《機(jī)器人的感知系統(tǒng)》大單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)(地質(zhì)版)

一、內(nèi)容分析與整合

(-)教學(xué)內(nèi)容分析

《機(jī)器人的感知系統(tǒng)》是高中通用技術(shù)選擇性必修2《機(jī)器人設(shè)計(jì)

與制作》中的重要章節(jié)，它詳細(xì)介紹了機(jī)器人如何通過(guò)各類傳感器來(lái)

感知外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航、避障、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等功能。本章節(jié)內(nèi)容不

僅涉及傳感器的基本原理和應(yīng)用，還涵蓋了傳感器在機(jī)器人中的典型

應(yīng)用以及調(diào)試與監(jiān)測(cè)方法，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新

設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)和物化能力具有重要意義。

(-)單元內(nèi)容分析

本單元內(nèi)容主要圍繞“機(jī)器人的感知系統(tǒng)”展開(kāi)，可以分為以下幾

個(gè)部分：

常用的機(jī)器人傳感器：

觸碰類傳感器：介紹微動(dòng)開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等觸碰類傳感器的原理

和應(yīng)用。

光感類傳感器：講解光敏電阻、光電管、反射式光感傳感器等光感

類傳感器的工作原理和實(shí)際應(yīng)用。

聲感類傳感器：分析聲控傳感器、超聲波傳感器等聲感類傳感器

的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

機(jī)器人的高級(jí)感知：探討霍爾傳感器、陀螺儀傳感器、氣體傳感

器、紅外熱釋電傳感器以及激光雷達(dá)、機(jī)器視覺(jué)等高級(jí)感知技術(shù)的應(yīng)

用。

傳感器在機(jī)器人中的典型應(yīng)用:

開(kāi)關(guān)功能：通過(guò)自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、聲控?zé)舻葘?shí)例，展示傳感器在控制開(kāi)

關(guān)方面的應(yīng)用。

沿軌跡行走功能：介紹AGV小車(chē)、餐廳送餐機(jī)器人等如何利用傳

感器沿預(yù)定軌跡行走。

行走中避障功能：分析掃地機(jī)器人、無(wú)人駕駛汽車(chē)等如何實(shí)現(xiàn)避

障功能。

狀態(tài)反饋功能：以電動(dòng)平衡車(chē)、火星探測(cè)機(jī)器人為例，說(shuō)明傳感器

在狀態(tài)監(jiān)測(cè)和反饋中的作用。

傳感器的調(diào)試與監(jiān)測(cè)：

搭建傳感器電路：講解如何將傳感器與控制器迂接，構(gòu)建基本的

感知系統(tǒng)。

通過(guò)串口監(jiān)測(cè)傳感器信息：介紹如何通過(guò)串口通信監(jiān)測(cè)傳感器的

輸出信息，進(jìn)行故障排查和系統(tǒng)調(diào)試。

機(jī)器人傳感器的功能實(shí)現(xiàn)：

機(jī)器人的障礙物探測(cè)：綜合應(yīng)用多種傳感器，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的障礙

物探測(cè)功能。

機(jī)器人的加速、減速控制：利用傳感器反饋的信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的

速度控制。

（三）單元內(nèi)容整合

本單元內(nèi)容整合了機(jī)器人感知系統(tǒng)的多個(gè)方面，從基礎(chǔ)的傳感器

原理到復(fù)雜的應(yīng)用實(shí)例，形成了一個(gè)完整的知識(shí)體系。在教學(xué)過(guò)程中，

應(yīng)注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目制作等方式，加深學(xué)生對(duì)傳

感器原理和應(yīng)用的理解。通過(guò)案例分析、小組討論等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的

創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

二、《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》分解

通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標(biāo)是：

（-）技術(shù)意識(shí)

對(duì)技術(shù)的感知與體悟：學(xué)生應(yīng)能夠感知到技術(shù)在日常生活和工業(yè)

生產(chǎn)中的重要性，理解技術(shù)對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。

技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)：了解并遵守技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，形成對(duì)技術(shù)產(chǎn)品

的質(zhì)量和安全性的認(rèn)識(shí)。

技術(shù)倫理與責(zé)任：認(rèn)識(shí)到技術(shù)使用中的倫理問(wèn)題和社會(huì)責(zé)任，形

成正確的技術(shù)價(jià)值觀。

在本單元中，學(xué)生將通過(guò)學(xué)習(xí)傳感器的原理和應(yīng)用，感知到技術(shù)

在機(jī)器人感知系統(tǒng)中的作用，理解技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)在傳感器選擇和設(shè)

計(jì)中的重要性，同時(shí)思考技術(shù)使用中的倫理問(wèn)題和社會(huì)責(zé)任。

（二）工程思維

系統(tǒng)分析與比較權(quán)衡：能夠從整體出發(fā)，對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行全面的

分析和比較，做出合理的權(quán)衡和決策。

設(shè)計(jì)與優(yōu)化：運(yùn)用系統(tǒng)思維，對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高系

統(tǒng)的性能和效率。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策：在技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，能夠進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，

并做出相應(yīng)的決策。

本單元中，學(xué)生將運(yùn)用工程思維，對(duì)機(jī)器人的感知系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

