《无人驾驶小车项目实现-项目设计》教案-2025-2026学年清华版（贵州）小学信息技术六年级下册

《无人驾驶小车项目实现—项目设计》教案-2025-2026学年清华版（贵州）小学信息技术六年级下册学情分析六年级学生已具备基础信息技术操作能力，思维从具象向抽象过渡，对智能设备、机器人等科技产品兴趣浓厚，好奇心强。此前已学习无人驾驶汽车的发展历程、感知-决策-控制执行工作原理，掌握简单项目设计流程与小组协作方法。但对“技术原理转化为实物设计”的逻辑理解不足，系统拆解、功能匹配能力较弱，设计时易出现功能空洞、设备与需求脱节、步骤不清晰等问题。同时，学生创新意识强，但实践规划能力参差不齐，需借助模板、案例引导，降低设计难度，兼顾不同水平学生的学习需求。教材分析本节课是清华版（贵州）2024审定版小学信息技术六年级下册第二单元《无人驾驶汽车——目达耳通》的第3课，属于无人驾驶项目从“理论认知”到“实物落地”的核心设计环节。教材承接前两课“无人驾驶汽车初识”“工作原理探究”的基础认知，聚焦“简易无人驾驶小车”项目设计全流程，核心内容包括项目需求分析、小车系统拆解、硬件选型匹配、功能模块设计、方案撰写五大板块。教材以“校园简易无人驾驶小车”为真实情境，贴合学生生活经验，弱化复杂技术参数，强化“原理迁移、化繁为简、实用落地”的设计逻辑，符合小学阶段AI与智能技术教育“重思维、轻技术、强实践”的编写原则。本节课既是对前序知识的巩固应用，也为后续小车组装、编程实现奠定蓝图基础，是培养学生系统思维、工程实践能力与数字化创新意识的关键课程。核心素养目标信息意识能结合校园场景，发现简易无人驾驶小车的应用价值，提炼真实、可实现的功能需求；感知“需求—设计—实现”的项目逻辑，理解硬件、软件与功能的关联，增强用智能技术解决生活问题的意识。计算思维掌握无人驾驶小车项目设计的核心流程：需求分析→系统拆解→硬件选型→功能设计→方案撰写；能将复杂小车系统拆解为感知、决策、控制执行三大模块，用流程图、表格梳理设计思路，形成结构化思维习惯。数字化学习与创新能以小组为单位协作完成无人驾驶小车设计方案，提升团队协作、创意表达与工程规划能力；能结合生活经验，创新设计简易小车功能，将无人驾驶汽车原理迁移到实物设计中，激发数字化创新意识。信息社会责任了解智能设备设计的安全规范，知道小车设计需符合校园安全规则、操作便捷、环保节能；树立“技术服务生活、安全合规设计、理性创新实践”的意识，培养负责任的技术应用与工程实践态度。教学重难点教学重点掌握无人驾驶小车项目设计的五大核心步骤，明确感知、决策、控制执行三大模块的功能与关联；能结合校园场景，完成简易小车的需求分析、硬件选型与功能设计，撰写规范的基础版设计方案。教学难点突破“原理与设计脱节”问题，能将无人驾驶汽车“感知-决策-控制”原理精准迁移到简易小车设计中；做到硬件选型与功能需求匹配、设计方案简洁可落地，避免功能冗余或无法实现。教学过程情境导入：案例激趣，明确任务案例展示，回顾旧知教师活动：播放2分钟简易无人驾驶小车案例视频（包含“校园循线小车”“避障送物小车”“路口识别停车小车”3个学生作品片段），展示小车在校园场景的应用；视频结束后提问：“同学们，视频里的小车能自动走路线、避开障碍，它们和我们之前学的无人驾驶汽车有什么相同点？这些小车是直接制作的吗？”

