江西省中小學(xué)生素質(zhì)科技課堂-11.《兩驅(qū)小車》教學(xué)設(shè)計(jì)授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課主要教授《兩驅(qū)小車》的設(shè)計(jì)與制作，涉及電子電路、機(jī)械結(jié)構(gòu)、編程控制等方面知識(shí)。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課以江西省中小學(xué)生素質(zhì)科技課堂教材為基礎(chǔ)，與學(xué)生已學(xué)過(guò)的電子電路、物理、編程等知識(shí)緊密相關(guān)，有助于鞏固和拓展這些學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，通過(guò)親自動(dòng)手制作小車，提升觀察、實(shí)驗(yàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。

2.強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使學(xué)生理解電子元件的連接與電路原理，提高動(dòng)手操作和問(wèn)題解決能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在小車設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中進(jìn)行創(chuàng)新嘗試，激發(fā)創(chuàng)意思維。

4.增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，通過(guò)小組合作完成項(xiàng)目，學(xué)習(xí)有效溝通與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.電子電路的搭建與調(diào)試：重點(diǎn)在于理解電路圖，正確連接電路元件，并能通過(guò)調(diào)試解決電路故障。

2.編程控制小車運(yùn)動(dòng)：重點(diǎn)在于編寫(xiě)程序控制小車的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等動(dòng)作。

難點(diǎn)：

1.電路故障排除：難點(diǎn)在于識(shí)別電路中的問(wèn)題，如短路、斷路等，并能快速找到并解決。

2.編程邏輯的掌握：難點(diǎn)在于理解編程邏輯，編寫(xiě)出能夠?qū)崿F(xiàn)小車預(yù)期行為的程序。

解決辦法與突破策略：

1.通過(guò)實(shí)物電路圖和電路板，讓學(xué)生直觀理解電路連接，并逐步練習(xí)電路搭建。

2.教授基本的編程知識(shí)，結(jié)合小車運(yùn)動(dòng)的具體需求，逐步引導(dǎo)學(xué)生編寫(xiě)程序。

3.設(shè)置故障排除練習(xí)，讓學(xué)生在模擬環(huán)境中學(xué)習(xí)識(shí)別和解決電路問(wèn)題。

4.分組討論和合作，鼓勵(lì)學(xué)生互相學(xué)習(xí)，共同解決編程難題。教學(xué)資源1.軟硬件資源：電子電路套件（含電池、電機(jī)、傳感器等）、編程控制器、電路板、導(dǎo)線、連接器。

2.課程平臺(tái)：學(xué)校實(shí)驗(yàn)室或?qū)Ｓ媒淌?，配備必要的?shí)驗(yàn)桌椅和工具。

3.信息化資源：電子教材、教學(xué)視頻、在線編程工具、電子元件原理圖庫(kù)。

4.教學(xué)手段：實(shí)物演示、小組合作、討論分析、實(shí)踐操作。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：展示一些有趣的小車視頻或圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考小車的原理和構(gòu)造。

-回顧舊知：提問(wèn)學(xué)生關(guān)于簡(jiǎn)單電路和編程的基礎(chǔ)知識(shí)，如電流、電壓、編程語(yǔ)言的基本概念。

2.新課呈現(xiàn)（約20分鐘）

-講解新知：

a.詳細(xì)講解兩驅(qū)小車的電路設(shè)計(jì)，包括電源、電機(jī)、傳感器等元件的連接方式。

b.介紹編程控制小車的基本原理，如使用編程語(yǔ)言編寫(xiě)控制指令。

-舉例說(shuō)明：

a.通過(guò)展示一個(gè)簡(jiǎn)單的兩驅(qū)小車電路圖，講解各個(gè)元件的功能和連接方式。

b.展示一段小車編程的代碼示例，解釋代碼中各個(gè)指令的作用。

-互動(dòng)探究：

a.分組討論，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)小車電路。

b.每組分享他們的設(shè)計(jì)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析設(shè)計(jì)的合理性和潛在問(wèn)題。

3.實(shí)踐操作（約30分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

a.學(xué)生按照小組合作，開(kāi)始搭建自己的兩驅(qū)小車電路。

b.學(xué)生編寫(xiě)程序控制小車的基本動(dòng)作，如前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等。