和優(yōu)化。例如，在選擇傳感器時(shí)，需要考慮傳感器的性能、成本、可靠

性等因素，進(jìn)行權(quán)衡和決策。在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的障礙物探測(cè)、速度

控制等功能時(shí)，也需要進(jìn)行系統(tǒng)分析和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

（三）創(chuàng)新設(shè)計(jì)

創(chuàng)新思維與方法：能夠運(yùn)用創(chuàng)新思維和方法，提出新穎的技術(shù)解

決方案。

技術(shù)試驗(yàn)與探究：通過(guò)技術(shù)試驗(yàn)和探究，驗(yàn)證和完善技術(shù)解決方

案。

跨學(xué)科融合：能夠跨學(xué)科融合知識(shí)，提出綜合性的技術(shù)解決方案。

在本單元中，學(xué)生將有機(jī)會(huì)運(yùn)用創(chuàng)新思維和方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具

有創(chuàng)新性的機(jī)器人感知系統(tǒng)。例如，可以探索新的傳感器組合方式，提

高機(jī)器人的感知能力；或者設(shè)計(jì)新的算法，優(yōu)化機(jī)器人的避障策略等。

學(xué)生還可以通過(guò)技術(shù)試驗(yàn)和探究，驗(yàn)證和完善自己的設(shè)計(jì)方案。

（四）圖樣表達(dá)

技術(shù)圖樣繪制：能夠繪制準(zhǔn)確、規(guī)范的技術(shù)圖樣，表達(dá)設(shè)計(jì)思想和

意圖。

技術(shù)語(yǔ)言應(yīng)用：熟練運(yùn)用技術(shù)語(yǔ)言進(jìn)行交流和表達(dá)，提高技術(shù)溝

通的效率和準(zhǔn)確性。

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生將需要繪制各種傳感器的連接圖、機(jī)器人的

感知系統(tǒng)框圖等，以表達(dá)自己的設(shè)計(jì)思想和意圖。學(xué)生還需要學(xué)會(huì)運(yùn)

用技術(shù)語(yǔ)言進(jìn)行交流和表達(dá)，以便更好地與他人合作和溝通。

（五）物化能力

材料選擇與加工：根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的材料，并進(jìn)行加工和

制作。

工具使用與操作：熟練掌握各種工具的使用和操作方法，提高制

作效率和質(zhì)量。

系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化：對(duì)制作完成的技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，確保

其性能和穩(wěn)定性。

在本單元中，學(xué)生將親自動(dòng)手制作機(jī)器人的感知系統(tǒng)，包括傳感

器的安裝、電路的搭建、程序的編寫(xiě)等。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生將學(xué)會(huì)選

擇合適的材料和工具進(jìn)行加工和制作；他們還需要對(duì)制作完成的技術(shù)

系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，以確保其能夠正常工作并滿足設(shè)計(jì)要求。這些

實(shí)踐活動(dòng)將有效提高學(xué)生的物化能力。

三、學(xué)情分析

(-)已知內(nèi)容分析

在進(jìn)入《第四章機(jī)器人的感知系統(tǒng)》的學(xué)習(xí)之前，學(xué)生已經(jīng)完成了

通用技術(shù)必修課程以及選擇性必修2中《第二章機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)》

的學(xué)習(xí)。通過(guò)前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，對(duì)結(jié)

構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等基本概念有了初步的理解。特別是在《第二章

機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)》中，學(xué)生深入學(xué)習(xí)了機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

以及常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)方式，如平面連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這

為理解機(jī)器人的感知系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

學(xué)生在以下方面已經(jīng)具備了一定的知識(shí)基礎(chǔ)：

技術(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：學(xué)生了解技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，包括發(fā)現(xiàn)與明確

問(wèn)題、制訂設(shè)計(jì)方案、制作模型或原型、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、編寫(xiě)技術(shù)作品

說(shuō)明書(shū)等。

機(jī)械系統(tǒng)知識(shí)：學(xué)生掌握了機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)的基本組成，包括驅(qū)

動(dòng)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，以及常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)方式，如平面連桿

傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。

系統(tǒng)與控制概念：學(xué)生對(duì)系統(tǒng)、控制及其在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有了一

定的認(rèn)識(shí)，能夠理解系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)、流程、控制等基本概念及其在機(jī)

器人設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

（二）新知內(nèi)容分析

《第四章機(jī)器人的感知系統(tǒng)》主要圍繞機(jī)器人的感知能力展開(kāi)，

涉及傳感器技術(shù)及其在機(jī)器人中的應(yīng)用。具體內(nèi)容包括：

常用的機(jī)器人傳感器：

觸碰類傳感器：如微動(dòng)開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等，用于檢測(cè)物體的接觸。

光感類傳感器：如光敏電阻、光電管等，用于檢測(cè)光強(qiáng)度。

聲感類傳感器：如聲控傳感器、超聲波傳感器等，用于檢測(cè)聲音和

超聲波。

機(jī)器人的高級(jí)感知：如霍爾傳感器、陀螺儀傳感器、氣體傳感器、

紅外熱釋電傳感器、激光雷達(dá)、機(jī)器視覺(jué)等，用于實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的感知功

