人教版（2024）定速巡航的控制表格教学设计及反思

这是一份人教版（2024）定速巡航的控制表格教学设计及反思，共13页。教案主要包含了教师活动1，学生活动1，设计意图，教师活动2，教师活动3，学生活动2，学生活动3，教师活动4等内容，欢迎下载使用。
教学设计
基本信息
主题
27.定速巡航有算法
学科
信息科技
老师
年级
六年级
教学内容分析
《定速巡航的控制》是小学六年级信息科技学科中一堂融合了理论知识与实践操作的课程。定速巡航系统作为现代汽车技术的重要组成部分，其原理和应用不仅体现了信息技术的进步，也关乎到驾驶安全与便捷性。本课旨在通过简化后的方式，向小学生介绍定速巡航系统的基本概念、工作原理，并引导学生通过编程模拟其车速控制过程，以此培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力，以及信息社会责任。考虑到小学生的认知水平和兴趣点，本课将避免深入复杂的电子控制技术和物理原理，而是侧重于系统功能的直观展示和算法逻辑的简单阐述，同时结合趣味性的编程实践活动，让学生在动手操作中感受科技的魅力。
学情分析
六年级学生已经具备了一定的信息技术基础，能够熟练使用鼠标和键盘进行基本操作，对计算机编程有一定的接触或兴趣。他们好奇心强，喜欢探索未知领域，对与日常生活紧密相关的科技知识尤为感兴趣。然而，由于年龄和经验的限制，他们在理解复杂技术原理和进行高级编程方面还存在一定困难。因此，本课将采用通俗易懂的语言和直观形象的教学方式，降低学习门槛，激发学生的学习兴趣和积极性。
学习目标
信息意识：增强学生对定速巡航系统这一现代科技产品的认识和了解，认识到信息技术在改善人类生活方面的作用。
计算思维：通过分析定速巡航车速控制的算法，培养学生的逻辑思维能力和问题解决能力，初步掌握算法设计的基本思想。
数字化学习与创新：通过编程模拟定速巡航系统，引导学生掌握基本的编程技能，激发其创新思维和创造力，鼓励将所学知识应用于实际问题的解决中。
信息社会责任：引导学生关注科技产品的安全使用问题，理解科技应用对社会、环境及个人可能产生的影响，培养其负责任地使用信息技术的意识。
教学重点
理解巡航系统的工作过程以及绘制算法流程图。
教学难点
进一步理解反馈的优化作用及其在定速巡航系统中的应用。
教学准备
1．定速巡航系统的介绍材料和视频，帮助学生理解其工作原理和组成模块。
2．编程环境（如Pythn）的安装和配置。
3．定速巡航模拟程序须补充“设定速度阈值”的代码和“输入车速”的半成品代码。
4．定速巡航模拟程序完整代码。
教学实施过程
情境导入
教师活动
学生活动
设计意图
【教师活动1】引入情境并提问：小夏爸爸开车带全家人出门旅行，上高速公路后，发现车很少，畅通无阻。爸爸说他开启了定速巡航功能，这样能让脚轻松一些。小夏很好奇，定速巡航是怎么一回事？定速巡航系统的基本工作过程是怎样的呢？
【学生活动1】思考问题，同时讨论交流。
【设计意图】通过引入一个贴近学生生活的情境，激发学生对定速巡航系统的好奇心和探究欲，使他们更加主动地参与到学习中来。
教学活动一
了解定速巡航系统
教师活动
学生活动
设计意图
1．了解定速巡航是什么及系统模块组成
【教师活动2】播放介绍车上定速巡航的开关视频，并提问：什么是定速巡航，定速
巡航系统都有哪些模块组成的？
2．学习定速巡航系统的工作过程
【教师活动3】展示定速巡航系统工作过程示意图，引导学生根据示意图描述定速巡航系统的工作过程。
【学生活动2】通过课本或者上网查询更多与定速巡航相关的视频资料得出答案。
【学生活动3】仔细观察展示的定速巡航系统工作过程示意图，分小组进行讨论，尝试根据示意图描述定速巡航系统的工作过程，包括各部件如何协同工作以实现定速巡航功能。每个小组选出代表，向全班分享他们小组对定速巡航系统工作过程的理解和描述。
【设计意图】利用视频资源直观展示定速巡航的开关操作，帮助学生更形象地理解定速巡航的概念和功能，增强教学的直观性和吸引力。 鼓励学生上网查询更多相关视频，培养他们利用网络资源进行自主学习和信息检索的能力，同时拓宽他们的知识视野。
【设计意图】通过展示示意图，帮助学生直观理解定速巡航系统的复杂工作过程，降低学习难度，提高学习效率。 引导学生根据示意图进行描述，激发他们的逻辑思维和系统思维能力，培养他们从整体到局部的分析能力。让学生通过口头表达的方式分享他们的理解，锻炼他们的表达能力和自信心，同时也便于教师了解学生的掌握情况，及时调整教学策略。
教学活动二
小组分析绘制定速巡航控制的算法
教师活动
学生活动
设计意图
1．思考定速巡航系统的工作过程是开环控制还是闭环控制
【教师活动4】简要总结定速巡航系统的工作过程，引导学生观察定速巡航系统工作过程示意图，思考定速巡航系统的工作过程是开环控制还是闭环控制。
【教师活动5】继续引导学生交流讨论，定速巡航系统的工作过程与前面学过的哪些控制系统类似？
2．绘制定速巡航算法流程图
【教师活动6】布置任务：根据定速巡航系统中“如果车速超过设定的速度，系统会降低速度；如果车速低于设定的速度，系统会提高速度”这个功能，绘制算法流程图。
【学生活动4】根据教师对定速巡航系统工作过程的简要总结，仔细观察定速巡航系统工作过程示意图，关注系统中是否存在反馈机制。再以小组为单位进行深入讨论，分析定速巡航系统的工作过程是开环控制还是闭环控制，并尝试解释其原因。
【学生活动5】讨论了解定速巡航系统的工作过程其实是一个循环的过程，回顾之前单元中哪些控制系统的工作过程与其类似。
【学生活动6】
（1）学生仔细阅读并理解定速巡航系统的功能描述，明确系统如何根据车速调整油门输入。 （2）学生分小组合作，根据功能描述绘制算法流程图，展示系统如何通过判断车速与目标速度的关系来调整油门输入。 （3）在绘制流程图的过程中，小组成员讨论并标识出闭环控制的关键环节，如传感器的检测、系统的判断和调整等。 （4）每个小组选出代表，向全班展示他们绘制的算法流程图，并解释图中各步骤如何体现闭环控制的特点。
【设计意图】通过教师的总结和再次观察示意图， 引导学生思考定速巡航系统的控制类型，通过讨论开环控制和闭环控制的区别，帮助学生巩固和深化对定速巡航系统工作过程的理解，确保知识的内化和应用。
【设计意图】通过比较不同控制系统的工作过程，帮助学生建立知识间的联系，理解不同系统背后的共同控制原理，加深他们对系统控制逻辑的理解，特别是循环和条件判断在控制中的应用，也为后面绘制定速巡航算法流程图做好铺垫。
【设计意图】通过绘制算法流程图，让学生将理论知识与实际操作相结合，通过具体实例，加深学生对闭环控制概念的理解，特别是理解传感器检测和系统调整的循环过程。
教学活动三
输入程序并运行，模拟定速巡航
教师活动
学生活动
设计意图
【教师活动7】分发课前准备的定速巡航模拟的半成品程序和成品程序，要求同学根据自己能力程度打开不同的程序完成任务，鼓励编程能力比较强的学生自主设计程序的功能，编写完整的程序。引导学生找到设定阈值的语句，然后修改，运行程序，按提示输入，观察变化并对活动进行总结。
（1）汽车当前速度改变了，相当于改变了定速巡航系统的什么？导致发生什么变化？
（2）如果阈值改变了，相当于改变了定速巡航系统的什么？导致发生什么变化？
【学生活动7】合作完成学习活动三，小组根据以下活动过程进行动手实践，观察实践过程中数据的变化，最后对活动进行总结。
（1）进入编程环境,打开定速巡航模拟程序；
（2）观察程序中哪一部分代码是对速度的判断；
（3）在代码中，将汽车的当前速度改得比阈值大时，判断汽车应该加速还是减速；
（4）在代码中，将汽车的当前速度改得比阈值小时，判断汽车应该加速还是减速；
（5）在代码中，设定的速度（阈值)是多少?改为另一个数值，再运行程序。
【设计意图】通过观察和解读代码，让学生理解代码表面的功能，通过实际操作修改
速度与阈值和运行程序，引导学生从系统的角度分析这些改变对整体行为的影响，让学生感受利用程序设计语言控制系统功能的实现方法，感受计算机在过程与控制系统中的作用。
应用提升
教师活动
学生活动
设计意图
1．回顾闭环控制
【教师活动8】引导学生讨论交流在前面学习所接触过的控制系统中，哪些属于闭环
控制？
2．了解自适应巡航系统
【教师活动9】播放视频介绍自适应巡航，自适应巡航比定速巡航更智能，它是一种
基于雷达技术的驾驶辅助系统，它可以感知前方车辆的距离和速度，并根据前方车辆的速度自动调整自己的车速，以保持安全距离。组织学生查阅“智能巡航控制”“自适应定速巡航”等资料，了解更加智能、更加安全的定速巡航功能。
【学生活动8】学生回顾之前学习过的控制系统，特别是那些涉及反馈机制的系统。
尝试将这些系统分类，识别哪些属于闭环控制，哪些属于开环控制。然后学生分小组进行讨论，分享各自对闭环控制系统的理解和识别依据，小组派代表回答问题。
【学生活动9】观看视频： 学生观看教师播放的视频，了解自适应巡航系统的基本概念和工作原理。学生利用互联网等资源，查找关于“智能巡航控制”和“自适应定速巡航”的资料，深入了解其技术细节和应用场景。 学生分小组讨论自适应巡航系统与传统定速巡航的区别，比如它们在智能性和安全性方面的不同优势。每个小组选出代表，向全班分享他们小组的学习成果和讨论要点。
【设计意图】通过回顾和分类，帮助学生整合之前学过的知识，建立知识间的联系，特别是开环和闭环控制系统的区别，然后通过小组和全班讨论，加深学生对闭环控制系统特点的理解，特别是反馈机制在控制系统中的作用。
【设计意图】通过视频和资料的学习，帮助学生建立对自适应巡航系统的基本认知，理解其在现代汽车技术中的重要性。强调自适应巡航系统在提高驾驶安全方面的作用，增强学生的安全意识，为他们的未来设计更优秀安全的作品实践打下坚实的基础。
课堂小结
教师引导学生总结知识、分享收获。
【设计意图】让学生通过梳理和总结，巩固本节课所学知识的同时，强化学生对定速巡航系统的核心概念的理解，如闭环控制、车速传感器、定速巡航控制器等。通过这样的设计，学生不仅能够更好地掌握定速巡航系统的理论知识，还能够提升他们的逻辑思维、记忆能力和应用能力。
教学反思