傳來的速度信息，并和我們設(shè)定的速度進(jìn)行比較、分析；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是系統(tǒng)的“手腳”，根據(jù)控制器的指令來控制油門或剎車，調(diào)整車速；操作開關(guān)則是我們和系統(tǒng)交流的“嘴巴”，通過它我們可以設(shè)定速度、啟動(dòng)或關(guān)閉巡航。大家能理解每個(gè)模塊的作用了嗎？有什么疑問可以提出來。設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合教材示意圖，以形象比喻講解系統(tǒng)組成模塊，幫助學(xué)生理解抽象概念，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生提問，及時(shí)解決疑惑。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生提出問題，如速度傳感器是怎么檢測速度的等。教師活動(dòng)：針對學(xué)生疑問，詳細(xì)解釋速度傳感器的工作原理（可參考教材拓展內(nèi)容或補(bǔ)充資料），如通過測量車輪轉(zhuǎn)速，再根據(jù)車輪直徑等參數(shù)計(jì)算出汽車行駛速度。同時(shí)，再次強(qiáng)調(diào)各模塊協(xié)同工作對實(shí)現(xiàn)定速巡航功能的重要性。2.分析定速巡航系統(tǒng)的工作過程教師活動(dòng)：了解了組成模塊，我們深入分析一下定速巡航系統(tǒng)的工作過程。現(xiàn)在，我們一起看教材中的工作過程圖示（展示教材圖），并結(jié)合這個(gè)簡單的動(dòng)畫演示（播放動(dòng)畫）。當(dāng)我們通過操作開關(guān)設(shè)定好速度后，系統(tǒng)是怎么一步一步讓汽車保持這個(gè)速度行駛的呢？大家先自己觀察思考一下，然后小組討論，把工作過程梳理出來。設(shè)計(jì)意圖：通過教材圖示、動(dòng)畫演示，提供直觀素材，結(jié)合小組討論，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和合作學(xué)習(xí)能力。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察圖示和動(dòng)畫，小組內(nèi)交流討論，嘗試梳理工作過程。教師活動(dòng)：好，哪個(gè)小組來分享一下你們梳理的結(jié)果？（請小組代表回答）其他小組認(rèn)真聽，看看是否需要補(bǔ)充或修正。學(xué)生活動(dòng)：小組代表回答，如設(shè)定速度后，速度傳感器檢測實(shí)際車速并將信息傳給控制器，控制器比較實(shí)際速度和設(shè)定速度，若有偏差就給執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)整油門或剎車，讓車速達(dá)到設(shè)定速度。教師活動(dòng)：這個(gè)小組回答得很全面。我們來詳細(xì)梳理（結(jié)合教材圖和動(dòng)畫，逐步講解）。首先，操作開關(guān)輸入設(shè)定速度，這是系統(tǒng)工作的起始信息。接著，速度傳感器實(shí)時(shí)采集實(shí)際行駛速度，將信號(hào)傳輸給控制器，這是輸入環(huán)節(jié)?？刂破髂玫絻煞N速度信息后，進(jìn)行計(jì)算，判斷實(shí)際速度和設(shè)定速度的差值，如果實(shí)際速度低于設(shè)定速度，就給執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出加大油門的指令；如果實(shí)際速度高于設(shè)定速度，就發(fā)出減小油門或適當(dāng)剎車的指令，這是計(jì)算和處理環(huán)節(jié)。最后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)指令動(dòng)作，調(diào)整車速，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定巡航，這是輸出環(huán)節(jié)。為了更好理解，我們來做個(gè)小練習(xí)，填寫下面的表格（展示表格，內(nèi)容為定速巡航系統(tǒng)工作過程中的輸入、計(jì)算和輸出填空）。設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生回答、教師梳理和練習(xí)，強(qiáng)化學(xué)生對工作過程的理解，鞏固知識(shí)要點(diǎn)。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生填寫表格，小組內(nèi)互相檢查，然后小組代表展示結(jié)果。