能。

傳感器在機(jī)器人中的典型應(yīng)用：

開(kāi)關(guān)功能：如自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、聲控?zé)舻取?/p>

沿軌跡行走的功能：如工業(yè)AGV小車(chē)、餐廳送餐機(jī)器人等。

行走中避障的功能：如掃地機(jī)器人、無(wú)人駕駛汽車(chē)等。

狀態(tài)反饋功能：如電動(dòng)平衡車(chē)、火星探測(cè)機(jī)器人等。

傳感器的調(diào)試與監(jiān)測(cè)：

搭建傳感器電路：學(xué)習(xí)如何將傳感器與控制器連接，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳

輸。

通過(guò)串口監(jiān)測(cè)傳感器信息：學(xué)習(xí)使用串口監(jiān)視器監(jiān)測(cè)傳感器的觸

發(fā)情況。

機(jī)器人傳感器的功能實(shí)現(xiàn)：

機(jī)器人的障礙物探測(cè)：利用傳感器實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)障礙物的檢測(cè)與

避障。

機(jī)器人的加速、減速：通過(guò)傳感器反饋的信息控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)

速度。

這些內(nèi)容不僅要求學(xué)生理解傳感器的工作原理，還要求學(xué)生能夠

將這些傳感器應(yīng)用于機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作中，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的基本感知

功能。

（三）學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析

經(jīng)過(guò)必修課程和選擇性必修課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備了一定的

技術(shù)設(shè)計(jì)能力和實(shí)踐能力，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)設(shè)計(jì)和

制作。學(xué)生也具備了一定的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力，能夠在教

師的引導(dǎo)下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和合作探究。

對(duì)于《第四章機(jī)器人的感知系統(tǒng)》的學(xué)習(xí)，學(xué)生可能面臨以下挑

戰(zhàn)：

傳感器技術(shù)的復(fù)雜性：傳感器種類繁多，工作原理各異，學(xué)生需要

花費(fèi)一定的時(shí)間和精力去理解和掌握。

跨學(xué)科知識(shí)的融合：機(jī)器人的感知系統(tǒng)涉及物理、電子、計(jì)算機(jī)等

多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，要求學(xué)生能夠?qū)⑦@些知識(shí)有機(jī)融合。

實(shí)踐操作的要求：學(xué)生需要將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐中，通

過(guò)搭建電路、調(diào)試傳感器等實(shí)踐操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的感知功能。

針對(duì)這些挑戰(zhàn)，教師需要采取有效的教學(xué)策略，幫助學(xué)生克服學(xué)

習(xí)困難，提升學(xué)習(xí)效果。

（四）學(xué)習(xí)障礙突破策略

為了幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙，提升學(xué)習(xí)效果，教師可以采取以下

策略：

理論講解與實(shí)例分析相結(jié)合：

在講解傳感器的工作原理時(shí)，結(jié)合具體的實(shí)例進(jìn)行分析，幫助學(xué)

生理解抽象的概念。

通過(guò)展示傳感器的實(shí)物和應(yīng)用場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。

分層次、逐步推進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)：

將教學(xué)內(nèi)容分層次、逐步推進(jìn)，先介紹常見(jiàn)的、簡(jiǎn)單的傳感器，再

介紹復(fù)雜的、高級(jí)的傳感器。

在每個(gè)層次的學(xué)習(xí)中，先講解理論知識(shí)，再進(jìn)行實(shí)踐操作，最后進(jìn)

行綜合應(yīng)用。

小組合作與自主探究相結(jié)合：

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組合作，共同完成任務(wù)和項(xiàng)目，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作提

升學(xué)習(xí)效果。

引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，通過(guò)查閱資料、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方式，深入理

解傳感器的工作原理和應(yīng)用。

強(qiáng)化實(shí)踐操作與調(diào)試能力：

提供充足的實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親手搭建傳感器電路、調(diào)試傳感器

信息。

在實(shí)踐過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生的調(diào)試能力和問(wèn)題解決能力，引導(dǎo)

學(xué)生分析問(wèn)題、找出原因、制定解決方案。

跨學(xué)科知識(shí)的融合與應(yīng)用：

在教學(xué)過(guò)程中，注重跨學(xué)科知識(shí)的融合與應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生將物理、

電子、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)有機(jī)融合。

通過(guò)綜合性的項(xiàng)目和任務(wù)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)跨學(xué)科知識(shí)的應(yīng)

用。

及時(shí)反饋與評(píng)價(jià):

在教學(xué)過(guò)程中，及時(shí)給予學(xué)生反饋和評(píng)價(jià)，幫助學(xué)生了解自己的

學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。

通過(guò)多樣化的評(píng)價(jià)方式，如作品展示、小組討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，全

面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

通過(guò)以上策略的實(shí)施，教師可以幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)障礙，提升學(xué)

習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。也能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)

合作精神，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、大主題或大概念設(shè)計(jì)

本大單元的主題設(shè)計(jì)為“探索機(jī)器人的感知世界：機(jī)器人感知系

統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用，圍繞這一主題，通過(guò)四個(gè)子課題的學(xué)習(xí)活動(dòng)，引導(dǎo)

