【2025-2026】《优化自动驾驶机器人》教学设计-学年苏科版（新教材）小学信息技术六年级下册

《优化自动驾驶机器人》教案-2025-2026学年苏科版(新教材)小学本课是苏科版2026年春季新教材小学信息技术六年级下册第八单元《系统与优化》的第4课，也是单元项目实践课，承接上一课《系统的优化》,将优化二、学情分析题；认识优化是解决问题、提升性能的关键，形成主动排查、持续改进的意识。2.计算思维：能将机器人系统拆解为**感知(传感器)—决策(程序)—执行(电机)**三部分；能从硬件、算法、反馈、环境四个维度分析问题原因；能3.数字化学习与创新：能小组合作完成“问题分析—方案设计—调试改进”四、教学重难点教学重点：掌握自动驾驶机器人常见问题(行走、避障、巡线、续航)的五、教学过程更快、更准、更安全、更省电。今天我们一起学习《优化自动驾驶机器人》,做教材内容讲解：自动驾驶机器人由硬件(传感器、电机、电池、主控板)和软件(控制程序)组成，工作流程为：传感器感知环境(输入)→程序分析判断(计算)→电机执行动作(输出)→传感器继续感知(反馈),形成闭环控(二)新知探究一：机器人常见问题与原因分析师：教材列出了机器人最常见的四类问题，我们一起分析：问题是什么?可能原因在哪一环节(感知/决策/执行)?属于自身还是环境问题?师生互动分析(板书梳理)原因：执行(电机转速不一致、轮子松动、地面不平);感知(无里程反馈、无陀螺仪校准);算法(直行逻辑简单、无误差修正)分类：自身(硬件、算法、缺反馈)+环境(地面干扰)2.避障不灵：撞墙或误判原因：感知(超声波传感器角度不对、距离阈值不合理、光线干扰);决策(程序判断逻辑简单、无多次检测确认)分类：自身(传感器安装、算法)+环境(光线、反射面干扰)3.巡线不准：偏离黑线、跟丢线原因：感知(灰度传感器位置不对、灵敏度不合适、环境光干扰);决策(巡分类：自身(传感器、算法)+环境(光线、地面颜色干扰)原因：自身(电池容量小、电机耗电高、程序冗余复杂)分类：自身(硬件、算法)(三)新知探究二：优化方案设计——四大模块优化(教材优化指南)模块1:行走系统优化(稳、直、准)师：怎么让机器人走得又稳又直?教材建议：师：具体方法(教材讲解):硬件：更换防滑橡胶轮、校准左右电机转速、固定轮子减少晃动、加装陀螺仪/编码器(反馈行走距离与姿态)算法：优化直行程序，加入“左右电机转速微师：这里的陀螺仪/编码器就是反馈环节，让机器人知道自己走了多远、有模块2:避障系统优化(准、灵、安全)师：怎么让机器人不撞墙、不误判?教材方案：硬件：调整超声波传感器角度(水平向前、略向下)、清洁传感器表面、更算法：优化判断逻辑——多次检测(连续3次距离小于阈值才停)、设置合理距离阈值(如20cm)、区分固定障碍与临时干扰环境：避免强光直射传感器、远离强反射面(如镜子、光滑瓷砖)模块3:巡线系统优化(准、稳、不丢线)师：怎么让机器人紧紧跟着黑线走?教材方法：硬件：调整灰度传感器高度(离地面1-2cm)、左右对称安装、校准灵敏度(黑线值低、白纸值高)转；加入巡线速度自适应(直线快、转弯慢)师：左右对比修正就是算法优化+反馈，让机器人根据黑线位置实时调整方模块4:续航与响应优化(久、快、省电)师：怎么让机器人跑得久、反应快?教材建议：算法：简化程序、删除无用模块、减少重复计算、合理设置休眠(空闲时降低功耗)师生小结(优化口诀)(四)实践探究：小组合作优化机器人(教材实践任务)1.问题确定：观察机器人运行，记录最明显的1-2个问题3.方案设计：小组讨论，确定2-3条具体优化措施(硬件/算法/反馈/环境)编程：修改图形化程序，加入反馈逻辑、优化判断条件、简化代码5.测试记录：运行机器人，观察优化效果，记录仍存在的问题6.迭代改进：根据测试结果，调整方案，再次优化，直到效果满意组分工合作(搭建、编程、测试、记录);引导学生对比优化前后效果，体会改(五)课堂小结与拓展均匀、无干扰)核心逻辑：感知→决策→执行→反馈→调整(闭环优化)拓展思考：未来自动驾驶机器人