第27课 定速巡航的控制 教学设计 2025-2026学年六年级全一册信息科技人教版

中小学教育资源及组卷应用平台 第 27 课《定速巡航的控制》教案 一、教学目标分析 知识与技能 1.能够知悉定速巡航系统的功能与模块构成，明确系统各部分的作用。 2.能够基于反馈机制，设计汽车速度控制算法，实现稳定的车速调控。 3.能够掌握定速巡航程序的实现方式，体会计算机在控制系统功能实现中发挥的关键作 用。 过程与方法 1.通过对定速巡航系统的深入探究，锻炼逻辑思维以及对复杂科技系统的剖析能力。 2.通过模拟定速巡航程序的实践操作，提升编程实践水平和解决实际问题的能力。 情感态度价值观 1.感受信息科技在生活中的应用价值，增强对信息科技的兴趣。 2.培养勇于探索和创新的精神，在解决问题中体验成就感。 二、教学内容及重点 教学重点 1.全面深入理解定速巡航系统的功能、组成架构以及工作运行过程。 2.熟练掌握定速巡航控制车速的算法，清晰认知其闭环控制的特性。 3.能够运用编程手段模拟实现定速巡航系统，完成从理论到实践的转化 教学难点 1.从实际驾驶场景应用出发，深入理解定速巡航系统的反馈机制与算法原理。 2.灵活运用所学编程知识，成功实现对定速巡航系统的模拟，解决实践中的具体问题。 三、教学过程设计 教学过程 教学内容 教学方法 情景导入 （5分钟 ） 师：在现代交通出行中，长途驾驶时驾驶员往往需要长时间维持特定车速，既耗费精力又容易疲劳。定速巡航系统的出现有效解决了这一难题，它能让车辆在高速公路等场景下自动保持设定速度，极大提升驾驶的舒适性与便利性。 师：在学习过程中，我们将了解定速巡航系统的功能与组成，剖析其控制车速的算法，并通过编程模拟实现这一系统。 师：那么，定速巡航系统的工作过程是怎样的？反馈对控制系统的优化作用又是什么？接下来，我们一起揭开定速巡航控制的奥秘。 实例引入法 学习活动 1：了解定速巡航系统（9 分钟） 师：定速巡航系统在高速公路上应用广泛，它能让驾驶员摆脱持续踩踏加速踏板的负担，使车辆稳定行驶，减轻驾驶疲劳，提高行车舒适性。 师：当你在高速公路上长途驾驶时，开启定速巡航能有效减轻疲劳。按下“启动巡航” 键激活系统，车辆进入准备状态；到达合适速度后按 “设定巡航”，车辆便按此速度自动行驶。途中可通过 “车速调节” 按键微调车速。若遇突发情况，按下 “解除巡航” 键中断巡航。待路况合适，想恢复之前设定速度，“恢复巡航” 键就能派上用场。这些按键背后涉及自动控制原理等专业知识，通过传感器、控制器等协同工作，实现对车速的精准控制 。 师：知道了原理后，同学们能不能大概画出定速巡航系统的工作过程呢？ 生：开始定速巡航时，车的速度维持在设定的速度附近。 师：没错，可以画出工作示意图。系统工作时，输入设定速度值与检测到的速度数据，经计算模块将检测数据与阈值对比生成指令，最后输出行驶速度，且整个过程存在“反馈” 与 “检测” 的循环。 师：定速巡航系统持续检测与调整车速，使车辆趋近并保持设定速度，这是一个循环过程，直至关闭系统才结束。大家思考，该系统属于闭环控制还是开环控制？ 生：闭环控制。 师：依据定速巡航系统“车速超设定值就降低速度，车速低于设定值就提高速度” 的功能，绘制出算法流程图：先输入当前车速，接着判断是否大于设定速度，若大于则降低车速，否则提高车速。 讨论法、 讲授法、 学习活动 3：模拟实现定速巡航系统功能（13分钟） 师：知道了算法流程图，接下来，我们结合开源硬件主控板开展模拟实现定速巡航系统功能的活动。 师：本次模拟用到的实验设备为一个主控板和两个电机。 师：第一步，主控板通过 M1、M2 接口连接两个红色电机，用数据线将主控与电脑连接起来。 师：第二步，编写程序。初始化连在 M1、M2 接口的电机，设定定速巡航速度为 60， ... ...