學(xué)生深入了解機(jī)器人感知系統(tǒng)的基本原理、傳感器種類及其在機(jī)器人

中的應(yīng)用，掌握傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)的方法，并能夠通過(guò)實(shí)踐操作實(shí)現(xiàn)

機(jī)器人感知系統(tǒng)的基本功能。通過(guò)這一大單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握機(jī)

器人感知系統(tǒng)的核心技術(shù)，為未來(lái)的機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)

基礎(chǔ)。

五、大單元目標(biāo)敘寫(xiě)

通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標(biāo)：

（一）技術(shù)意識(shí)

學(xué)生能夠理解機(jī)器人感知系統(tǒng)在機(jī)器人技術(shù)中的重要性和應(yīng)用價(jià)

值，形成對(duì)機(jī)器人感知技術(shù)的興趣和探索欲望。

學(xué)生能夠識(shí)別并分析不同傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用場(chǎng)景和限制條

件，形成對(duì)機(jī)器人感知技術(shù)的合理評(píng)價(jià)和選擇能力。

（二）工程思維

學(xué)生能夠運(yùn)用系統(tǒng)分析和比較權(quán)衡的方法，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)機(jī)器人感

知系統(tǒng)的基本功能，形成初步的系統(tǒng)與工程思維。

學(xué)生能夠通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作和項(xiàng)目管理，體驗(yàn)機(jī)器人感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)與

實(shí)現(xiàn)的全過(guò)程，提高解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

（三）創(chuàng)新設(shè)計(jì)

學(xué)生能夠在理解機(jī)器人感知系統(tǒng)基本原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新性

設(shè)計(jì)，提出新的傳感器應(yīng)用方案或機(jī)器人感知功能。

學(xué)生能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，繪制機(jī)器人感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

圖紙，表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想。

（四）圖樣表達(dá)

學(xué)生能夠識(shí)讀和繪制與機(jī)器人感知系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)圖樣，如傳感

器連接圖、電路圖等，提高技術(shù)圖樣的理解和應(yīng)用能力。

學(xué)生能夠通過(guò)技術(shù)圖樣表達(dá)機(jī)器人感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)過(guò)

程，提高技術(shù)交流和合作能力。

（五）物化能力

學(xué)生能夠根據(jù)設(shè)計(jì)方案，選擇合適的傳感器和元器件，搭建機(jī)器

人感知系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

學(xué)生能夠通過(guò)調(diào)試和監(jiān)測(cè)傳感器信息，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人感知系統(tǒng)的基

本功能，提高問(wèn)題解決和物化實(shí)現(xiàn)的能力。

六、大單元教學(xué)重點(diǎn)

傳感器種類及其工作原理：重點(diǎn)介紹觸碰類傳感器、光感類傳感

器、聲感類傳感器以及機(jī)器人高級(jí)感知的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景，幫助

學(xué)生建立對(duì)傳感器技術(shù)的全面認(rèn)識(shí)。

傳感器在機(jī)器人中的典型應(yīng)用：通過(guò)分析開(kāi)關(guān)功能、沿軌跡行走

功能、行走中避障功能和狀態(tài)反饋功能等典型案例，讓學(xué)生掌握傳感

器在機(jī)器人中的實(shí)際應(yīng)用方法。

傳感器的調(diào)試與監(jiān)測(cè)：重點(diǎn)講解如何搭建傳感器電路，通過(guò)串口

監(jiān)測(cè)傳感器信息，讓學(xué)生掌握傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)的基本技能。

機(jī)器人感知系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)：通過(guò)實(shí)踐操作，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的障礙

物探測(cè)和加速、減速等基本功能，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和問(wèn)題解

決能力。

七、大單元教學(xué)難點(diǎn)

傳感器原理的深入理解：傳感器種類繁多，工作原理各異，學(xué)生需

要深入理解各種傳感器的特性、工作原理及其在機(jī)器人中的應(yīng)用，這

對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)和認(rèn)知能力提出了較高要求。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成：機(jī)器人感知系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及多個(gè)

傳感器的集成與協(xié)同工作。學(xué)生需要具備系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的能力，能

夠綜合考慮各種因素，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化集成。

調(diào)試與監(jiān)測(cè)技能的提升：傳感器的調(diào)試與監(jiān)測(cè)需要精確的操作和

嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生需要熟練掌握串口通信、電路搭建等技能，并能

夠準(zhǔn)確分析傳感器數(shù)據(jù)，這對(duì)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和問(wèn)題解決能力提

出了較高要求。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：在掌握基本技能的基礎(chǔ)上，學(xué)生需要進(jìn)行創(chuàng)新

設(shè)計(jì)，提出新的傳感器應(yīng)用方案或機(jī)器人感知功能。這需要學(xué)生具備

創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題解決中。

教學(xué)難點(diǎn)突破策略：

加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)：通過(guò)課堂講解、案例分析、小組討論等方式，加深

學(xué)生對(duì)傳感器原理的理解。提供相關(guān)學(xué)習(xí)資料和在線課程供學(xué)生自主

學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面。

實(shí)踐操作與指導(dǎo)：設(shè)置豐富的實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐

中掌握傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)的技能。教師提供現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)和答疑，及時(shí)解

決學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化訓(xùn)練：通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作等方式，讓學(xué)生

參與機(jī)器人感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程。教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用系統(tǒng)分析

與比較權(quán)衡的方法，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)：設(shè)立創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生提出新的傳感器應(yīng)

用方案或機(jī)器人感知功能。教師提供必要的指導(dǎo)和支持，幫助學(xué)生將

創(chuàng)新想法轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果。組織創(chuàng)新設(shè)計(jì)比賽和展示活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生

的創(chuàng)新熱情和創(chuàng)造力。

具體教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)設(shè)計(jì)示例：

活動(dòng)一：傳感器原理學(xué)習(xí)

活動(dòng)內(nèi)容：通過(guò)課堂講解和案例分析，介紹觸碰類傳感器、光感類

傳感器、聲感類傳感器以及機(jī)器人高級(jí)感知的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

活動(dòng)目標(biāo)：幫助學(xué)生建立對(duì)傳感器技術(shù)的全面認(rèn)識(shí)，理解不同傳

感器的特性和工作原理。

活動(dòng)形式：教師講解、案例分析、小組討論。

活動(dòng)二：傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用分析

活動(dòng)內(nèi)容：通過(guò)分析開(kāi)關(guān)功能、沿軌跡行走功能、行走中避障功能

和狀態(tài)反饋功能等典型案例，讓學(xué)生掌握傳感器在機(jī)器人中的實(shí)際應(yīng)

用方法。

活動(dòng)目標(biāo)：提高學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和問(wèn)題解決能力。

活動(dòng)形式：案例分析、小組討論、角色扮演。

活動(dòng)三：傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)實(shí)踐

活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組進(jìn)行傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)實(shí)踐，包括搭建傳感

器電路、通過(guò)串口監(jiān)測(cè)傳感器信息等。

活動(dòng)目標(biāo)：讓學(xué)生掌握傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)的基本技能，提高動(dòng)手

實(shí)踐能力。

活動(dòng)形式：分組實(shí)踐、教師指導(dǎo)、成果展示。

活動(dòng)四：機(jī)器人感知系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

活動(dòng)內(nèi)容：學(xué)生分組進(jìn)行機(jī)器人感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，包括障

礙物探測(cè)、加速、減速等基本功能。

活動(dòng)目標(biāo)：提高學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成能力，以及問(wèn)題解決和物

化實(shí)現(xiàn)的能力。

活動(dòng)形式：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作、成果展示與評(píng)估。

通過(guò)以上教學(xué)內(nèi)容與活動(dòng)設(shè)計(jì)，旨在幫助學(xué)生全面掌握機(jī)器人感

知系統(tǒng)的核心技術(shù)，提高通用技術(shù)核心素養(yǎng)，為未來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)

用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

八、大單元整體教學(xué)思路

教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

基于《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的

要求，結(jié)合2019版地質(zhì)版高中通用技術(shù)選擇性必修2《機(jī)器人設(shè)計(jì)與

制作》第四章《機(jī)器人的感知系統(tǒng)》的教學(xué)內(nèi)容，本單元的教學(xué)目標(biāo)旨

在通過(guò)一系列的教學(xué)活動(dòng)，全面提升學(xué)生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)，具體

包括技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表達(dá)和物化能力五個(gè)方面。

（-）技術(shù)意識(shí)

理解機(jī)器人感知系統(tǒng)的重要性：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到機(jī)器人感知系統(tǒng)

在現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)中的核心地位，理解傳感器技術(shù)在機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主

感知、決策和執(zhí)行過(guò)程中的關(guān)鍵作用。

形成對(duì)機(jī)器人技術(shù)的積極態(tài)度：通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生對(duì)機(jī)器人

技術(shù)產(chǎn)生濃厚的興趣，形成積極探索、勇于創(chuàng)新的技術(shù)學(xué)習(xí)態(tài)度，并認(rèn)

識(shí)到機(jī)器人技術(shù)在未來(lái)社會(huì)發(fā)展和個(gè)人成長(zhǎng)中的潛在價(jià)值。

培養(yǎng)技術(shù)倫理與安全意識(shí)：在學(xué)習(xí)和使用機(jī)器人傳感器技術(shù)的過(guò)

程中，學(xué)生能夠識(shí)別并遵守相關(guān)的技術(shù)倫理和安全規(guī)范，形成負(fù)責(zé)任

的技術(shù)使用習(xí)慣。

（二）工程思維

系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)能力：學(xué)生能夠運(yùn)用系統(tǒng)思維的方法，對(duì)機(jī)器人

感知系統(tǒng)進(jìn)行整體分析，理解各傳感器之間的相互作用和影響，以及

它們?cè)谡麄€(gè)機(jī)器人系統(tǒng)中的作用和地位。

問(wèn)題識(shí)別與解決方案設(shè)計(jì)：針對(duì)機(jī)器人感知系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的問(wèn)

