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(共44張PPT)
第7單元 第1課
（湘科2024版）六年級(jí)
下
自動(dòng)行駛保出行
1
核心素養(yǎng)目標(biāo)
3
活動(dòng)目標(biāo)
5
練習(xí)提升
7
拓展延伸
2
新知導(dǎo)入
4
新知講解
6
開拓視野
活動(dòng)日志
8
01
核心素養(yǎng)目標(biāo)
信息意識(shí)
計(jì)算思維
數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新
信息社會(huì)責(zé)任
通過了解自動(dòng)駕駛技術(shù)，學(xué)生能夠思考科技對(duì)交通、環(huán)境和社會(huì)的影響，初步形成負(fù)責(zé)任使用技術(shù)的意識(shí)。
學(xué)生能夠利用主控板和編程工具，設(shè)計(jì)并優(yōu)化小車功能（如自動(dòng)停車、倒車），體驗(yàn)數(shù)字化工具在創(chuàng)新中的應(yīng)用。
學(xué)生能夠運(yùn)用編程邏輯（如條件判斷、循環(huán)）控制小車行駛、停車和倒車，培養(yǎng)將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為程序的能力。
通過搭建小車模型和編寫程序，學(xué)生能夠理解傳感器、電機(jī)等硬件如何收集和處理信息，初步感知自動(dòng)駕駛技術(shù)中的信息流動(dòng)。
02
新知導(dǎo)入
許多新能源汽車都具備自動(dòng)駕駛輔助功能。自動(dòng)行駛控制車速、遇到信號(hào)燈停車、在路口轉(zhuǎn)彎等操作是自動(dòng)駕駛汽車的基本功能。
02
新知導(dǎo)入
我們?nèi)绾慰刂菩≤嚹Ｐ偷男旭偤屯Ｖ梗?br/>通過主控板控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以實(shí)現(xiàn)小車模型的啟動(dòng)、行駛和停止。
02
新知導(dǎo)入
思考
自動(dòng)駕駛技術(shù)如何改變未來交通？
在我看來，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，讓計(jì)算機(jī)能夠處理和分析。編碼就像是一個(gè)神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計(jì)算機(jī)的世界里起著非常重要的作用。
自動(dòng)駕駛可以減少交通擁堵、提高出行安全、讓共享出行更普及、實(shí)現(xiàn)無障礙出行、環(huán)保節(jié)能，及24小時(shí)不間斷服務(wù)。
02
新知導(dǎo)入
在我看來，計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)依靠傳感器來接收外界的信息。就像我們的眼睛和耳朵一樣，傳感器可以感知光、聲音、溫度、壓力等各種物理量，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。例如，攝像頭就是一種圖像傳感器，它可以將外界的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，讓計(jì)算機(jī)能夠處理和分析。編碼就像是一個(gè)神秘的密碼世界。它雖然看不見摸不著，卻在計(jì)算機(jī)的世界里起著非常重要的作用。
想知道如何讓你的小車模型像真車一樣，遇到紅燈就自動(dòng)停下嗎？一起來學(xué)習(xí)吧！
自動(dòng)駕駛不再是未來科技，今天我們就將親手搭建一個(gè)小車模型，體驗(yàn)這一神奇技術(shù)！
02
新知導(dǎo)入
03
活動(dòng)目標(biāo)
了解自動(dòng)行駛和停車的基本控制原理。
模擬實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行駛與停車的基本過程。
04
新知講解
一、搭建小車模型
車架、電源、電機(jī)、車輪和控制系統(tǒng)是小車模型的基本組成部分。可以利用簡(jiǎn)單材料，搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的小車模型。
小車模型的組成
信息鏈接
電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)械裝置。微型的直流減速電機(jī)，可模擬汽車電機(jī)，驅(qū)動(dòng)輪胎轉(zhuǎn)動(dòng)。
04
新知講解
信息鏈接
利用一些簡(jiǎn)單的材料，我們還可以搭建起各種小車模型。
04
新知講解
04
新知講解
小車模型搭建好后，使用主控板控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，就能控制小車的啟動(dòng)、行駛和停止。
控制小車直行
