《定速巡航的控制》教案-2024-2025学年人教版（2024）小学信息科技六年级（全一册）

《定速巡航的控制》教案-2024-2025学年人教版（2024）小学信息科技六年级（全一册）核心素养教学目标信息意识引导学生感知定速巡航系统在汽车驾驶中的信息价值，让学生认识到该系统是通过获取车辆行驶速度、路况等信息来实现自动化控制，从而提升驾驶的便利性和舒适性。例如，在高速公路长途驾驶场景中，定速巡航能依据设定速度持续控制车辆，减少驾驶员疲劳，使学生体会到信息对系统运行的关键作用。培养学生在生活中主动关注汽车智能控制系统等信息科技应用的习惯，鼓励学生从新闻、汽车展览、家长驾驶经验分享等渠道，收集不同车型定速巡航系统的功能特点和更新动态，增强对信息的敏感度和好奇心。计算思维帮助学生理解定速巡航系统从速度设定、实时监测到速度调整的完整工作流程，能够对系统中的输入（如驾驶员设定速度、实际行驶速度传感器数据）、计算（速度偏差分析与控制算法处理）和输出（油门或刹车指令）进行抽象和分解。例如，学生可以用自己的语言描述系统如何根据设定速度与实际速度的差异，调整车辆动力。引导学生运用算法流程图、状态转换图等工具，清晰描述定速巡航系统的逻辑关系和工作机制，提升逻辑思维和问题建模能力。如学生能够绘制出包含速度判断、指令执行等环节的流程图，并依据图分析系统运行逻辑。培养学生在面对实际问题（如优化定速巡航系统应对复杂路况的能力）时，运用计算思维方法，通过合理的逻辑推理和方案设计来解决问题，例如思考如何改进系统以适应上下坡、弯道等特殊路况。数字化学习与创新鼓励学生利用互联网、数字化学习平台等资源，自主探索定速巡航系统的技术原理、发展历程以及未来趋势，培养自主学习和信息检索能力。比如，学生通过查阅汽车技术论坛、科普视频，了解定速巡航从基础版本到自适应巡航的演变过程。组织学生在小组合作中，借助在线文档、虚拟仿真软件等数字化工具，共同探讨、分析定速巡航系统的工作过程和优化方案，提高数字化合作与探究能力。例如，小组使用虚拟仿真软件模拟定速巡航在不同路况下的运行，通过在线文档记录分析结果和改进建议。激发学生的创新精神，引导学生对现有的定速巡航系统提出创新性的改进设想和设计方案，如开发结合自动驾驶技术的智能定速巡航系统，并尝试通过简单的编程模拟或模型搭建来验证创新思路。信息社会责任让学生明确在研究和讨论定速巡航系统等汽车智能控制信息时，要尊重他人的知识产权和研究成果，不抄袭、不盗用他人的创意和技术方案，在小组合作和汇报中规范引用资料来源。引导学生认识到汽车智能控制系统信息的重要性和敏感性，树立正确的信息传播观念，不随意传播未经证实的定速巡航系统谣言或虚假信息，遇到不实信息能保持理性判断并避免扩散。培养学生的社会责任感，使其明白定速巡航系统等汽车智能控制技术的研发和应用，对提高交通效率、保障行车安全的重大意义，鼓励学生关注交通安全问题，积极宣传安全使用定速巡航系统的知识。教学重难点教学重点深入理解定速巡航系统的功能特点、组成模块以及工作原理。包括系统如何通过传感器获取速度信息，控制器如何进行逻辑运算和指令发送，执行机构如何实现速度调整等关键环节。熟练掌握用算法流程图、状态转换图等工具表示定速巡航系统的工作逻辑和状态变化，能够准确绘制相关图示，清晰展示系统从速度设定到稳定巡航的完整流程。学会运用所学知识，对简单的定速巡航系统场景进行分析和优化，培养学生将理论知识应用于实际的能力和创新思维。教学难点理解定速巡航系统中复杂的逻辑运算和控制算法，特别是涉及到速度偏差计算、PID（比例-积分-微分）控制等原理，以及如何根据不同路况和驾驶需求进行动态调整。能够结合实际驾驶场景，设计出合理、有效的定速巡航系统优化方案，并通过数字化工具或简单实践进行初步验证，这需要学生综合运用多学科知识和技能，对学生的综合能力要求较高。在教学过程中，引导学生将抽象的信息科技知识与汽车驾驶的实际操作紧密结合，使学生真正理解知识的应用价值，培养学生运用信息科技解决实际问题的意识和能力。教学过程课程导入1.教师活动：同学们，在假期和家人自驾出游时，尤其是在宽阔平坦的高速公路上，大家有没有注意到爸爸妈妈使用过一个神奇的功能？当设定好速度后，汽车就能保持这个速度自动行驶，不需要一直踩着油门，这就是我们今天要学习的定速巡航系统（板书课题）。