全國粵教版信息技術(shù)八年級下冊第二單元第九課《綜合活動(dòng)：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)》說課稿設(shè)計(jì)

全國粵教版信息技術(shù)八年級下冊第二單元第九課《綜合活動(dòng)：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)》說課稿設(shè)計(jì)主備人備課成員設(shè)計(jì)思路本課以“綜合活動(dòng)：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)”為主題，結(jié)合粵教版信息技術(shù)八年級下冊第二單元內(nèi)容，旨在引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，通過實(shí)際操作，體驗(yàn)無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的基本原理和應(yīng)用。設(shè)計(jì)思路包括：1.結(jié)合生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；2.通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；3.注重實(shí)踐操作，提高學(xué)生動(dòng)手能力；4.融入創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本課旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)。通過學(xué)習(xí)無人駕駛汽車自控系統(tǒng)，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)信息意識(shí)；通過分析系統(tǒng)原理，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維和問題解決能力；通過實(shí)際操作，提升學(xué)生的數(shù)字化操作技能和創(chuàng)新實(shí)踐能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力。學(xué)情分析本節(jié)課面向八年級學(xué)生，這一階段的學(xué)生正處于青春期，好奇心強(qiáng)，對新事物充滿興趣，但自控能力和注意力集中時(shí)間相對較短。在知識(shí)層面，學(xué)生對信息技術(shù)課程已有一定的了解，掌握了基本的計(jì)算機(jī)操作和編程知識(shí)。然而，對于較為復(fù)雜的自控系統(tǒng)原理，學(xué)生可能存在理解困難。

在能力方面，學(xué)生的動(dòng)手操作能力逐漸增強(qiáng)，但獨(dú)立解決問題的能力仍有待提高。在團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面，部分學(xué)生可能缺乏有效的溝通和協(xié)作技巧。在素質(zhì)方面，學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和批判性思維能力需要進(jìn)一步培養(yǎng)。

行為習(xí)慣上，部分學(xué)生可能存在依賴性強(qiáng)、缺乏自主學(xué)習(xí)意識(shí)的問題。這些因素將對課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定影響，如學(xué)生在面對復(fù)雜問題時(shí)可能容易放棄，或者在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中難以發(fā)揮個(gè)人優(yōu)勢。因此，本節(jié)課在設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮學(xué)生的這些特點(diǎn)，通過多樣化的教學(xué)方法和實(shí)踐活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)效果。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)步驟師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：結(jié)合實(shí)際案例，講解無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，幫助學(xué)生建立知識(shí)框架。

2.討論法：組織學(xué)生圍繞系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)等問題進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和表達(dá)能力。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對自控系統(tǒng)原理的理解和應(yīng)用。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用PPT展示自控系統(tǒng)的組成和運(yùn)作過程，直觀形象地傳達(dá)知識(shí)。

2.教學(xué)軟件：借助編程軟件，讓學(xué)生通過編寫代碼來模擬無人駕駛汽車的自控系統(tǒng)，提高實(shí)踐能力。

3.網(wǎng)絡(luò)資源：引入相關(guān)視頻和在線資料，拓展學(xué)生的知識(shí)視野，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，大家好！今天我們要一起探索一個(gè)激動(dòng)人心的主題——無人駕駛汽車自控系統(tǒng)。你們有沒有想過，如果有一天，汽車能夠不用人駕駛，就能安全地行駛在道路上，那會(huì)是什么樣子呢？今天，我們就來揭開這個(gè)神秘的面紗。

（學(xué)生）老師，我很感興趣，想了解一下無人駕駛汽車自控系統(tǒng)。

（教師）好，那我們先來回顧一下之前學(xué)過的知識(shí)，比如計(jì)算機(jī)的基本原理、編程語言等，這些都是理解無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

二、新課講授

1.自控系統(tǒng)的基本原理

（教師）首先，我們來了解一下什么是自控系統(tǒng)。自控系統(tǒng)是一種能夠自動(dòng)完成特定任務(wù)的系統(tǒng)，它由傳感器、控制器和執(zhí)行器三個(gè)部分組成。傳感器負(fù)責(zé)感知外部環(huán)境，控制器根據(jù)傳感器收集到的信息做出決策，執(zhí)行器則負(fù)責(zé)執(zhí)行控制器的指令。

（學(xué)生）老師，那無人駕駛汽車的自控系統(tǒng)是如何工作的呢？

（教師）無人駕駛汽車的自控系統(tǒng)也是基于這個(gè)原理。它通過安裝在車上的各種傳感器，如雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等，來感知周圍的環(huán)境，然后由車載計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理，最后通過執(zhí)行器控制汽車的動(dòng)作。