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M控制自動(dòng)行駛與停車的過程。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：小組合作，搭建小車模型，通過主控板控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)小車前進(jìn)段時(shí)間并自動(dòng)停止的功能。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：主控板、擴(kuò)展板、直流減速電機(jī)、小車底座、編程計(jì)算機(jī)、USB 連接線連接線、卷尺。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：1、搭建自動(dòng)駕駛小車模型。將兩個(gè)電機(jī)分別連接在主控板的驅(qū)動(dòng)接口上，具體接線方法如下圖所示。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：2、編寫程序。設(shè)定運(yùn)行時(shí)間5000毫秒（5秒）。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：3、上傳程序。測(cè)量小車從起始到停止時(shí)的距離，估算速度。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：4、調(diào)整速度值，記錄不同電機(jī)轉(zhuǎn)速下，小車5秒時(shí)間行駛的距離計(jì)算小車速度。
04
新知講解
序號(hào) 速度設(shè)置/% 距離/厘米 速度/(厘米/秒)
1 10 5 2
2 50 20 4
3 100 35 7
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
在實(shí)際生活中，正常情況下的汽車啟動(dòng)是速度逐漸增加的過程，汽車的停止是速度逐漸降至零的過程。
04
新知講解
時(shí)間 第1秒 第2秒 第3秒
啟動(dòng)速度變化 20 50 100
停車速度變化 50 20 0
信息鏈接
在編程時(shí)，可以將啟動(dòng)和停車的過程設(shè)計(jì)成程序模塊，在使用時(shí)直接調(diào)用以提高效率。
04
新知講解
04
新知講解
二、實(shí)現(xiàn)遇到紅燈自動(dòng)停車功能
在城市道路中，信號(hào)燈是指揮交通、保證安全的關(guān)鍵設(shè)備。“紅燈停”是自動(dòng)駕駛要實(shí)現(xiàn)的基本功能。自動(dòng)駕駛車要實(shí)現(xiàn)按照自動(dòng)信號(hào)燈行駛，必須具備識(shí)別紅色光的能力。
自動(dòng)駕駛的基本功能
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗M遇紅燈自動(dòng)停車的過程。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：用紅色LED燈模擬紅燈，當(dāng)用燈光照射小車模型時(shí)，顏色傳感器探測(cè)到紅色光線，發(fā)出停車指令。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：主控板、顏色傳感器、USB連接線、紅色LED燈和小車套件。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：（1）搭建并連接好小車模型。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：（2）編寫程序。
04
新知講解
探究實(shí)踐
模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
實(shí)驗(yàn)過程：（3）上傳并運(yùn)行程序。用紅色LED燈照射小車的顏色傳感器，觀察小車是否會(huì)停止。
04
新知講解
05
練習(xí)提升
1.想一想，如何編寫倒車的程序模塊。
我們已經(jīng)知道如何讓小車前進(jìn)——給電機(jī)一個(gè)正速度。那如果想讓小車倒車，你覺得應(yīng)該怎樣調(diào)整這個(gè)速度呢？想象一下，當(dāng)電風(fēng)扇的葉片反轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)的方向會(huì)改變。試著把程序中的速度值從‘100’改成‘-100’，上傳后觀察小車的反應(yīng)。如果它沒有后退，可能是電機(jī)的接線方向需要調(diào)換，就像把電池正負(fù)極反過來一樣。動(dòng)手試試看，你能用這個(gè)發(fā)現(xiàn)寫出一個(gè)‘倒車’程序嗎？
05
練習(xí)提升
2.小組比賽，控制小汽車經(jīng)歷加速和停止的過程，停車位置最接近終點(diǎn)線的獲勝。
06
開拓視野
自動(dòng)駕駛汽車中的傳感器
自動(dòng)駕駛汽車安裝了多種傳感器。
攝像頭是重要的視覺傳感器：前置攝像頭能精準(zhǔn)識(shí)別交通信號(hào)燈、車道線、前方車輛和行人的動(dòng)態(tài)；環(huán)視攝像頭提供車身周圍的圖像，輔助車輛泊入車位等操作。
06
開拓視野
自動(dòng)駕駛汽車中的傳感器