我们先来看看教材中是怎么介绍定速巡航的（展示教材中关于定速巡航的图文内容，如定速巡航功能开启后的仪表盘显示图、简单文字描述）。从教材里我们能知道，它能让驾驶变得更轻松。那大家有没有好奇，它是怎么做到让汽车自动保持速度的呢？设计意图：通过联系学生熟悉的自驾出游生活场景，结合教材图文，引发学生兴趣和好奇心，自然引出课题，同时引导学生关注教材内容，为后续学习做好铺垫。学生活动：学生回忆生活场景，积极回应教师提问，分享自己见到或听说过的定速巡航使用情况。教师活动：看来大家都对这个功能很感兴趣。在一些长途驾驶中，定速巡航能帮驾驶员节省体力，减少疲劳。但它可不是“魔法”，而是依靠一系列信息科技实现的。接下来，我们就一起揭开定速巡航控制的奥秘。设计意图：进一步强调定速巡航的作用，激发学生的探究欲望，明确学习方向。知识讲解1.定速巡航系统的功能和模块组成教师活动：首先，我们来了解定速巡航系统有哪些厉害的功能。请大家阅读教材中关于定速巡航功能的段落（引导学生阅读）。谁来分享一下，你从教材里知道了定速巡航有哪些功能？设计意图：培养学生自主阅读教材获取信息的能力。学生活动：学生阅读教材后回答，如可以设定固定速度让汽车匀速行驶，能在行驶过程中调整速度，还能随时取消和恢复巡航等。教师活动：非常棒！大家都读得很认真。那这些功能是怎么实现的呢？这就和它的组成模块有关了。我们看教材中的系统组成示意图（展示教材图），定速巡航系统一般由速度传感器、控制器、执行机构和操作开关这几个主要模块组成。速度传感器就像系统的“眼睛”，它能实时监测汽车的行驶速度；控制器是系统的“大脑”，负责接收传感器传来的速度信息，并和我们设定的速度进行比较、分析；执行机构是系统的“手脚”，根据控制器的指令来控制油门或刹车，调整车速；操作开关则是我们和系统交流的“嘴巴”，通过它我们可以设定速度、启动或关闭巡航。大家能理解每个模块的作用了吗？有什么疑问可以提出来。设计意图：结合教材示意图，以形象比喻讲解系统组成模块，帮助学生理解抽象概念，同时鼓励学生提问，及时解决疑惑。学生活动：学生提出问题，如速度传感器是怎么检测速度的等。教师活动：针对学生疑问，详细解释速度传感器的工作原理（可参考教材拓展内容或补充资料），如通过测量车轮转速，再根据车轮直径等参数计算出汽车行驶速度。同时，再次强调各模块协同工作对实现定速巡航功能的重要性。2.分析定速巡航系统的工作过程教师活动：了解了组成模块，我们深入分析一下定速巡航系统的工作过程。现在，我们一起看教材中的工作过程图示（展示教材图），并结合这个简单的动画演示（播放动画）。当我们通过操作开关设定好速度后，系统是怎么一步一步让汽车保持这个速度行驶的呢？大家先自己观察思考一下，然后小组讨论，把工作过程梳理出来。设计意图：通过教材图示、动画演示，提供直观素材，结合小组讨论，培养学生观察、分析和合作学习能力。学生活动：学生观察图示和动画，小组内交流讨论，尝试梳理工作过程。教师活动：好，哪个小组来分享一下你们梳理的结果？（请小组代表回答）其他小组认真听，看看是否需要补充或修正。学生活动：小组代表回答，如设定速度后，速度传感器检测实际车速并将信息传给控制器，控制器比较实际速度和设定速度，若有偏差就给执行机构发指令，执行机构调整油门或刹车，让车速达到设定速度。教师活动：这个小组回答得很全面。我们来详细梳理（结合教材图和动画，逐步讲解）。首先，操作开关输入设定速度，这是系统工作的起始信息。接着，速度传感器实时采集实际行驶速度，将信号传输给控制器，这是输入环节。控制器拿到两种速度信息后，进行计算，判断实际速度和设定速度的差值，如果实际速度低于设定速度，就给执行机构发出加大油门的指令；如果实际速度高于设定速度，就发出减小油门或适当刹车的指令，这是计算和处理环节。最后，执行机构根据指令动作，调整车速，实现稳定巡航，这是输出环节。为了更好理解，我们来做个小练习，填写下面的表格（展示表格，内容为定速巡航系统工作过程中的输入、计算和输出填空）。设计意图：通过学生回答、教师梳理和练习，强化学生对工作过程的理解，巩固知识要点。学生活动：学生填写表格，小组内互相检查，然后小组代表展示结果。教师活动：对各小组结果点评，纠正错误，强调关键环节和逻辑关系。3.定速巡航系统的算法流程图教师活动：为了更清晰展示定速巡航系统的工作逻辑，我们用算法流程图来表示。大家看教材上的算法流程图示例（展示教材图），它清晰呈现了系统从启动到稳定巡航的判断和执行过程。