2.傳感器技術(shù)

（教師）接下來，我們來重點(diǎn)探討一下傳感器技術(shù)。傳感器是自控系統(tǒng)的“眼睛”，它能夠感知光線、溫度、壓力、濕度等信息。在無人駕駛汽車中，常用的傳感器有雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)。

（學(xué)生）老師，雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)有什么區(qū)別呢？

（教師）雷達(dá)是一種利用無線電波來探測目標(biāo)的距離和速度的傳感器；攝像頭則是通過圖像識(shí)別技術(shù)來感知周圍環(huán)境；激光雷達(dá)則可以提供更高精度的三維空間信息。

3.控制算法

（教師）自控系統(tǒng)的核心是控制算法?？刂扑惴ㄘ?fù)責(zé)根據(jù)傳感器收集到的信息，計(jì)算出控制指令，然后發(fā)送給執(zhí)行器。常見的控制算法有PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。

（學(xué)生）老師，那PID控制是什么意思呢？

（教師）PID控制是一種經(jīng)典的控制算法，它通過比例、積分和微分三個(gè)參數(shù)來調(diào)整控制器的輸出，以達(dá)到穩(wěn)定控制的目的。

4.執(zhí)行器技術(shù)

（教師）執(zhí)行器是自控系統(tǒng)的“手腳”，它負(fù)責(zé)執(zhí)行控制器的指令。在無人駕駛汽車中，常見的執(zhí)行器有電機(jī)、液壓伺服系統(tǒng)等。

（學(xué)生）老師，那執(zhí)行器是如何工作的呢？

（教師）執(zhí)行器根據(jù)控制器的指令，調(diào)整汽車的速度、方向等參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)無人駕駛。

三、實(shí)踐操作

1.模擬實(shí)驗(yàn)

（教師）接下來，我們來進(jìn)行一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)。請大家打開電腦，運(yùn)行自控系統(tǒng)模擬軟件，嘗試控制一輛虛擬的無人駕駛汽車。

（學(xué)生）好的，老師。

2.小組討論

（教師）在操作過程中，如果遇到問題，請與組內(nèi)同學(xué)討論，共同解決。

（學(xué)生）明白了，老師。

3.操作反饋

（教師）請大家分享一下操作過程中的心得體會(huì)。

（學(xué)生）老師，我覺得這個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)很有趣，通過它我更好地理解了自控系統(tǒng)的原理。

四、總結(jié)與拓展

1.總結(jié)

（教師）今天我們學(xué)習(xí)了無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的基本原理、傳感器技術(shù)、控制算法和執(zhí)行器技術(shù)。希望大家能夠?qū)⑦@些知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，為我國無人駕駛技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

（學(xué)生）謝謝老師，我明白了。

2.拓展

（教師）課后，請大家查閱相關(guān)資料，了解無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。

（學(xué)生）好的，老師。知識(shí)點(diǎn)梳理1.自控系統(tǒng)的基本概念

-自控系統(tǒng)的定義：一種能夠自動(dòng)完成特定任務(wù)的系統(tǒng)，由傳感器、控制器和執(zhí)行器三個(gè)部分組成。

-自控系統(tǒng)的功能：感知外部環(huán)境、做出決策、執(zhí)行指令。

2.傳感器技術(shù)

-傳感器的定義：能夠感知外部信息并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。

-常用傳感器類型：雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)、溫度傳感器、濕度傳感器等。

-傳感器在無人駕駛汽車中的應(yīng)用：感知周圍環(huán)境，如道路、障礙物、交通信號(hào)等。

3.控制算法

-控制算法的定義：根據(jù)傳感器收集到的信息，計(jì)算出控制指令，并指導(dǎo)執(zhí)行器執(zhí)行。

-常用控制算法：PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。

-PID控制原理：通過比例、積分和微分三個(gè)參數(shù)調(diào)整控制器的輸出，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。

4.執(zhí)行器技術(shù)

-執(zhí)行器的定義：根據(jù)控制器的指令，執(zhí)行具體動(dòng)作的裝置。

-常用執(zhí)行器類型：電機(jī)、液壓伺服系統(tǒng)、電磁閥等。

-執(zhí)行器在無人駕駛汽車中的應(yīng)用：控制汽車的速度、方向、制動(dòng)等。

5.無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的組成

-車載計(jì)算機(jī)：負(fù)責(zé)處理傳感器數(shù)據(jù)、運(yùn)行控制算法、生成控制指令。

-網(wǎng)絡(luò)通信模塊：實(shí)現(xiàn)車輛與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。