教師活動(dòng)：對各小組結(jié)果點(diǎn)評(píng)，糾正錯(cuò)誤，強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和邏輯關(guān)系。3.定速巡航系統(tǒng)的算法流程圖教師活動(dòng)：為了更清晰展示定速巡航系統(tǒng)的工作邏輯，我們用算法流程圖來表示。大家看教材上的算法流程圖示例（展示教材圖），它清晰呈現(xiàn)了系統(tǒng)從啟動(dòng)到穩(wěn)定巡航的判斷和執(zhí)行過程。誰能嘗試說一說，這個(gè)流程圖里每個(gè)框和箭頭的含義？設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生觀察教材流程圖，培養(yǎng)解讀能力。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察后嘗試解釋，如開始后輸入設(shè)定速度和實(shí)際速度，然后判斷實(shí)際速度和設(shè)定速度關(guān)系，根據(jù)結(jié)果決定是否調(diào)整油門或剎車等。教師活動(dòng)：很好，解釋得很到位。我們詳細(xì)分析（結(jié)合教材圖，逐框講解）。從開始框出發(fā)，先輸入設(shè)定速度和實(shí)際速度。進(jìn)入判斷框，比較兩者大小。如果實(shí)際速度等于設(shè)定速度，就保持當(dāng)前狀態(tài)繼續(xù)巡航；如果實(shí)際速度小于設(shè)定速度，執(zhí)行加大油門指令，然后重新檢測實(shí)際速度；如果實(shí)際速度大于設(shè)定速度，執(zhí)行減小油門或剎車指令，同樣重新檢測實(shí)際速度，形成一個(gè)循環(huán)，直到實(shí)際速度穩(wěn)定在設(shè)定速度附近。大家理解這個(gè)循環(huán)的意義嗎？設(shè)計(jì)意圖：深入講解流程圖，幫助學(xué)生理解循環(huán)檢測和調(diào)整邏輯。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考并回答，理解循環(huán)是為了持續(xù)監(jiān)測和調(diào)整速度，保證穩(wěn)定巡航。教師活動(dòng)：非常好?，F(xiàn)在，請大家在練習(xí)本上繪制一個(gè)簡單的定速巡航系統(tǒng)算法流程圖（只考慮速度調(diào)整基本邏輯）。完成后，同桌之間互相檢查、交流。設(shè)計(jì)意圖：通過繪制流程圖，鞏固學(xué)生對知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生繪制流程圖，同桌互相檢查，提出修改意見。教師活動(dòng)：巡視指導(dǎo)，選取部分學(xué)生作品展示，組織學(xué)生評(píng)價(jià)，總結(jié)繪制要點(diǎn)和常見錯(cuò)誤。4.定速巡航系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換教師活動(dòng)：除了算法流程圖，我們還可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖來描述定速巡航系統(tǒng)在不同階段的狀態(tài)變化。在教材中，也有關(guān)于系統(tǒng)狀態(tài)的介紹（引導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)內(nèi)容）。系統(tǒng)一般有未啟動(dòng)、巡航中、暫停等狀態(tài)。當(dāng)我們操作開關(guān)啟動(dòng)巡航，系統(tǒng)就從未啟動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到巡航中狀態(tài)；按下暫停鍵，又會(huì)轉(zhuǎn)換到暫停狀態(tài)。大家想一想，在這些狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中，各個(gè)模塊是怎么工作的呢？我們以小組為單位討論，并用簡單的圖示畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系。設(shè)計(jì)意圖：引入狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖概念，結(jié)合教材閱讀和小組討論，培養(yǎng)學(xué)生多角度分析問題能力。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀教材，小組討論，繪制狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。教師活動(dòng)：請小組展示成果并講解。對各小組作品點(diǎn)評(píng)，講解正確的狀態(tài)轉(zhuǎn)換邏輯和圖示表示方法，強(qiáng)調(diào)狀態(tài)轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)各模塊工作的聯(lián)系。案例分析1.教師活動(dòng)：接下來，我們看一個(gè)實(shí)際案例（展示某品牌汽車定速巡航系統(tǒng)的新聞報(bào)道、技術(shù)資料或教材中的案例）。這是某品牌汽車定速巡航系統(tǒng)的特點(diǎn)和改進(jìn)之處。大家仔細(xì)閱讀案例內(nèi)容，思考一下，這個(gè)品牌的定速巡航系統(tǒng)和我們前面學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？它有哪些創(chuàng)新的地方？設(shè)計(jì)意圖：通過實(shí)際案例，聯(lián)系教材知識(shí)，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)分析能力。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀案例資料，小組內(nèi)交流討論。教師活動(dòng)：好，現(xiàn)在請各小組代表分享討論結(jié)果。學(xué)生活動(dòng)：小組代表發(fā)言，指出相同點(diǎn)如都有速度傳感器、控制器等基本模塊；不同點(diǎn)可能包括該品牌系統(tǒng)能更快速響應(yīng)速度變化，在彎道等特殊路況下也能較好保持穩(wěn)定；創(chuàng)新之處可能有采用新的控制算法，結(jié)合導(dǎo)航信息提前調(diào)整速度等。教師活動(dòng)：對各小組發(fā)言總結(jié)點(diǎn)評(píng)，補(bǔ)充講解案例中的新技術(shù)、新方法及背后原理，引導(dǎo)學(xué)生思考這些創(chuàng)新對提升駕駛體驗(yàn)和安全性的意義。同時(shí)提問，從案例中得到什么啟發(fā)，如何改進(jìn)基礎(chǔ)的定速巡航系統(tǒng)。設(shè)計(jì)意圖：通過教師總結(jié)和提問，深化學(xué)生對知識(shí)的理解，培養(yǎng)創(chuàng)新和知識(shí)遷移能力。1.學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生發(fā)言，分享啟發(fā)，如可以結(jié)合路況信息、車輛周邊環(huán)境信息優(yōu)化定速巡航系統(tǒng)等。小組討論與實(shí)踐（如果有條件進(jìn)行簡單編程模擬或虛擬仿真實(shí)踐，可在此環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容；若沒有條件，可進(jìn)行方案設(shè)計(jì)討論）1.教師活動(dòng)：同學(xué)們，通過前面學(xué)習(xí)，我們對定速巡航系統(tǒng)有了深入了解。現(xiàn)在，我們進(jìn)行小組討論和實(shí)踐。假設(shè)要為一款新型汽車設(shè)計(jì)更智能的定速巡航系統(tǒng)，你們小組有哪些創(chuàng)新想法？可以從功能拓展（如結(jié)合自動(dòng)駕駛輔助）、應(yīng)對復(fù)雜路況（如山區(qū)道路、雨天濕滑路面）等方面思考。如果有條件，我們可以用編程軟件簡單模擬系統(tǒng)工作；如果沒有，就設(shè)計(jì)文字方案。設(shè)計(jì)意圖：提出實(shí)踐任務(wù)，激發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)實(shí)踐和合作能力，根據(jù)教學(xué)條件靈活設(shè)計(jì)實(shí)踐形式。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生小組討論，有條件的小組利用編程軟件（如Scratch，設(shè)計(jì)簡單的速度控制模擬程序），沒條件的小組撰寫設(shè)計(jì)方案，教師巡視指導(dǎo)，參與討論，提供建議。教師活動(dòng)：各小組展示成果。編程小組演示程序并講解邏輯，方案小組介紹設(shè)計(jì)思路。其他小組評(píng)價(jià)，提出建議。教師點(diǎn)評(píng)，肯定創(chuàng)新點(diǎn)，指出不足，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的核心知識(shí)和邏輯。設(shè)計(jì)意圖：通過