第27课 定速巡航的控制（教学设计）信息科技人教版六年级下册（新教材）

该小学信息科技教学设计聚焦定速巡航系统的控制原理，通过创设“高速开车稳定速度”的生活情境提问导入，引导学生从系统功能认知过渡到组成分析，构建生活实例到技术原理的学习支架。 特色在于融合计算思维与数字化实践，采用任务驱动法让学生绘算法流程图、编程模拟修改车速和阈值，理解闭环控制循环。培养信息意识与数字化学习能力，帮助学生建立技术与生活联系，为教师提供可落地的实践教学方案。

27.定速巡航的控制 教学设计 学科 信息科技 年级 6年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 27.定速巡航的控制 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算。通过分析具体案例，了解反馈是过程与控制中的重要手段，初步了解反馈对系统优化的作用。 学科核心素养目标 信息意识：通过定速巡航系统案例，感知汽车通过传感器检测车速并与设定速度（阈值）比较实现自动控制的过程，认识到计算机程序是实现智能控制的核心。 计算思维：能熟练分析定速巡航系统的工作过程，理解其由车速传感器、定速巡航控制器组成。能理解车速（连续量）通过与设定速度（阈值）比较转换为开关量（加速/减速指令）的过程。能理解定速巡航属于闭环控制，通过持续的检测和调整使车辆保持稳定速度。能熟练绘制定速巡航车速控制的算法流程图，并能通过阅读程序代码找到实现系统功能的关键算法。 数字化学习与创新：能利用编程环境运行定速巡航模拟程序，通过输入不同车速观察加速/减速指令的变化。能通过修改程序中的速度阈值，体验控制规则对系统输出的影响。 信息社会责任：通过理解定速巡航系统的工作原理，认识到该功能适合高速公路行驶，能减轻驾驶疲劳，但偏离阈值过大时会自动关闭并由驾驶员接管，树立安全驾驶意识。通过了解智能巡航控制等更安全的功能，感受科技发展的日新月异。 教学重点 1.分析定速巡航系统的工作过程，理解其模块组成（车速传感器、控制器）。 2.理解车速（连续量）与设定速度（阈值）比较生成指令的逻辑。 3.理解定速巡航属于闭环控制，掌握绘制其算法流程图的方法。 教学难点 1.理解闭环控制中“检测-比较-执行-反馈”的循环过程。 2.阅读和理解程序代码中实现车速判断的关键算法。 教学方法 任务驱动法、小组合作实践法、虚拟仿真实验法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1.创设情境：展示课件中“小智爸爸在高速公路上开车，预计车程要2小时，路上车也比较少，他想以稳定的速度驾驶，让自己轻松一点”的场景。 2.提出问题：你知道他可以启动车上的什么功能吗？引导学生说出“定速巡航”。 3.引出课题：揭示本节课主题为《定速巡航的控制》，一起来探究这个系统是如何工作的。 1.思考情境中的问题，尝试回答。 2.明确学习目标：探究定速巡航系统的工作原理。 从学生熟悉的乘车场景切入，通过设问激发探究兴趣，自然引出对定速巡航系统工作原理的探究需求。 环节2 定速巡航系统简介 1.讲解系统简介：结合课件，讲解定速巡航系统的功能（驾驶员不用踩加速踏板就能使车辆以稳定的速度行驶）和组成（车速传感器、定速巡航控制器）。 2.讲解工作过程： 车速传感器实时检测车辆当前的速度，并将数据输入控制器。 控制器分析处理数据，与设定的速度（阈值）进行比较，生成相应的指令。 车速超过阈值，车辆减速；车速低于阈值，车辆加速。 3.强调安全机制：如果车速偏离阈值较多（如上坡或下坡时车速变化较大），定速巡航系统可能会自动关闭，由驾驶员控制车速。 4.发布任务（学习任务单 活动1）： 引导学生判断定速巡航属于闭环控制还是开环控制。 引导学生补充定速巡航系统的工作过程示意图。 1.学习任务单 活动1： 聆听讲解，记录系统组成和工作过程。 判断：定速巡航属于（①闭环控制）。 补充工作过程示意图：输入（设定的速度阈值）→计算（检测到的速度数据与阈值比较，生成指令）→输出（行驶速度）→反馈（检测到的速度数据）。 2.理解定速巡航属于闭环控制。 让学生系统了解定速巡航系统的功能、组成和工作过程，理解其属于闭环控制，为后续算法分析和编程实践奠定基础。 