題，學(xué)生能夠識(shí)別并分析問(wèn)題的本質(zhì)，提出合理的解決方案，并設(shè)計(jì)相

應(yīng)的技術(shù)路線和實(shí)施步驟。

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與決策能力：在設(shè)計(jì)和實(shí)施機(jī)器人感知系統(tǒng)時(shí)，學(xué)生能

夠考慮各種可能的風(fēng)險(xiǎn)因素，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并基于評(píng)估結(jié)果做出合

理的決策。

（三）創(chuàng)新設(shè)計(jì)

創(chuàng)新思維培養(yǎng)：通過(guò)機(jī)器人感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的

創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)他們?cè)诂F(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，提出新的傳

感器應(yīng)用方案。

多樣化設(shè)計(jì)方案：針對(duì)同一問(wèn)題，學(xué)生能夠提出多種設(shè)計(jì)方案，并

進(jìn)行比較、分析和優(yōu)化，選擇最佳方案進(jìn)行實(shí)施。

跨學(xué)科知識(shí)融合：在創(chuàng)新設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)生能夠綜合運(yùn)用物理、數(shù)

學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，提升跨學(xué)科解決問(wèn)題的能力。

（四）圖樣表達(dá)

技術(shù)圖樣繪制能力：學(xué)生能夠熟練使用各種繪圖工具和技術(shù)，準(zhǔn)

確繪制機(jī)器人感知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、原理圖、流程圖等，清晰表達(dá)設(shè)計(jì)思

想和技術(shù)方案。

技術(shù)文檔編寫(xiě)：學(xué)生能夠編寫(xiě)規(guī)范、完整的技術(shù)文檔，包括設(shè)計(jì)報(bào)

告、使用說(shuō)明書(shū)、測(cè)試報(bào)告等，準(zhǔn)確記錄設(shè)計(jì)過(guò)程、測(cè)試結(jié)果和使用方

法。

信息交流能力：通過(guò)技術(shù)圖樣和文檔的編寫(xiě)與交流，學(xué)生能夠與

團(tuán)隊(duì)成員、指導(dǎo)教師以及行業(yè)專家進(jìn)行有效溝通，共同推動(dòng)項(xiàng)目的進(jìn)

展和完善。

（五）物化能力

傳感器選擇與集成能力：學(xué)生能夠根據(jù)機(jī)器人感知系統(tǒng)的需求，

選擇合適的傳感器并進(jìn)行集成，確保傳感器之間的協(xié)同工作和數(shù)據(jù)的

準(zhǔn)確傳輸。

電路設(shè)計(jì)與搭建：學(xué)生能夠設(shè)計(jì)并搭建合理的電路系統(tǒng)，為傳感

器提供穩(wěn)定可靠的電源和信號(hào)傳輸通道。

測(cè)試與調(diào)試能力：學(xué)生能夠?qū)C(jī)器人感知系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試和

調(diào)試，確保各傳感器功能正常、數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。學(xué)生能

夠根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)

傳感器技術(shù)原理與應(yīng)用：深入理解觸碰類、光感類、聲感類等常用

傳感器的工作原理、性能特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

機(jī)器人感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)：掌握機(jī)器人感知系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路和方

法，包括傳感器的選擇、布局、集成與調(diào)試等。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生在理解基本原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)

計(jì)與實(shí)踐，提出新的傳感器應(yīng)用方案并付諸實(shí)施。

教學(xué)難點(diǎn)

跨學(xué)科知識(shí)融合：機(jī)器人感知系統(tǒng)涉及物理、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等

多學(xué)科知識(shí)，如何有效融合這些知識(shí)并應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)中是一個(gè)難點(diǎn)。

系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化：機(jī)器人感知系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，如何

對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面調(diào)試并優(yōu)化其性能是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

創(chuàng)新思維培養(yǎng)：如何在教學(xué)中有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維并引導(dǎo)他

們將創(chuàng)新思維轉(zhuǎn)化為實(shí)際成果是一個(gè)需要不斷探索和實(shí)踐的問(wèn)題。

教學(xué)策略與方法

教學(xué)策略

情境教學(xué)法：通過(guò)創(chuàng)設(shè)貼近學(xué)生生活實(shí)際和興趣愛(ài)好的教學(xué)情境,

激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)：以機(jī)器人感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐為項(xiàng)目載體，引導(dǎo)學(xué)

生在完成項(xiàng)目的過(guò)程中掌握相關(guān)知識(shí)和技能。

合作學(xué)習(xí)：鼓勵(lì)學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，共同完成項(xiàng)目任務(wù)，通過(guò)小組

合作與交流促進(jìn)知識(shí)的共享與創(chuàng)新思維的碰撞。

案例分析：選取典型的機(jī)器人感知系統(tǒng)應(yīng)用案例進(jìn)行分析與討論,

幫助學(xué)生深入理解傳感器技術(shù)在機(jī)器人中的應(yīng)用價(jià)值。

教學(xué)方法

講授法：通過(guò)教師的系統(tǒng)講解幫助學(xué)生掌握傳感器技術(shù)的基本原

理和基本知識(shí)。

演示法：通過(guò)實(shí)物演示或多媒體展示等方式直觀展示傳感器的工

作原理和應(yīng)用效果。

實(shí)驗(yàn)法：組織學(xué)生進(jìn)行傳感器性能測(cè)試與機(jī)器人感知系統(tǒng)調(diào)試等

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

討論法：圍繞特定主題或問(wèn)題組織學(xué)生展開(kāi)討論與交流，培養(yǎng)學(xué)

生的批判性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

第一節(jié)常用的機(jī)器人傳感器

引入新課：通過(guò)展示機(jī)器人在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例,

引出機(jī)器人感知系統(tǒng)的重要性及傳感器技術(shù)在其中的關(guān)鍵作用。

講授新知：系統(tǒng)講解觸碰類、光感類、聲感類等常用傳感器的工作

原理、性能特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

實(shí)物演示：利用實(shí)物或多媒體展示傳感器的工作原理和應(yīng)用效果,

幫助學(xué)生直觀理解傳感器技術(shù)。

小組討論：組織學(xué)生分組討論傳感器技術(shù)在機(jī)器人感知系統(tǒng)中的

應(yīng)用案例，并分享討論結(jié)果。

課堂練習(xí)：設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的課堂練習(xí)題目，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知

識(shí)。

第二節(jié)傳感器在機(jī)器人中的典型應(yīng)用

案例分析：選取典型的機(jī)器人感知系統(tǒng)應(yīng)用案例進(jìn)行分析與討論,

如自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)、送餐機(jī)器人等。

項(xiàng)目設(shè)計(jì)：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人感知系

統(tǒng)項(xiàng)目方案，包括傳感器的選擇、布局、集成與調(diào)試等。

實(shí)踐操作：組織學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人感知系統(tǒng)的搭建與調(diào)試實(shí)踐活動(dòng),

提升學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

成果展示：鼓勵(lì)學(xué)生展示自己的項(xiàng)目成果，并分享設(shè)計(jì)思路與實(shí)

踐經(jīng)驗(yàn)。

評(píng)價(jià)反饋：對(duì)學(xué)生的項(xiàng)目成果進(jìn)行評(píng)價(jià)與反饋，指出優(yōu)點(diǎn)與不足

并提出改進(jìn)建議。

第三節(jié)傳感器的調(diào)試與監(jiān)測(cè)

電路設(shè)計(jì)與搭建：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并搭建合理的電路系統(tǒng)為傳感器

提供穩(wěn)定可靠的電源和信號(hào)傳輸通道。

調(diào)試技巧講解：系統(tǒng)講解傳感器調(diào)試的基本方法和技巧以及常見(jiàn)

故障的排查與解決方法。

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：組織學(xué)生進(jìn)行傳感器性能測(cè)試與機(jī)器人感知系統(tǒng)調(diào)試

等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)分析：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理得出有價(jià)值的結(jié)

論并提出改進(jìn)建議。

總結(jié)提升：對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)回顧并提升學(xué)生對(duì)機(jī)器人

感知系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)與理解。

第四節(jié)機(jī)器人傳感器的功能實(shí)現(xiàn)

功能需求分析：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)機(jī)器人感知系統(tǒng)的功能需求進(jìn)行分析

明確需要實(shí)現(xiàn)的具體功能。

方案設(shè)計(jì)：根據(jù)功能需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的技術(shù)方案包括傳感器的選擇、

布局、數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)取?/p>

編程實(shí)踐：組織學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人感知系統(tǒng)的編程實(shí)踐活動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳

感器的數(shù)據(jù)采集與處理功能。

測(cè)試與優(yōu)化：對(duì)機(jī)器人感知系統(tǒng)進(jìn)行全面測(cè)試并根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)

行優(yōu)化與改進(jìn)提升系統(tǒng)性能。

拓展應(yīng)用：鼓勵(lì)學(xué)生探索機(jī)器人感知系統(tǒng)在更多領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值

并嘗試進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐。

學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

評(píng)價(jià)原則

全面性：評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)涵蓋技術(shù)意識(shí)、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、圖樣表

達(dá)和物化能力五個(gè)方面確保評(píng)價(jià)的全面性。

客觀性：評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)明確具體、客觀公正避免主觀臆斷和偏見(jiàn)影

響評(píng)價(jià)結(jié)果。

發(fā)展性：評(píng)價(jià)應(yīng)注重學(xué)生的個(gè)體差異和發(fā)展需求鼓勵(lì)學(xué)生不斷進(jìn)

步與成長(zhǎng)。

評(píng)價(jià)方式

過(guò)程性評(píng)價(jià)：通過(guò)觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)、參與討論與交流的

積極性、完成項(xiàng)目任務(wù)的質(zhì)量等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

作品評(píng)價(jià)：對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的機(jī)器人感知系統(tǒng)項(xiàng)目方案、實(shí)物模型、技

術(shù)文檔等進(jìn)行評(píng)價(jià)考察學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

測(cè)試評(píng)價(jià)：通過(guò)課堂練習(xí)、單元測(cè)試、期末考試等方式考察學(xué)生對(duì)

傳感器技術(shù)基本原理和基本知識(shí)的掌握情況。

自評(píng)與互評(píng)：鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和相互評(píng)價(jià)培養(yǎng)學(xué)生的自我

反思能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

教學(xué)反思與改進(jìn)