-教師指導(dǎo)：

a.教師巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決搭建過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

b.教師提供必要的工具和材料，確保學(xué)生能夠順利完成搭建。

4.故障排除與調(diào)試（約20分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

a.學(xué)生嘗試運(yùn)行他們的兩驅(qū)小車，觀察是否按照預(yù)期工作。

b.學(xué)生記錄遇到的問(wèn)題，并嘗試解決。

-教師指導(dǎo)：

a.教師針對(duì)學(xué)生遇到的具體問(wèn)題提供解決方案。

b.教師引導(dǎo)學(xué)生分析故障原因，提高問(wèn)題解決能力。

5.小組展示與評(píng)價(jià)（約15分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

a.各小組展示他們的兩驅(qū)小車，并演示其功能。

b.學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)建議。

-教師評(píng)價(jià)：

a.教師對(duì)學(xué)生的作品進(jìn)行評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)、搭建和調(diào)試過(guò)程中的亮點(diǎn)和需要改進(jìn)的地方。

b.教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的進(jìn)步和成就。

6.總結(jié)與反思（約5分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

a.學(xué)生回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，分享他們的學(xué)習(xí)心得。

b.學(xué)生提出自己在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和困惑。

-教師總結(jié)：

a.教師總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)兩驅(qū)小車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。

b.教師鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)探索和改進(jìn)他們的設(shè)計(jì)。知識(shí)點(diǎn)梳理六、知識(shí)點(diǎn)梳理

1.電子元件的基本知識(shí)

-電池：了解電池的電壓、電流和容量，以及不同類型電池的適用場(chǎng)景。

-電機(jī)：學(xué)習(xí)電機(jī)的分類、工作原理和驅(qū)動(dòng)方式，包括直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。

-傳感器：掌握傳感器的功能、分類和工作原理，如光電傳感器、紅外傳感器等。

-連接器：了解連接器的類型、用途和正確使用方法。

2.電路基礎(chǔ)知識(shí)

-電路的基本元件：電阻、電容、電感等元件的特性和應(yīng)用。

-電路的連接方式：串聯(lián)、并聯(lián)和串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和計(jì)算方法。

-電路圖繪制：學(xué)會(huì)閱讀和繪制簡(jiǎn)單的電路圖。

3.編程控制基礎(chǔ)

-編程語(yǔ)言基礎(chǔ)：熟悉編程語(yǔ)言的基本語(yǔ)法和結(jié)構(gòu)，如變量、數(shù)據(jù)類型、控制結(jié)構(gòu)等。

-控制指令：學(xué)習(xí)編寫(xiě)控制電機(jī)的指令，如啟動(dòng)、停止、轉(zhuǎn)向等。

-編程軟件：了解常用的編程軟件，如ArduinoIDE、Scratch等。

4.兩驅(qū)小車設(shè)計(jì)

-小車電路設(shè)計(jì)：學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的兩驅(qū)小車電路，包括電源、電機(jī)、傳感器等元件的連接。

-小車程序編寫(xiě)：掌握編寫(xiě)控制小車運(yùn)動(dòng)的程序，實(shí)現(xiàn)基本動(dòng)作。

-小車調(diào)試與優(yōu)化：學(xué)會(huì)調(diào)試和優(yōu)化小車程序，提高小車性能。

5.故障排除與調(diào)試

-電路故障診斷：學(xué)習(xí)診斷電路故障的方法，如電壓測(cè)量、電流檢測(cè)等。

-程序調(diào)試：掌握調(diào)試程序的方法，如添加調(diào)試語(yǔ)句、使用調(diào)試工具等。

6.團(tuán)隊(duì)合作與交流

-小組合作：學(xué)會(huì)在小組內(nèi)分工合作，共同完成任務(wù)。

-交流與分享：學(xué)會(huì)與他人交流學(xué)習(xí)心得，分享自己的經(jīng)驗(yàn)和成果。

7.創(chuàng)新與改進(jìn)

-創(chuàng)新思維：培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，敢于嘗試新的設(shè)計(jì)方案和程序。

-改進(jìn)實(shí)踐：通過(guò)實(shí)踐不斷改進(jìn)小車設(shè)計(jì)，提高性能和實(shí)用性。典型例題講解1.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的兩驅(qū)小車電路，使用兩節(jié)5V電池供電，電機(jī)需要正向和反向運(yùn)行。

答案：使用兩節(jié)串聯(lián)的5V電池提供總電壓為10V。選用適合5V供電的直流電機(jī)。電機(jī)一端連接電池的正極，另一端通過(guò)H橋電路（包含兩個(gè)開(kāi)關(guān)）連接到電池的負(fù)極。通過(guò)控制H橋中的開(kāi)關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。

2.例題：編寫(xiě)一段Arduino程序，控制小車以一定速度前進(jìn)5秒，然后停止2秒，再以相反方向行駛5秒。

答案：

```cpp

constintmotorPin1=9;//正轉(zhuǎn)控制引腳

constintmotorPin2=10;//反轉(zhuǎn)控制引腳

constintspeed=150;//電機(jī)速度

voidsetup(){

pinMode(motorPin1,OUTPUT);

pinMode(motorPin2,OUTPUT);

}

voidloop(){

//向前行駛5秒

analogWrite(motorPin1,speed);

digitalWrite(motorPin2,LOW);

delay(5000);

//停止2秒

digitalWrite(motorPin1,LOW);

digitalWrite(motorPin2,LOW);

delay(2000);

//反方向行駛5秒

digitalWrite(motorPin1,LOW);

analogWrite(motorPin2,speed);

delay(5000);

}

```

3.例題：如何使用光電傳感器檢測(cè)障礙物，并控制小車避開(kāi)？

答案：將光電傳感器放置在小車的前端，當(dāng)傳感器檢測(cè)到障礙物時(shí)，輸出高電平信號(hào)。Arduino接收該信號(hào)后，通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，使小車避開(kāi)障礙物。

4.例題：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度控制電路，當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，電風(fēng)扇自動(dòng)啟動(dòng)。

答案：使用溫度傳感器（如DS18B20）檢測(cè)環(huán)境溫度。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，通過(guò)Arduino控制繼電器，啟動(dòng)電風(fēng)扇。

5.例題：編寫(xiě)Arduino程序，實(shí)現(xiàn)小車根據(jù)聲音強(qiáng)度調(diào)整速度，聲音越大，小車速度越快。

答案：

```cpp

constintsoundSensorPin=A0;//聲音傳感器連接引腳

constintmotorPin1=9;//正轉(zhuǎn)控制引腳

constintmotorPin2=10;//反轉(zhuǎn)控制引腳

voidsetup(){

pinMode(motorPin1,OUTPUT);

pinMode(motorPin2,OUTPUT);

}

voidloop(){

intsoundValue=analogRead(soundSensorPin);//讀取聲音傳感器的值

intmotorSpeed=map(soundValue,0,1023,0,255);//將聲音強(qiáng)度映射到電機(jī)速度

//根據(jù)聲音強(qiáng)度調(diào)整電機(jī)速度

analogWrite(motorPin1,motorSpeed);

digitalWrite(motorPin2,LOW);

}

```作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.完成課后練習(xí)題：學(xué)生需完成教材中的相關(guān)練習(xí)題，包括電路圖的繪制、電機(jī)控制指令的編寫(xiě)等。

2.設(shè)計(jì)并制作一個(gè)小型兩驅(qū)小車電路：學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)單的兩驅(qū)小車電路，包括電源、電機(jī)、傳感器等元件的連接。

3.編寫(xiě)控制小車的基本程序：學(xué)生編寫(xiě)Arduino程序，實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向等基本動(dòng)作。

4.完成小車故障排除練習(xí)：學(xué)生根據(jù)教材中的故障排除案例，嘗試解決小車電路中可能出現(xiàn)的故障。

5.小組合作項(xiàng)目：學(xué)生分組合作，共同設(shè)計(jì)并制作一個(gè)具有特定功能的兩驅(qū)小車，如自動(dòng)避障小車。

作業(yè)反饋：

1.及時(shí)批改：教師需在課后及時(shí)批改學(xué)生的作業(yè)，確保學(xué)生能夠及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)成果。

2.個(gè)別指導(dǎo)：對(duì)于作業(yè)中存在的問(wèn)題，教師需進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)，幫助學(xué)生理解并改正錯(cuò)誤。

3.集體反饋：在課堂上，教師可以組織學(xué)生進(jìn)行集體反饋，讓學(xué)生互相學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。

4.改進(jìn)建議：教師需給出具體的改進(jìn)建議，如電路連接的優(yōu)化、程序邏輯的改進(jìn)等。

5.進(jìn)步評(píng)價(jià)：教師需對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的進(jìn)步和成長(zhǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)努力。

具體反饋內(nèi)容如下：

1.課后練習(xí)題：

-檢查學(xué)生是否掌握了電路圖的繪制方法。

-評(píng)估學(xué)生對(duì)電機(jī)控制指令的理解和應(yīng)用能力。

-提供針對(duì)性的練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

2.小型兩驅(qū)小車電路設(shè)計(jì)：

-評(píng)估學(xué)生是否能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)并制作電路。

-指導(dǎo)學(xué)生在電路連接過(guò)程中注意安全，避免短路等故障。

-提出改進(jìn)建議，如電路布局的優(yōu)化、元件選擇的合理性等。

3.控制小車的基本程序編寫(xiě)：

-評(píng)估學(xué)生對(duì)Ar