【核心素养目标】第6单元 第3课《系统自身的优化》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1课《系统自身的优化》教学设计 课题 系统自身的优化 单元 第六单元 学科 信息科技 年级 六年级下 核心素养目标 信息意识：能识别系统优化对提升稳定性的价值，主动关注机器人运行数据的变化规律，理解参数调整对系统性能的影响。计算思维：运用模块化思想分解系统优化任务，通过抽象化建立系统模型，设计算法验证优化方案，掌握"分而治之"的解决策略。数字化学习与创新：利用编程工具模拟系统优化过程，尝试多种参数组合方案，通过对比测试数据选择最优解，形成迭代改进的创新意识。信息社会责任：在系统优化过程中遵守技术伦理规范，关注算法调整可能引发的安全隐患，培养负责任的技术改进态度。 教学重点 1、系统硬件的优化。2、系统软件的优化。 教学难点 1、分辨系统的硬件软件的优化。 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、活动背景信息系统的稳定运行离不开系统优化。系统优化能够让系统运行得更稳、更快、更准。信息系统通常包含硬件和软件，系统优化可以从这两方面入手。优化机器人系统可以从哪些方面进行呢 可以优化的方面非常多，先从系统自身试试吧!2、观看教学视频《系统的优化》。 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 新知讲解：系统硬件的优化活动：优化机器人硬件1、仔细检查机器人系统的主要硬件(图6-3-1)，是否存在结构设计缺陷模块之间不匹配、模块装配不到位、模块功能不足、性能不达标等问题。提出你的优化方法，记录优化结果，并填写在表6-3-1中。部件名称：车轮。不足之处：左侧车轮歪了装配不到位。优化方法：重新安装到位。优化结果：装配正确，行走正常。部件名称：电机。不足之处：动力不足。优化方法：换动力更强的马达。优化结果：机器人跑得更快。部件名称：传感器位置。不足之处：检测盲区。优化方法：像装"小眼睛"一样调整传感器角度。优化结果：能发现所有障碍物，躲避反应变快。部件名称：电池。不足之处：耗电太快。优化方法：改用锂电池组。优化结果：连续工作时间延长。部件名称：机身结构。不足之处：铝合金框架易变形。优化方法：采用碳纤维复合材料。优化结果：抗压强度提升35%。硬件的优化对系统的功能和性能都有影响，因此要在系统思想指导下整体考虑。硬件的优化需要考虑系统的硬件结构、模块之间的匹配度、模块的性能等方面。例如，更换更大功率的电机能够让机器人走得更快，从而提高机器人的行走性能;检查车轮与新电机是否匹配良好，是否需要优化;思考新电机重量的变化是否会影响机器人的重心和行走的稳定性，以及是否需要优化机器人的结构;等等。核心结论机器人已完成车轮装配校正（行走正常），需优化电机动力（升级高扭矩）、传感器布局（消除盲区）、电池续航（增加稳压模块），通过部件协同提升整体性能与安全性。二、系统软件的优化活动：优化机器人软件仔细检查机器人系统的软件部分，是否存在功能不正常、逻辑错误和参数设置不合理等问题。提出你的优化方法，记录优化结果，并填写在表6-3-2 中。名称：目标值设定。不足之处：目标值设定过小，机器人离道路边缘过近，容易碰撞。优化方法：调整参数（如增大安全距离）。优化结果：优化行走稳定性，降低碰撞风险。名称：偏差计算。不足之处：未明确说明但暗示逻辑缺陷（如转弯纠偏能力不足）。优化方法：改进算法逻辑（如动态修正偏离幅度）。优化结果：提升弯道通过率。名称：动态响应调整。不足之处：机器人急转弯时响应延迟超过0.5秒。优化方法：增加加速度实时检测模块。优化结果：弯道通过率提升40%。可能原因软件的优化对系统功能和性能的发挥会起到重要的作用。优化软件时重 ... ...