学生活动：观看视频，结合旧知回答（预设：都有感知、决策、执行系统；都是先设计再制作）。

教师小结：这些简易小车和无人驾驶汽车原理一样，都靠“感知-决策-控制”工作，但更简单、适合我们制作。就像建房子先画图纸，做小车第一步就是科学设计方案。揭示课题，发布任务教师活动：板书课题《无人驾驶小车项目实现——项目设计》，明确本节课核心任务：“以小组为单位，设计一款校园简易无人驾驶小车，完成从需求分析到方案撰写的全流程，画出设计蓝图”。设计意图通过真实案例激发兴趣，回顾前序工作原理知识，自然衔接“项目设计”主题；明确任务目标，贴合六年级学生具象认知特点，让学生带着目标进入学习。新知探究：研读教材，拆解流程教材研读：项目设计五大步骤教师活动：引导学生翻开教材对应页码，齐读教材中“无人驾驶小车项目设计流程”段落，标注核心句子；结合教材插图（设计流程图），讲解：“教材明确，小车设计分五大步骤，缺一不可：第一步需求分析，第二步系统拆解，第三步硬件选型，第四步功能设计，第五步方案撰写”。

师生互动：

师：“五大步骤里，哪一步是基础？为什么？”

生：“需求分析是基础，因为要先知道小车用来做什么，才能设计功能、选硬件。”

师：“非常准确！需求决定小车的用途，是设计的起点。”第一步：需求分析——找准场景，明确用途教师活动：结合教材“需求分析”板块案例（校园循线引路、教室物品运送、操场避障巡逻），讲解需求分析核心：“从校园场景找问题，提炼简单、实用、可实现的需求，不能空想复杂功能”；出示“校园小车需求收集表”（表1），讲解填写要点：场景具体、用途明确、功能简单。表1校园无人驾驶小车需求收集表校园场景存在的问题小车用途核心功能（1-2个）教学楼走廊低年级学生找不到教室、物品拿不动引路、送物循线行驶、定点停止操场课间玩耍易碰撞、物品散落巡逻、避障障碍检测、自动绕行教室作业、文具传递麻烦物品传送直线行驶、到点停车小组小练：同桌两人一组，选1个校园场景，填写简易需求表；教师巡视，选取2组分享点评，强调“六年级设计的小车，功能1-2个即可，要能实现，比如‘循线行驶’比‘自动导航全校’更合适”。第二步：系统拆解——对应原理，划分模块教师活动：引导学生阅读教材“系统拆解”内容，提问：“无人驾驶汽车有感知、决策、控制执行三大系统，简易小车需要吗？为什么？”；讲解：“小车和汽车原理一致，也要拆成这三大模块，每个模块负责不同工作，组合起来实现功能”；出示教材示例“小车系统拆解表”（表2），拆解核心要素：模块名称、作用、对应汽车系统。表2无人驾驶小车系统拆解表模块名称核心作用对应无人驾驶汽车系统感知模块“眼睛/耳朵”：检测路线、障碍、距离感知系统（摄像头、雷达）决策模块“大脑”：判断信息、下达指令决策系统（车载电脑）控制执行模块“手脚”：控制车轮前进、停止、转弯控制执行系统（马达、刹车）师生互动：

师：“如果设计‘避障小车’，感知模块要检测什么？决策模块会下达什么指令？”

生：“感知模块检测前方障碍；决策模块判断有障碍就下达‘停止或转弯’指令。”