环节3 分析定速巡航控制车速的算法 1.讲解算法：定速巡航系统通过持续的检测和调整，使车辆逐渐接近并保持在设定的速度范围内。 2.发布任务（学习任务单 活动2）： 引导学生根据“车速超过设定的速度，系统会减速；车速低于设定的速度，系统会加速”这个功能，绘制算法流程图。 3.展示与讲解：课件展示完整的算法流程图，引导学生理解判断流程：输入当前车速，判断是否大于设定速度，是则降低车速，否则提高车速。 1.学习任务单 活动2： 根据功能描述，绘制定速巡航车速控制的算法流程图。 2.观察完整流程图，理清判断逻辑。 让学生将定速巡航的控制逻辑用算法流程图进行可视化表达，培养计算思维，完成从功能描述到算法建模的转化。  环节4 通过程序模拟定速巡航 1.引出程序作用：指出计算机程序可以帮助实现控制过程。 2.发布实践任务（学习任务单 活动3）： 指导学生进入编程环境，打开“定速巡航程序.py”。 引导学生观察程序中哪一部分是对速度的判断。 引导学生修改代码，将汽车的当前速度改为40 km/h，判断汽车应该加速还是减速。 引导学生修改代码，将汽车的当前速度改为20 km/h，判断汽车应该加速还是减速。 引导学生修改速度阈值，再运行程序，观察变化。 3.引导总结： 汽车当前速度改变了，相当于改变了定速巡航系统的（输入量），导致速度差值变化，系统会对车速进行相应调整。 速度阈值改变了，相当于改变了定速巡航系统的（计算规则），系统会根据当前车速和新的计算规则进行车速调整。 1.学习任务单 活动3： 动手操作：打开程序，观察代码结构。 找到对速度判断的代码（if nowspeed >speed等）。 修改当前车速为40 km/h，观察输出（减速）。 修改当前车速为20 km/h，观察输出（加速）。 修改速度阈值，观察输出变化。 2.思考与回答： 改变当前车速，改变了系统的（输入量）。 改变速度阈值，改变了系统的（计算规则）。 通过编程实践，让学生亲身体验修改参数对系统输出的影响，理解输入量和计算规则对控制系统的作用，培养数字化学习与创新能力。 环节5 总结与巩固 1.课堂总结：利用课件“知识总结”部分，带领学生回顾： 定速巡航可以让汽车自动保持设定车速，适合高速公路行驶。 定速巡航的控制遵循“输入-计算-输出”模式，属于闭环控制系统。 计算机程序是实现实时反馈车速变化并调整的核心。 2.完成“智慧挑战”：解析选择题，巩固核心概念。 第1题：定速巡航系统中负责检测当前车速的部件是（A. 车速传感器）。 第2题：关于定速巡航控制类型说法正确的是（B. 属于闭环控制）。 1.跟随教师回顾本课知识要点，形成系统认知。 2.独立完成“智慧挑战”，检验对核心概念的理解。 系统梳理知识体系，通过练习辨析易错点，巩固学习效果。 环节6 兴趣园地 1.布置拓展任务：提问：启动定速巡航系统后，如果正前方约50m有辆车，速度低于设定速度，汽车能否自动降低设定的标准速度，以避免碰撞事故的发生呢？ 2.引导搜索：鼓励学生以“智能巡航控制”“自适应定速巡航”等为关键词搜索资料，了解更加智能、更加安全的定速巡航功能。 3.联系本课：强调定速巡航系统是汽车智能化的一部分，智能巡航控制能根据前方车辆速度自动调整车速，保持安全距离，感受科技发展的日新月异。  1.（课后）上网搜索资料，了解智能巡航控制或自适应定速巡航的功能。 2.感悟：感受科技发展的日新月异，增强对信息科技的兴趣。 将课堂学习从“定速巡航”拓展至更智能的“自适应巡航”领域，培养学生利用网络资源进行自主探究学习的能力，激发对前沿科技的兴趣。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出定速巡航系统的功能和组成 2.能理解定速巡航属于闭环控制，并能补充其工作过程示意图 3.能根据功能描述，正确绘制定速巡航车速控制的算法流程图 4.能说出计算机程序在控制系统中的作用，并找到程序中的关键代码 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.积极参与小组学习成果的展示交流 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $