第2单元第3课《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）信息技术六年级下册

该教案聚焦无人驾驶小车项目设计的五大核心步骤，通过播放校园场景小车案例视频回顾感知-决策-控制原理，引出需求分析、系统拆解等设计流程，提供需求表、拆解表等学习支架，衔接前序理论认知与后续实物制作。 以真实校园情境驱动，通过小组协作与结构化工具培养计算思维和数字化创新，如需求分析结合教学楼走廊引路等场景提炼功能，硬件选型强调简易传感器匹配需求，提升学生系统设计能力，为教师提供清晰教学流程与差异化指导模板。

《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 1、 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。 2、 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。 3、 核心素养目标 （1） 信息意识 1. 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； 2. 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。 （2） 计算思维 1. 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； 2. 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。 （3） 数字化学习与创新 1. 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； 2. 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。 （4） 信息社会责任 1. 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； 2. 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。 4、 教学重难点 （1） 教学重点 1. 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； 2. 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。 （2） 教学难点 1. 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； 2. 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。 5、 教学过程 （1） 情境导入：案例激趣，明确任务 1. 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。 2. 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”。 3. 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。 （2） 新知探究：研读教材，拆解流程 1. 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。” 2. 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”。 3. 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。” 4. 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： 1. 感知模块：循线传感器（检测路线）、超声波传感器（检测障碍） 1. 决策模块：简易主控板（“大脑”，接收信号、发指令） 1. 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”。 5. 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： 1. 核心功能：沿地面黑线行驶，到教室门口停止 1. 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。” 6. 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） 7. 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。 （3） 实践探究：小组协作，完成设计 1. 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”。 2. 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： 1. 需求模糊：引导“聚焦1个校园场景，找最常见的小问题”； 1. 模块混淆：对照教材拆解表，区分感知、决策、执行模块； 1. 硬件冗余：指导“删除与核心功能无关的硬件，简化配置”； 1. 流程混乱：帮助梳理动作顺序，用箭头标注流程逻辑。 3. 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。 （4） 展示评价：交流优化，完善方案 1. 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。 2. 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”。 3. 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。 （5） 课堂小结：梳理回顾，升华认知 教师活动：引导学生回顾核心内容，提问：“今天我们学习了无人驾驶小车项目设计，谁能说说五大步骤是什么？设计时要注意什么？” 学生活动：集体回答，梳理知识点（需求分析、系统拆解、硬件选型、功能设计、方案撰写；需求合理、模块清晰、硬件匹配、流程可行）。 教师总结：本节课我们掌握了简易无人驾驶小车的完整设计流程，完成了设计蓝图。设计是创造的起点，下节课我们将基于方案，学习小车的组装与调试。希望大家课后继续优化方案，让小车更贴合校园生活、实用易做。 2 学科网（北京）股份有限公司 $