师：“逻辑清晰！模块拆解能让复杂小车变简单，每个模块各司其职。”第三步：硬件选型——匹配功能，简易实用教师活动：结合教材“硬件选型”案例，讲解选型原则：贴合功能、常见易获取、操作简单、安全便宜；以“循线避障小车”为例，板书硬件匹配逻辑：感知模块：循线传感器（检测路线）、超声波传感器（检测障碍）决策模块：简易主控板（“大脑”，接收信号、发指令）控制执行模块：马达（控制车轮转动）、车轮、电池（供电）教师展示简易小车硬件实物图，讲解各硬件作用，强调“不用复杂设备，玩具底盘、简易传感器就能满足需求”。小组讨论：以小组为单位，确定本组小车核心功能，匹配对应的硬件；教师巡视，纠正“硬件多余、功能不匹配”问题，如“只做循线功能，不用超声波传感器”。第四步：功能设计——细化动作，清晰落地教师活动：引导学生阅读教材“功能设计”案例，讲解：“把核心功能拆成具体动作流程，用流程图梳理，让小车‘知道’每一步做什么”；以“循线引路小车”为例，板书流程逻辑：核心功能：沿地面黑线行驶，到教室门口停止动作流程：①开机启动→②循线传感器检测黑线→③主控板判断→④马达控制车轮沿黑线前进→⑤检测到门口标记→⑥停止行驶师生互动：师：“如果是‘避障小车’，动作流程应该怎么设计？”生：“①开机→②检测前方是否有障碍→③有障碍就转弯，没障碍就前进→④循环检测。”师：“很棒！功能设计要细化到每一个动作，流程清晰才能后续制作。”第五步：方案撰写——规范整理，形成蓝图教师活动：引导学生阅读教材“项目设计方案”范例，讲解方案核心组成：项目名称、设计背景、系统拆解、硬件清单、功能流程、预期效果；强调撰写要求：语言简洁、条理清晰、图文结合、可落地；出示简化版方案模板（表3），明确填写要点。表3无人驾驶小车项目设计方案（简化版）板块填写要点项目名称简洁好记，体现功能（如“校园循线小向导”）设计背景说明校园问题、小车用途（1-2句话）系统拆解列出感知、决策、执行模块及作用（参考模板）硬件清单列出所需硬件名称、数量（贴合功能）功能流程用文字或流程图描述小车动作步骤预期效果使用后解决什么校园问题（简单描述）设计意图紧扣教材原文、案例与插图，将抽象设计流程拆解为五大具象步骤；结合表格、实物展示、师生互动，降低理解难度；贴合六年级学情，弱化技术参数，强化“简易、实用、可落地”的设计导向，让学生掌握核心设计逻辑。实践探究：小组协作，完成设计小组分工，明确职责教师活动：讲解4人小组分工：1人组长（统筹讨论、把控进度）、1人需求与系统分析师（提炼需求、拆解模块）、1人硬件与功能设计师（匹配硬件、设计流程）、1人方案撰写师（整理内容、填写模板）；强调“人人参与、分工协作、共同完善”。小组实践，教师指导学生活动：小组合作，按“需求分析→系统拆解→硬件选型→功能设计→方案撰写”流程，完成小车设计方案，填写表3模板，可搭配简单流程图辅助。

教师活动：巡视各小组，针对性指导：需求模糊：引导“聚焦1个校园场景，找最常见的小问题”；模块混淆：对照教材拆解表，区分感知、决策、执行模块；硬件冗余：指导“删除与核心功能无关的硬件，简化配置”；流程混乱：帮助梳理动作顺序，用箭头标注流程逻辑。设计意图落实“做中学”理念，让学生在实践中巩固方法；小组协作培养团队能力，分层指导兼顾不同水平学生，确保每个小组完成基础设计任务，贴合六年级学生实践能力差异的学情。展示评价：交流优化，完善方案小组展示，分享成果教师活动：选取3-4个小组上台展示方案，要求：“清晰介绍项目名称、用途、硬件清单和功能流程，说明设计思路”。

学生活动：上台展示，其他学生倾听并记录优点与建议。多元评价，优化方案教师活动：组织自评+互评+师评，评价标准紧扣教材：“需求合理吗？模块清晰吗？硬件匹配吗？流程可行吗？”；引导互评：“这个小车设计好在哪里？怎么改进能更实用？”

师生互动示例：

生1：“‘操场避障小巡逻’很好，功能简单，建议增加‘避障后回到路线’的流程。”

生2：“硬件清单很清楚，都是容易找到的材料，能实现。”

教师小结：肯定创意，针对共性问题（流程不完整、硬件冗余）集中讲解优化方法，强调“设计没有最好，只有更实用，优化后方案才能落地制作”。设计意图搭建创意分享平台，让学生相互学习；多元评价聚焦核心素养，兼顾规范性与创新性，培养学生反思优化能力。课堂小