第十五课 智能机器人小车入车位-机器人的“眼睛”教学设计小学信息技术（信息科技）六年级下册陕西新华·人教版

第十五课智能机器人小车入车位——机器人的“眼睛”教学设计小学信息技术（信息科技）六年级下册陕西新华·人教版教学课题课时备课时间授课时间设计思路本节课以“智能机器人小车入车位——机器人的‘眼睛’”为主题，旨在让学生通过学习，了解机器人的视觉感知原理，并运用所学知识制作一个简单的智能机器人小车。课程设计紧密结合六年级下册陕西新华·人教版信息技术教材，通过实践活动，培养学生的动手能力、创新思维和团队协作精神。核心素养目标1.培养学生的信息意识，理解信息在机器人视觉感知中的应用。

2.培养学生的计算思维，通过编程实现机器人的视觉识别功能。

3.培养学生的问题解决能力，通过实践解决小车入车位过程中的技术难题。

4.增强学生的创新精神，鼓励学生在实践中探索新的机器人视觉解决方案。

5.提升学生的合作能力，通过团队协作完成机器人小车的制作与调试。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在之前的信息技术课程中已经学习了基础的编程知识，如Scratch或Python的基本语法和流程控制。此外，他们对简单的电子元件和电路有一定的了解，如LED灯、开关和电阻等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

六年级学生对科技和机器人充满好奇，学习兴趣浓厚。他们在解决问题时表现出较强的逻辑思维能力，能够通过观察和实验来理解新概念。学习风格上，既有独立学习者，也有偏好合作学习的同学。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生在编程过程中可能遇到编程逻辑错误和电路连接问题，需要教师引导他们逐步排查。此外，对于视觉识别算法的理解可能较为抽象，需要通过实际操作和实例讲解来帮助学生建立直观的认识。团队合作时，可能会出现沟通不畅或分工不均的情况，需要教师引导学生有效沟通和协作。教学资源-软硬件资源：智能机器人小车套件（含传感器、电机、控制器等）、电脑、编程软件（如Scratch或Python编程环境）

-课程平台：学校网络教学平台，用于发布教学资料和学生作品展示

-信息化资源：机器人视觉感知相关的教学视频、案例库、在线编程教程

-教学手段：实物演示、小组讨论、编程实践、项目展示教学流程基本内容1.导入新课

详细内容：

教师通过展示一系列机器人应用的视频，如自动清洁机器人、无人驾驶汽车等，引导学生思考机器人是如何感知周围环境的。随后，提出问题：“机器人的‘眼睛’是如何工作的？”以此激发学生的好奇心，引出本节课的主题“智能机器人小车入车位——机器人的‘眼睛’”。（用时5分钟）

2.新课讲授

详细内容：

2.1机器人视觉感知原理

教师简要介绍机器人视觉感知的基本原理，包括传感器类型、图像处理技术等，并结合实际案例说明视觉感知在机器人中的应用。（用时10分钟）

2.2传感器介绍

教师详细讲解本节课所使用的传感器，如红外传感器、超声波传感器等，介绍其工作原理、特点和适用场景。（用时10分钟）

2.3编程实现视觉识别

教师以Scratch或Python为例，演示如何编写程序实现机器人的视觉识别功能，包括数据采集、处理和决策过程。（用时10分钟）

3.实践活动

详细内容：

3.1组装机器人小车

学生按照教材步骤，组装智能机器人小车，熟悉各个部件的功能和连接方式。（用时10分钟）

3.2编程实现车位检测

学生在教师的指导下，使用编程软件编写程序，使机器人小车能够检测车位，并通过传感器反馈结果。（用时15分钟）

3.3调试与优化

学生对机器人小车进行调试，确保其能够准确检测车位并完成入位。在调试过程中，教师引导学生分析问题、解决问题，提高学生的实践能力。（用时10分钟）

4.学生小组讨论

3方面内容举例回答：

4.1传感器选择

学生讨论不同传感器在车位检测中的优缺点，如红外传感器适合在光线变化较小的环境中使用，而超声波传感器则适用于光线较强或较暗的环境。（用时5分钟）

4.2编程技巧

学生分享在编程过程中遇到的问题和解决方法，如如何处理传感器数据、如何优化程序算法等。（用时5分钟）

4.3团队协作

学生讨论在团队协作中如何分配任务、沟通和解决问题，提高团队协作能力。（用时5分钟）

5.总结回顾

内容：

教师引导学生回顾本节课所学内容，强调机器人视觉感知在智能机器人中的应用，以及编程实现视觉识别的重要性。同时，教师总结学生在实践活动中的表现，指出他们在传感器选择、编程技巧和团队协作方面的进步。最后，教师鼓励学生在课后继续探索机器人视觉感知的更多应用，培养学生的创新精神和实践能力。（用时5分钟）