谁能尝试说一说，这个流程图里每个框和箭头的含义？设计意图：引导学生观察教材流程图，培养解读能力。学生活动：学生观察后尝试解释，如开始后输入设定速度和实际速度，然后判断实际速度和设定速度关系，根据结果决定是否调整油门或刹车等。教师活动：很好，解释得很到位。我们详细分析（结合教材图，逐框讲解）。从开始框出发，先输入设定速度和实际速度。进入判断框，比较两者大小。如果实际速度等于设定速度，就保持当前状态继续巡航；如果实际速度小于设定速度，执行加大油门指令，然后重新检测实际速度；如果实际速度大于设定速度，执行减小油门或刹车指令，同样重新检测实际速度，形成一个循环，直到实际速度稳定在设定速度附近。大家理解这个循环的意义吗？设计意图：深入讲解流程图，帮助学生理解循环检测和调整逻辑。学生活动：学生思考并回答，理解循环是为了持续监测和调整速度，保证稳定巡航。教师活动：非常好。现在，请大家在练习本上绘制一个简单的定速巡航系统算法流程图（只考虑速度调整基本逻辑）。完成后，同桌之间互相检查、交流。设计意图：通过绘制流程图，巩固学生对知识的掌握和应用能力。学生活动：学生绘制流程图，同桌互相检查，提出修改意见。教师活动：巡视指导，选取部分学生作品展示，组织学生评价，总结绘制要点和常见错误。4.定速巡航系统的状态转换教师活动：除了算法流程图，我们还可以用状态转换图来描述定速巡航系统在不同阶段的状态变化。在教材中，也有关于系统状态的介绍（引导学生阅读相关内容）。系统一般有未启动、巡航中、暂停等状态。当我们操作开关启动巡航，系统就从未启动状态转换到巡航中状态；按下暂停键，又会转换到暂停状态。大家想一想，在这些状态转换过程中，各个模块是怎么工作的呢？我们以小组为单位讨论，并用简单的图示画出状态转换关系。设计意图：引入状态转换图概念，结合教材阅读和小组讨论，培养学生多角度分析问题能力。学生活动：学生阅读教材，小组讨论，绘制状态转换图。教师活动：请小组展示成果并讲解。对各小组作品点评，讲解正确的状态转换逻辑和图示表示方法，强调状态转换与系统各模块工作的联系。案例分析1.教师活动：接下来，我们看一个实际案例（展示某品牌汽车定速巡航系统的新闻报道、技术资料或教材中的案例）。这是某品牌汽车定速巡航系统的特点和改进之处。大家仔细阅读案例内容，思考一下，这个品牌的定速巡航系统和我们前面学的基础知识有哪些相同点和不同点？它有哪些创新的地方？设计意图：通过实际案例，联系教材知识，拓宽学生视野，培养分析能力。学生活动：学生阅读案例资料，小组内交流讨论。教师活动：好，现在请各小组代表分享讨论结果。学生活动：小组代表发言，指出相同点如都有速度传感器、控制器等基本模块；不同点可能包括该品牌系统能更快速响应速度变化，在弯道等特殊路况下也能较好保持稳定；创新之处可能有采用新的控制算法，结合导航信息提前调整速度等。教师活动：对各小组发言总结点评，补充讲解案例中的新技术、新方法及背后原理，引导学生思考这些创新对提升驾驶体验和安全性的意义。同时提问，从案例中得到什么启发，如何改进基础的定速巡航系统。设计意图：通过教师总结和提问，深化学生对知识的理解，培养创新和知识迁移能力。1.学生活动：学生发言，分享启发，如可以结合路况信息、车辆周边环境信息优化定速巡航系统等。小组讨论与实践（如果有条件进行简单编程模拟或虚拟仿真实践，可在此环节设计相关内容；若没有条件，可进行方案设计讨论）1.教师活动：同学们，通过前面学习，我们对定速巡航系统有了深入了解。现在，我们进行小组讨论和实践。假设要为一款新型汽车设计更智能的定速巡航系统，你们小组有哪些创新想法？可以从功能拓展（如结合自动驾驶辅助）、应对复杂路况（如山区道路、雨天湿滑路面）等方面思考。如果有条件，我们可以用编程软件简单模拟系统工作；如果没有，就设计文字方案。设计意图：提出实践任务，激发创新思维，培养实践和合作能力，根据教学条件灵活设计实践形式。学生活动：学生小组讨论，有条件的小组利用编程软件（如Scratch，设计简单的速度控制模拟程序），没条件的小组撰写设计方案，教师巡视指导，参与讨论，提供建议。教师活动：各小组展示成果。编程小组演示程序并讲解逻辑，方案小组介绍设计思路。其他小组评价，提出建议。教师点评，肯定创新点，指出不足，强调设计中体现的核心知识和逻辑。设计意图：通过