在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)密切關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)效果，及

時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和方法以適應(yīng)學(xué)生的實(shí)際需求和發(fā)展水平。教師還應(yīng)

注重教學(xué)反思與改進(jìn)，通過(guò)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，提升教

學(xué)質(zhì)量和效果。

九、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)

教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)本章《機(jī)器人的感知系統(tǒng)》的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠：

技術(shù)意識(shí)：理解不同類型的傳感器（觸碰類、光感類、聲感類、高

級(jí)感知）在機(jī)器人中的作用，認(rèn)識(shí)傳感器對(duì)機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)的重要性，

形成對(duì)傳感器技術(shù)的初步認(rèn)知和應(yīng)用意識(shí)。

工程思維：分析傳感器在機(jī)器人不同功能（如開(kāi)關(guān)、沿軌跡行走、

避障、狀態(tài)反饋等）中的應(yīng)用案例，理解系統(tǒng)分析與工程設(shè)計(jì)的思想，

提升解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)：結(jié)合傳感器技術(shù)，設(shè)計(jì)并調(diào)試簡(jiǎn)單的機(jī)器人感知系統(tǒng)，

體驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程，提升創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維和實(shí)踐能力。

圖樣表達(dá)：能夠繪制簡(jiǎn)單的機(jī)器人傳感器系統(tǒng)圖，表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想，

并用技術(shù)語(yǔ)言進(jìn)行交流和評(píng)價(jià)。

物化能力：掌握傳感器的基本調(diào)試和監(jiān)測(cè)方法，能動(dòng)手搭建和調(diào)

試簡(jiǎn)單的機(jī)器人傳感器電路，提升物化實(shí)現(xiàn)能力。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

理解傳感器類型及其工作原理：學(xué)生能夠區(qū)分不同類型的傳感器

（觸碰類、光感類、聲感類、高級(jí)感知），理解其工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

分析傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用：通過(guò)分析案例，學(xué)生能夠理解傳

感器在機(jī)器人開(kāi)關(guān)功能、沿軌跡行走、避障、狀態(tài)反饋等典型功能中的

應(yīng)用。

掌握傳感器調(diào)試與監(jiān)測(cè)方法：學(xué)生能夠掌握傳感器電路搭建的基

本方法，通過(guò)串口等工具監(jiān)測(cè)傳感器信息，進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障排查和調(diào)

試。

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的機(jī)器人感知系統(tǒng)：學(xué)生能夠結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)并搭

建一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人感知系統(tǒng)，如障礙物探測(cè)或加減速控制系統(tǒng)。

圖樣表達(dá)與交流：學(xué)生能夠繪制簡(jiǎn)單的機(jī)器人傳感器系統(tǒng)圖，清

晰表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)想，并能用技術(shù)語(yǔ)言進(jìn)行交流和評(píng)價(jià)。

評(píng)價(jià)目標(biāo)設(shè)定

技術(shù)意識(shí)評(píng)價(jià)：

目標(biāo)1:學(xué)生能夠準(zhǔn)確描述至少三種不同類型的傳感器及其在機(jī)

器人中的應(yīng)用。

目標(biāo)2：學(xué)生能夠分析傳感器技術(shù)對(duì)機(jī)器人功能實(shí)現(xiàn)的重要性，形

成對(duì)傳感器技術(shù)的初步認(rèn)知和應(yīng)用意識(shí)。

工程思維評(píng)價(jià)：

目標(biāo)1:學(xué)生能夠分析并解釋傳感器在機(jī)器人開(kāi)關(guān)功能、沿軌跡行

走、避障、狀態(tài)反饋等典型功能中的具體應(yīng)用。

目標(biāo)2：學(xué)生能夠運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人感

知系統(tǒng)，并說(shuō)明其工作原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

創(chuàng)新設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)：

目標(biāo)1：學(xué)生能夠結(jié)合所學(xué)知識(shí)，提出一個(gè)具有創(chuàng)新性的機(jī)器人感

知系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

目標(biāo)2：學(xué)生能夠動(dòng)手搭建和調(diào)試所設(shè)計(jì)的機(jī)器人感知系統(tǒng)，體瞼

創(chuàng)新設(shè)計(jì)的過(guò)程，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

圖樣表達(dá)評(píng)價(jià)：

目標(biāo)1：學(xué)生能夠繪制一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人傳感器系統(tǒng)圖，準(zhǔn)確表達(dá)

設(shè)計(jì)構(gòu)想。

目標(biāo)2：學(xué)生能夠用技術(shù)語(yǔ)言清晰地表達(dá)和交流自己的設(shè)計(jì)構(gòu)想，

并對(duì)他人的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋。

物化能力評(píng)價(jià)：

目標(biāo)1：學(xué)生能夠掌握傳感器電路搭建的基本方法，并成功搭建一

個(gè)簡(jiǎn)單的傳感器電路。

目標(biāo)2：學(xué)生能夠通過(guò)串口等工具監(jiān)測(cè)傳感器信息，進(jìn)行簡(jiǎn)單的故

障排查和調(diào)試，確保機(jī)器人感知系統(tǒng)的正常運(yùn)行