第三单元第3课《搭建模块化机器人》教学设计-2026-2027学年苏科版信息技术六年级上册

该小学信息科技教学设计聚焦模块化机器人的四大硬件模块（控制、动力、传感、结构）及搭建流程（明确任务、选择模块、组装连接、调试优化）。通过复习单元前两课模块化理论，结合避障机器人情境任务导入，建立任务目标与模块选择的关联，搭建从理论到实践的学习支架。 此资料特色在于紧扣新课标核心素养，以计算思维培养为核心，通过表格梳理模块功能、案例分析避障机器人模块取舍，突破“模块堆砌”认知误区，引导学生理解按需选配原则。结合巡线机器人实践任务与软件模块化拓展，强化信息意识与数字化学习能力，助力学生建立工程思维，教师可直接用于综合实践课，提升教学实效。

《搭建模块化机器人》教学设计-2026-2027学年苏科版（新版）小学信息技术六年级上册 1、 学情分析 本课为第三单元第3课时综合实践课。六年级学生已经学习系统模块化理论，了解硬件、软件模块化应用，掌握模块功能独立、接口统一的特征。学生对机器人抱有浓厚学习兴趣，但是对机器人各类模块（主控、动力、传感器）功能认知模糊。学生容易产生误区：认为机器人模块堆砌越多功能越强；分不清各类传感器模块分别实现什么感知功能；实践思考中，经常出现模块选择和任务需求不匹配。学生能够理解单一模块功能，但是对于多模块协同工作逻辑理解不足。本课依托教材避障机器人项目，按照“明确任务—选择模块—组装连接—调试优化”完整流程开展学习，训练学生根据任务需求选配模块的工程思维，打通硬件模块与软件模块，落实单元综合素养目标。 2、 教材分析 本课选自苏科版新版小学信息科技六年级上册第三单元《系统功能模块化》第3课，单元综合实践课。教材建构板块展示模块化机器人整体组成，划分为四大类别模块：控制模块（主控主板）、动力驱动模块（电机）、传感感知模块（超声波、红外、声音传感器等）、结构支撑模块（支架、车轮）。教材说明不同类型机器人（轮式、人形、飞行机器人）对应不同驱动模块。教材给出搭建模块化机器人标准流程：明确任务目标、依据任务选择对应模块、按照接口匹配完成组装、测试调试优化。教材核心案例是避障机器人，任务目标：机器人向前行走，检测到障碍物自动停下。教材想一想栏目设问：避障机器人分别需要哪几类模块？为什么不需要增加摄像头模块？引导学生理解按需选配模块，不是模块越多越好。教材实践任务，分析巡线机器人需要选择哪些模块；拓展部分介绍机器人软件模块，图形化编程当中可以自定义功能模块，实现软件层面模块化。本课是单元实践落地课，把前面两节课模块化理论完整应用到机器人实物系统，完成单元闭环学习。 3、 核心素养目标（依据2022版义务教育信息科技新课标） 1. 信息意识：认识模块化机器人四大类模块，识别常见传感器模块功能，了解轮式、人形、飞行机器人驱动模块差异，感受模块化机器人组装灵活的特点。 2. 计算思维：掌握搭建模块化机器人完整流程；能够根据任务需求合理挑选模块，坚持按需选配，拒绝盲目堆砌模块；理解机器人硬件模块和软件模块协同工作逻辑。 3. 数字化学习与创新：研读教材避障机器人案例，完成任务对应的模块选择分析；尝试分析巡线机器人模块配置，形成设计思路。 4. 信息社会责任：体会工程实践严谨的规划思想；小组合作探究时懂得分工配合；明白设备组装要严格匹配接口，规范操作。 4、 教学重难点 教学重点 认识机器人四类模块以及各自功能；掌握搭建模块化机器人完整流程；能够根据任务需求选择合适模块。 教学难点 根据任务目标合理选配模块，理解“按需选配，不是越多越好”；理解传感模块、主控模块、动力模块三者协同工作逻辑。 