第一單元第八課《綜合活動(dòng)：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)》教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年粵教版（2019）初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊科目授課時(shí)間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級(jí)、授課課時(shí)授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第一單元第八課《綜合活動(dòng)：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)》教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)2023—2024學(xué)年粵教版（2019）初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課旨在引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)習(xí)無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和動(dòng)手操作能力。結(jié)合粵教版初中信息技術(shù)八年級(jí)下冊教材，通過實(shí)踐操作，讓學(xué)生深入了解無人駕駛技術(shù)的基本原理，激發(fā)學(xué)生探索科技的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)。通過學(xué)習(xí)無人駕駛汽車自控系統(tǒng)，學(xué)生能夠提升對信息技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用理解，鍛煉邏輯推理和問題解決能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐操作技能，同時(shí)增強(qiáng)對信息安全的認(rèn)識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)，

①理解無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的基本工作原理，包括傳感器、處理器、執(zhí)行器等組成部分的功能和協(xié)同工作方式。

②掌握編程基礎(chǔ)，能夠使用簡單的編程語言編寫控制無人駕駛汽車行駛的程序，實(shí)現(xiàn)基本路徑規(guī)劃。

2.教學(xué)難點(diǎn)，

①深入理解傳感器數(shù)據(jù)采集、處理與分析的過程，以及如何將這些數(shù)據(jù)用于決策制定。

②解決編程中的實(shí)際問題，如路徑規(guī)劃中的障礙物檢測、避障策略等，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的邏輯思維和創(chuàng)新能力。

③將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的無人駕駛模型，要求學(xué)生具備綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。教學(xué)資源-軟硬件資源：微型機(jī)器人套件、編程控制器、傳感器模塊、無人駕駛模擬平臺(tái)。

-課程平臺(tái)：粵教版初中信息技術(shù)在線教學(xué)平臺(tái)。

-信息化資源：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)相關(guān)視頻教程、在線編程工具、傳感器技術(shù)資料。

-教學(xué)手段：多媒體教學(xué)設(shè)備、實(shí)物展示、小組合作學(xué)習(xí)。教學(xué)過程設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.播放一段無人駕駛汽車的新聞報(bào)道或視頻，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注無人駕駛技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

2.提問：同學(xué)們，你們對無人駕駛汽車了解多少？它有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢？

3.學(xué)生分享觀點(diǎn)，教師總結(jié)并引出本節(jié)課的主題：無人駕駛汽車自控系統(tǒng)。

（二）講授新課（20分鐘）

1.介紹無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的基本組成和功能，包括傳感器、處理器、執(zhí)行器等。

2.講解傳感器的工作原理和種類，如雷達(dá)、攝像頭、超聲波傳感器等。

3.分析處理器如何處理傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃和決策制定。

4.介紹執(zhí)行器的作用，如電機(jī)、轉(zhuǎn)向器等，以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作。

5.通過實(shí)例分析，讓學(xué)生了解無人駕駛汽車在實(shí)際應(yīng)用中的場景和挑戰(zhàn)。

（三）鞏固練習(xí)（15分鐘）

1.分組討論：讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無人駕駛汽車路徑規(guī)劃程序。

2.學(xué)生展示自己的設(shè)計(jì)，教師點(diǎn)評(píng)并指導(dǎo)。

3.學(xué)生嘗試修改和完善自己的程序，提高解決問題的能力。

（四）課堂提問（5分鐘）

1.提問：傳感器在無人駕駛汽車自控系統(tǒng)中扮演什么角色？

2.提問：處理器如何處理傳感器數(shù)據(jù)？

3.提問：執(zhí)行器在無人駕駛汽車中的作用是什么？

（五）師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（10分鐘）

1.教師提問：如何提高無人駕駛汽車的穩(wěn)定性？

2.學(xué)生討論并分享自己的觀點(diǎn)。

3.教師總結(jié)：提高無人駕駛汽車穩(wěn)定性的方法有：優(yōu)化傳感器數(shù)據(jù)、改進(jìn)處理器算法、加強(qiáng)執(zhí)行器控制等。

（六）核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.提問：無人駕駛汽車的發(fā)展對我們的生活有哪些影響？

2.學(xué)生討論并分享自己的觀點(diǎn)。

3.教師總結(jié)：無人駕駛汽車的發(fā)展將帶來交通、安全、環(huán)保等方面的變革。

（七）總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.教師總結(jié)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的核心技術(shù)和應(yīng)用場景。

2.布置作業(yè)：讓學(xué)生查閱資料，了解無人駕駛汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和未來趨勢。

教學(xué)時(shí)間總計(jì)：45分鐘知識(shí)點(diǎn)梳理1.無人駕駛汽車自控系統(tǒng)概述

-無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的定義和組成

-無人駕駛汽車自控系統(tǒng)的功能和應(yīng)用領(lǐng)域

2.傳感器技術(shù)

-傳感器的定義和作用

-傳感器的種類和特點(diǎn)

-傳感器數(shù)據(jù)采集和處理

3.處理器技術(shù)

-處理器的定義和作用

-處理器的工作原理和架構(gòu)

-處理器在無人駕駛汽車自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.執(zhí)行器技術(shù)

-執(zhí)行器的定義和作用

-執(zhí)行器的種類和特點(diǎn)

-執(zhí)行器在無人駕駛汽車自控系統(tǒng)中的應(yīng)用

5.路徑規(guī)劃與決策制定

-路徑規(guī)劃的定義和目標(biāo)

-路徑規(guī)劃算法和模型

-決策制定的方法和原則

6.障礙物檢測與避障

-障礙物檢測的定義和重要性

-障礙物檢測算法和技術(shù)

-避障策略和執(zhí)行

7.無人駕駛汽車的自適應(yīng)和智能化

-自適應(yīng)技術(shù)的定義和應(yīng)用

-智能化技術(shù)的定義和發(fā)展趨勢

-無人駕駛汽車的自適應(yīng)和智能化實(shí)現(xiàn)

8.無人駕駛汽車的安全性和可靠性

-安全性在無人駕駛汽車中的重要性

-可靠性保證的方法和措施

-安全測試和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

9.無人駕駛汽車的法律和倫理問題

-無人駕駛汽車的法律框架和規(guī)范

-無人駕駛汽車的倫理問題和挑戰(zhàn)

-社會(huì)對無人駕駛汽車的接受度和適應(yīng)性

10.無人駕駛汽車的未來發(fā)展趨勢

-無人駕駛汽車的技術(shù)發(fā)展前景

-無人駕駛汽車在交通運(yùn)輸、物流、個(gè)人出行等領(lǐng)域的應(yīng)用

-無人駕駛汽車對經(jīng)濟(jì)社會(huì)的影響和挑戰(zhàn)課后作業(yè)1.設(shè)計(jì)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的無人駕駛汽車路徑規(guī)劃程序，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：

-初始化車輛位置和方向。

-讀取環(huán)境地圖，包括道路、障礙物等信息。

-根據(jù)環(huán)境地圖和車輛狀態(tài)，規(guī)劃一條避開障礙物的路徑。

-控制車輛按照規(guī)劃路徑行駛。

答案示例：

-初始化車輛位置為（0,0），方向?yàn)楸薄?/p>

-環(huán)境地圖：[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1