-電源管理系統(tǒng)：為整個(gè)自控系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。

-執(zhí)行器模塊：包括電機(jī)、液壓伺服系統(tǒng)等，用于執(zhí)行控制指令。

6.無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

-傳感器融合技術(shù)：將不同類型的傳感器數(shù)據(jù)融合，提高感知精度。

-情景識(shí)別技術(shù)：通過對環(huán)境信息的分析，識(shí)別不同的交通場景。

-道路規(guī)劃與導(dǎo)航技術(shù)：根據(jù)當(dāng)前車輛狀態(tài)和目標(biāo)位置，規(guī)劃行駛路線。

-動(dòng)態(tài)環(huán)境感知與決策技術(shù)：實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境，做出安全、合理的駕駛決策。

7.無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的優(yōu)勢

-提高行駛安全性：減少人為錯(cuò)誤，降低交通事故發(fā)生率。

-提高交通效率：減少擁堵，縮短出行時(shí)間。

-降低能源消耗：優(yōu)化行駛路線，減少燃油消耗。

-提高駕駛舒適性：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，讓駕駛更加輕松、舒適。

8.無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

-系統(tǒng)可靠性：確保自控系統(tǒng)在各種復(fù)雜環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

-數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)：保護(hù)用戶數(shù)據(jù)安全，防止隱私泄露。

-法律法規(guī)與倫理問題：制定相關(guān)法律法規(guī)，規(guī)范無人駕駛汽車的發(fā)展。

-公眾接受度：提高公眾對無人駕駛汽車的認(rèn)知和接受度。板書設(shè)計(jì)①自控系統(tǒng)概述

-自控系統(tǒng)定義

-組成部分：傳感器、控制器、執(zhí)行器

②傳感器技術(shù)

-傳感器定義

-常用傳感器類型：雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)等

-傳感器在無人駕駛中的應(yīng)用

③控制算法

-控制算法定義

-常用算法：PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制

-PID控制原理：比例、積分、微分

④執(zhí)行器技術(shù)

-執(zhí)行器定義

-常用執(zhí)行器類型：電機(jī)、液壓伺服系統(tǒng)等

-執(zhí)行器在無人駕駛中的應(yīng)用

⑤無人駕駛汽車自控系統(tǒng)組成

-車載計(jì)算機(jī)

-網(wǎng)絡(luò)通信模塊

-電源管理系統(tǒng)

-執(zhí)行器模塊

⑥無人駕駛汽車自控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

-傳感器融合技術(shù)

-情景識(shí)別技術(shù)

-道路規(guī)劃與導(dǎo)航技術(shù)

-動(dòng)態(tài)環(huán)境感知與決策技術(shù)

⑦無人駕駛汽車自控系統(tǒng)優(yōu)勢

-安全性提高

-交通效率提升

-能源消耗降低

-駕駛舒適性增強(qiáng)

⑧無人駕駛汽車自控系統(tǒng)挑戰(zhàn)

-系統(tǒng)可靠性

-數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)

-法律法規(guī)與倫理問題

-公眾接受度反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)：在講解無人駕駛汽車自控系統(tǒng)時(shí)，引入實(shí)際案例，讓學(xué)生了解技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的實(shí)踐性。

2.跨學(xué)科融合：結(jié)合物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生從多角度理解自控系統(tǒng)的原理，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.學(xué)生參與度不足：在課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作中，部分學(xué)生參與度不高，需要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。

2.教學(xué)深度不夠：在講解某些復(fù)雜概念時(shí)，可能過于簡略，導(dǎo)致學(xué)生理解不深，需要加強(qiáng)教學(xué)深度。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)不足：由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備和條件的限制，學(xué)生實(shí)際操作的機(jī)會(huì)較少，需要增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。

反思改進(jìn)措施（三）改進(jìn)措施

1.提高學(xué)生參與度：通過設(shè)計(jì)互動(dòng)性強(qiáng)的教學(xué)活動(dòng)，如小組討論、角色扮演等，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作。

2.深化教學(xué)內(nèi)容：在講解復(fù)雜概念時(shí)，采用逐步解析的方法，結(jié)合實(shí)例和圖表，幫助學(xué)生深入理解。

3.增加實(shí)踐環(huán)節(jié)：利用現(xiàn)有的教學(xué)