5、 教学过程 （1） 复习导入，情境引出机器人案例 师：前面两节课，我们学习了系统模块化和模块化的应用，我们知道复杂系统可以拆分为功能独立的模块。大家想一想，机器人是复杂系统吗？ 生：机器人属于复杂系统，可以拆分成很多模块。 师：没错，现代机器人大多采用模块化设计。今天我们学习单元实践课第3课《搭建模块化机器人》，板书课题。 师展示轮式避障机器人图片，抛出情景任务：我们想要搭建一台可以避开障碍物的机器人，它能够向前移动，遇到障碍物就停止前进。如果让你来设计，你首先要思考什么？ 生：要想清楚机器人需要实现什么功能。 师：课本告诉我们，搭建模块化机器人第一步，先要明确任务目标，再挑选模块。 设计意图：复习单元前面理论知识，借助避障机器人真实任务情境导入新课，让学生建立“任务优先”的设计思想。 （2） 研读教材文本，认识机器人四大功能模块 师：请同学们翻开课本，阅读教材建构板块，认识模块化机器人的各类模块，请同学朗读教材原文。 生朗读教材原文：模块化机器人主要由控制模块、动力驱动模块、传感感知模块、结构支撑模块组成。控制模块是机器人的大脑；动力驱动模块提供运动动力；传感感知模块负责感知外界环境；结构支撑模块完成支架、外壳、车轮等物理支撑。各个模块依靠统一接口连接，互相配合完成机器人功能。 教师课件出示表格，梳理四大模块功能与典型器件。 模块类别 功能 典型器件 控制模块（大脑） 接收传感器信号，运行程序，指挥其他模块工作 主控主板 动力驱动模块 提供运动动力，实现机器人移动 电机模块 传感感知模块 感知周边环境，把环境信号传给主控板 超声波传感器、红外传感器、声音传感器 结构支撑模块 固定、支撑机器人各个部件 支架、车轮、连接件 师结合课本案例提问：避障机器人要能够检测前方障碍物，依靠哪一类模块？ 生：传感感知模块，超声波传感器。 师追问：机器人能够向前行走，依靠什么模块？ 生：动力驱动模块电机。 师继续提问：传感器探测到障碍物信号之后，由谁来做判断指挥电机停止转动？ 生：控制模块主控主板。 师补充教材内容，区分不同机器人驱动模块：轮式机器人依靠电机带动车轮；人形机器人使用舵机模块；飞行机器人依靠螺旋桨动力模块。 师抛出课本想一想栏目问题：搭建基础避障机器人，有没有必要加装摄像头模块？为什么？ 生小组讨论之后汇报：不需要，基础任务只需要检测障碍物，摄像头对于避障任务属于多余模块，增加重量，还会提升调试难度。 师小结重要原则：模块按需选配，不是模块堆砌越多效果越好。 设计意图：完整研读教材课文，通过表格清晰梳理机器人四大模块，结合避障任务辨析模块取舍，落实本课重点，突破“盲目叠加模块”认知误区。 （3） 解析教材案例，学习机器人搭建完整流程 师：课本给出搭建模块化机器人完整工作流程，我们一起来梳理。课件投影教材流程文本： 1.明确任务目标；2.依据任务选择模块；3.按照接口匹配进行组装连接；4.测试调试，优化机器人功能。 师带领全班逐条解析避障机器人案例完整流程。 师：第一步明确任务目标，避障机器人任务是什么？ 生：机器人前进，检测障碍物之后停止运动。 师提问第二步，按照任务挑选模块，避障机器人需要哪些模块？ 生：控制模块主板；动力驱动电机模块；超声波传感模块；车轮支架结构模块。 师提问第三步组装连接，组装的时候最重要注意什么？ 生：模块接口要匹配，正确对接。 师补充讲解：接口不匹配，模块无法通信，机器人就不能正常工作，呼应前面课程“接口统一”知识点。 师提问第四步测试调试，调试时如果机器人碰到障碍物不会停下，我们可以从哪几个方向排查？ 生1：检查传感器接口有没有接牢。 生2：检查程序逻辑是否正确。 生3：检查传感器摆放位置。 师完整模拟避障机器人工作逻辑：超声波传感器感知前方环境，把障碍物信号传给主控控制模块；主控运行程序做出判断，向电机动力模块发送指令；电机收到指令停止转动，机器人停下。 师板书协同逻辑：传感模块采集环境信息→控制模块处理判断→动力模块执行动作。 设计意图：深度解析教材避障机器人案例，完整落实课本搭建四步流程，梳理多模块协同工作链条，突破本课教学难点，实现旧知“接口统一”迁移到机器人实践。 （4） 小组探究实践分析任务，拓展软件模块化 师：课本实践任务，请小组分析巡线机器人任务。任务描述：巡线机器人沿着地面黑色线条前进。请小组讨论，完成任务需要选择哪些硬件模块？ 小组讨论之后小组代表汇报。 生：控制主板模块；电机动力模块；灰度传感模块用来识别黑线；车轮支架结构模块。 师追问：为什么选用灰度传感器，而不是超声波传感器？ 生：灰度传感器识别地面颜色线条，超声波用来检测前方障碍物，任务不一样，选用传感模块不一样。 师拓展教材软件模块知识：机器人不只有硬件模块化，编程软件当中也可以使用软件模块。我们可以把机器人重复执行的动作封装为自定义软件模块，需要的时候直接调用。例如把“右转”封装为软件模块，程序多处需要右转就直接调用该模块。 师提问：机器人硬件模块和软件模块之间是什么关系？ 生：硬件完成物理动作，软件模块负责逻辑控制，两者相互配合。 师引导全班总结：一套完整模块化机器人，是硬件模块化加上软件模块化的结合产物。 设计意图：迁移避障机器人学习经验，完成课本巡线机器人实践分析任务；打通硬件模块和软件模块，呼应本单元前两课全部知识，完成单元知识串联。 （5） 课堂巩固辨析，单元知识回顾 课件出示辨析思考题。 1. 搭建机器人，模块装的越多机器人性能就越强。 生齐答：错误，按需选配。 2. 传感模块负责接收指令控制电机运动。 生齐答：错误，控制模块负责处理指挥，传感器负责感知环境。 师引导学生回忆整个第三单元主线：首先学习什么是系统模块化；接着学习模块化在硬件、软件、事务当中的各类应用；本节课把模块化思想落地，学习搭建模块化机器人。 设计意图：辨析易错点，同时对整个第三单元做简短回顾，帮助学生建立单元完整知识脉络。 （6） 课堂小结 师：今天我们学习《搭建模块化机器人》，回顾课本重点。 师提问：模块化机器人分为哪四大硬件模块，各自的功能是什么？ 生：控制模块是大脑；动力驱动模块提供动力；传感感知模块感知环境；结构支撑模块完成固定支撑。 师提问：搭建模块化机器人四步流程是什么？ 生：明确任务目标；选择合适模块；接口匹配组装；测试调试优化。 师提问：选择模块最重要的原则是什么？ 生：按需选配，不是越多越好。 师总结：模块化机器人，是硬件模块化与软件模块化的结合。传感模块采集环境信息，传给主控模块做判断，动力模块执行动作，各个模块接口统一、分工协作，共同完成机器人任务。至此第三单元系统功能模块化全部学习完成，我们学会用拆分模块的思维，看待生活当中各种各样的复杂系统。 6、 板书设计 搭建模块化机器人 1.机器人四大硬件模块 控制模块（大脑）；动力驱动模块；传感感知模块；结构支撑模块 2.搭建四步流程 明确任务目标→按需选择模块→接口匹配组装→测试调试优化 3.核心原则：按需选配，模块不是越多越好 4.工作逻辑：传感采集信息→主控判断处理→动力执行动作 5.完整机器人：硬件模块化+软件模块化 2 学科网（北京）股份有限公司 $