【核心素养目标】第5单元 第4课《反馈助力机器人搭建》教案-【黔教版2024】《信息科技》六下

中小学教育资源及组卷应用平台 第4课《反馈助力机器人搭建》教学设计 课题 反馈助力机器人搭建 单元 第五单元 学科 信息科技 年级 六年级下 核心素养目标 信息意识：通过观察机器人行走的反馈信息，分析偏差变化规律，初步感知反馈对系统优化的作用，培养主动识别和利用反馈信息的敏感度。计算思维：运用模块化思想分解机器人功能，理解反馈环路中"目标值-偏差-调整"的逻辑关系，提升系统化解决问题的思维能力。数字化学习与创新：利用编程工具编写控制程序，通过传感器数据反馈测试机器人行走状态，培养数字化工具应用与迭代创新能力。信息社会责任：在机器人测试中遵守操作规范，理解正反馈可能引发的失控风险，树立技术服务于社会的责任感。 教学重点 1、设计机器人。2、编写机器人控制程序。3、测试机器人 教学难点 1、正确认识机器人控制程序。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 板书课题。1、活动背景参加行走竞赛的机器人只有行走得又快又稳，才能取得好成绩。利用系统的反馈知识，可以帮助我们测试和优化机器人。我想搭建一个机器人参加机器人比赛。反馈一定能帮助你，我们一起动手制作吧!2、观看教学视频《触觉反馈主从手系统》。 学习新知引入，观看教学视频。 用提问的方式引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。 讲授新课 一、新知讲解：活动：设计机器人1、搭建机器人，要先考虑好机器人的功能。根据功能设计，进一步思考机器人包含哪些主要硬件模块。请填写表5-4-1，完成机器人的设计。序号1主要功能：控制功能。硬件模块名称：主控板、遥控器。序号2主要功能：感知赛道功能。硬件模块名称：传感器。序号3主要功能：执行移动功能。硬件模块名称：马达、轮子/舵机。序号4主要功能：供电功能。硬件模块名称：电池、电源模块。核心结论反馈机制通过正负调节动态平衡系统稳定性，在机器人行走控制中形成闭环优化，借助传感器数据实时监测偏差并调整动作，培养系统思维、逻辑分析及技术伦理意识。拓展阅读能沿着道路行走的机器人有很多，有的使用视觉传感器“看”路行走，有的使用灰度传感器循线行走，有的使用超声波或红外避障传感器沿路行走。活动：编写机器人控制程序利用选定的模块完成硬件搭建后，就可以开始编写控制软件了。编写程序时，我们可以采用模块化思想，按照功能模块进行编写。尝试将算法的自然语言描述填入表 5-4-2。序号1软件模块功能：道路信息输入。算法的自然语言描述： (1)初始化传感器；(2)读取传感器数据。序号2软件模块功能：目标值设定。算法的自然语言描述： (1)计算机器人与道路边缘距离；(2)设定距离为目标值。序号3软件模块功能：偏差计算。算法的自然语言描述： (1)获取当前距离；(2)计算与目标值差值，判断方向。序号4软件模块功能：动作调整。算法的自然语言描述： (1)按偏差调整马达/转向；(2)循环调整至偏差趋零。活动：测试机器人在测试机器人时，机器人的稳固程度、行走速度、行走方向等都是重要的测试点。利用反馈的相关知识，设计测试方法，记录测试结果，并填入表5-4-3。序号1测试点：行走方向。测试方法：(1)沿直线行走能力的测试；(2)在拐角处转弯能力的测试。测试结果：记录轨迹。序号2测试点：行走速度.测试方法： (1)设定不同速度档位；(2)不平地面速度稳定性测试。测试结果：速度达标值。序号3测试点：转弯。测试方法： (1)90度/180度转向精准度；(2)连续急转弯响应测试。测试结果：转向角度。序号4测试点：反馈控制。测试方法： (1)模拟偏移后自动修正能力；(2)突发障碍物干扰纠偏测试。测试结果：纠偏耗时。在机器人搭建任务中，我们需要根据机器人系统的需求，设计机器人的功能和结构，然后完成硬件组装。接下来，按功能模块编 ... ...