毫米波雷達(dá)安裝在車身前后和側(cè)面，它可在雨、霧等惡劣天氣中精確檢測(cè)遠(yuǎn)距離物體的距離、速度和角度，為高速行駛提供安全保障。
超聲波傳感器主要位于車輛前后保險(xiǎn)杠，用于近距離的障礙物檢測(cè)，在車輛低速行駛和停車時(shí)發(fā)揮關(guān)鍵作用。
部分高端車型還裝有激光雷達(dá)，激光雷達(dá)通過發(fā)射激光束掃描周圍環(huán)境，構(gòu)建高精度的 3D地圖，使車輛能夠精準(zhǔn)感知周邊的環(huán)境細(xì)節(jié)。
07
拓展延伸
自動(dòng)駕駛?cè)绾胃淖兾磥斫煌?br/>減少交通擁堵：
自動(dòng)駕駛汽車可以通過智能路線規(guī)劃和實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)，避免堵車，讓道路更暢通。
提高出行安全：
自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能快速反應(yīng)，減少人為駕駛錯(cuò)誤，降低交通事故的發(fā)生率。
07
拓展延伸
自動(dòng)駕駛?cè)绾胃淖兾磥斫煌?br/>共享出行更普及：
自動(dòng)駕駛技術(shù)讓共享汽車更智能、更便捷，減少私家車數(shù)量，節(jié)省資源。
無障礙出行：
自動(dòng)駕駛汽車為老年人、殘障人士等提供便利，讓更多人享受獨(dú)立出行的自由。
07
拓展延伸
自動(dòng)駕駛?cè)绾胃淖兾磥斫煌?br/>環(huán)保節(jié)能：
自動(dòng)駕駛汽車通過優(yōu)化行駛路線和速度，減少燃油消耗和尾氣排放，保護(hù)環(huán)境。
24小時(shí)不間斷服務(wù)：
自動(dòng)駕駛出租車和物流車可以全天候工作，讓出行和配送服務(wù)更加高效。
07
活動(dòng)日志
活動(dòng)日志 班級(jí)：XX 姓名：XX 活動(dòng)名稱 電子圍欄與紅外傳感器
活動(dòng)環(huán)節(jié) 1口搭建小車模型 2口實(shí)現(xiàn)遇到紅燈自動(dòng)停車功能
（在對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)畫V）
活動(dòng)完成內(nèi)容 模擬控制自動(dòng)行駛與停車的過程
活動(dòng)完成度 口口口口口口口口口(100%)
活動(dòng)小結(jié) 問題與反思：語法錯(cuò)誤、編輯錯(cuò)誤。
改進(jìn)的方法：加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)行駛和停車原理的理解。
08
板書設(shè)計(jì)
自動(dòng)行駛保出行
1.進(jìn)行新知引入
2.搭建控制小汽車模型
3.實(shí)現(xiàn)遇到紅燈自動(dòng)停車功能
4.完成課堂練習(xí)
5.進(jìn)行知識(shí)拓展
09
課后作業(yè)
01
根據(jù)本課內(nèi)容，嘗試搭建控制小汽車模型。
09
課后作業(yè)
02
學(xué)完本節(jié)課，嘗試實(shí)現(xiàn)遇到紅燈自動(dòng)停車功能。
09
課后作業(yè)
1、自動(dòng)駕駛小車通過什么設(shè)備控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度？（ ）
A. 電源 B. 主控板 C. 車輪 D. 卷尺
2、程序設(shè)定小車運(yùn)行5000毫秒，實(shí)際行駛時(shí)間是多久？（ ）
A. 0.5秒 B. 5秒 C. 50秒 D. 500秒
3、顏色傳感器檢測(cè)到什么顏色會(huì)讓小車自動(dòng)停車？（ ）
A. 藍(lán)色 B. 紅色 C. 綠色 D. 黃色
4、想讓小車倒車，程序中需要修改什么？（ ）
A. 電機(jī)接線 B. 時(shí)間參數(shù) C. 速度值為負(fù)數(shù) D. 傳感器類型
5、自動(dòng)駕駛汽車在雨霧天檢測(cè)遠(yuǎn)距離障礙物，主要依賴什么設(shè)備？（ ）
A. 攝像頭 B. 超聲波傳感器 C. 毫米波雷達(dá) D. 顏色傳感器
B
B
C
C
B
09
課后作業(yè)
6、如果想讓小車遇到障礙物自動(dòng)倒車，需要增加什么設(shè)備？簡(jiǎn)要說明如何實(shí)現(xiàn)這一功能。
7、顏色傳感器通過光線顏色檢測(cè)信號(hào)。（ ）
8、倒車時(shí)，只需要將程序中的速度值改為負(fù)數(shù)，無需調(diào)整電機(jī)接線。（ ）
9、超聲波傳感器主要用于檢測(cè)200米外的障礙物。（ ）
需要增加超聲波傳感器。將超聲波傳感器安裝在小車前方，設(shè)定檢測(cè)距離（如10厘米）。當(dāng)傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)，主控板會(huì)先停止電機(jī)，然后調(diào)用倒車程序模塊，讓電機(jī)速度變?yōu)樨?fù)數(shù)（如-100），持續(xù)一定時(shí)間（如2秒），使小車向后移動(dòng)避開障礙物。
錯(cuò)
錯(cuò)
對(duì)
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