总用时：45分钟知识点梳理1.机器人视觉感知原理：

-传感器类型：红外传感器、超声波传感器、摄像头等。

-图像处理技术：图像采集、预处理、特征提取、目标识别等。

-应用场景：机器人导航、环境感知、物体识别等。

2.智能机器人小车入车位系统组成：

-控制器：负责接收传感器数据，执行控制指令。

-传感器：用于检测车位和障碍物，如红外传感器、超声波传感器等。

-电机驱动：用于控制小车移动和转向。

-编程软件：用于编写控制小车运动的程序。

3.编程实现视觉识别：

-数据采集：通过传感器获取车位信息。

-数据处理：对采集到的数据进行分析和处理。

-决策控制：根据处理结果，控制小车进行入位操作。

4.传感器介绍：

-红外传感器：检测物体与传感器之间的距离，适用于光线变化较小的环境。

-超声波传感器：检测物体与传感器之间的距离，适用于光线较强或较暗的环境。

-摄像头：获取图像信息，通过图像处理技术进行目标识别。

5.机器人小车组装：

-了解各个部件的功能和连接方式。

-组装小车，确保各部件连接正确。

-检查组装质量，确保小车能够正常工作。

6.编程实现车位检测：

-编写程序，使小车能够检测车位。

-使用传感器数据，实现车位检测功能。

-调试程序，确保车位检测准确。

7.调试与优化：

-分析调试过程中遇到的问题。

-优化程序，提高车位检测准确度。

-检查小车性能，确保其能够完成入位操作。

8.团队协作：

-分配任务，明确各自职责。

-沟通与交流，解决团队协作中的问题。

-互相学习，共同提高团队协作能力。

9.教学评价：

-关注学生在实践活动中的表现，如编程能力、问题解决能力等。

-引导学生总结经验，提高自主学习能力。

-鼓励学生创新，拓展机器人视觉感知的应用领域。教学评价与反馈1.课堂表现：

课堂表现将包括学生的出勤率、参与度、提问和回答问题的积极性。评价标准将关注学生是否能够认真听讲，是否能够积极回答问题，以及是否能够按照教师的要求完成课堂任务。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论成果展示将评价学生在团队合作中的表现，包括分工合作、沟通协调、解决问题的能力。评价标准将关注小组是否能够共同完成项目，是否能够有效展示讨论成果，以及是否能够从讨论中学习到新的知识和技能。

3.随堂测试：

随堂测试将评估学生对本节课所学知识的掌握程度。测试将包括选择题、填空题和简答题，评价标准将关注学生是否能够正确理解并应用所学知识。

4.项目实践成果：

项目实践成果将评价学生在实践活动中的技能运用和创新能力。评价标准将关注学生是否能够按照要求完成机器人小车的组装和编程，是否能够通过调试和优化提高小车的性能，以及是否能够展示出对机器人视觉感知技术的理解和应用。

5.教师评价与反馈：

教师评价与反馈将针对学生的整体表现，包括学习态度、学习进度、技能掌握等方面。针对学生的优点，教师将给予积极的肯定和鼓励；针对学生的不足，教师将提供具体的改进建议和指导，帮助学生提高学习效果。例如，针对编程能力较弱的学生，教师可以建议他们多练习编程练习题，或提供额外的辅导和资源。内容逻辑关系①机器人视觉感知原理

-重点知识点：传感器类型、图像处理技术、应用场景

-重点词句：红外传感器、超声波传感器、摄像头、图像采集、预处理、特征提取、目标识别、机器人导航、环境感知、物体识别

②智能机器人小车入车位系统组成

-重点知识点：控制器、传感器、电机驱动、编程软件

-重点词句：控制器、传感器数据、电机驱动、编程软件、组装、连接、性能检查

③编程实现视觉识别

-重点知识点：数据采集、数据处理、决策控制

-重点词句：数据采集、传感器数据、数据处理、决策控制、程序编写、调试、优化

④传感器介绍

-重点知识点：红外传感器、超声波传感器、摄像头

-重点词句：红外传感器、距离检测、光线变化、超声波传感器、图像信息、目标识别

⑤机器人小车组装

-重点知识点：部件功能、连接方式、组装质量

-重点词句：部件功能、连接方式、组装步骤、性能检查

⑥编程实现车位检测

-重点知识点：程序编写、车位检测、传感器数据

-重点词句：程序编写、车位检测、传感器数据、调试、准确度

⑦调试与优化

-重点知识点：问题分