第七单元《第4课 反馈助力自动驾驶》202603苏教版六年级信息科技下册参考教案

教学过程

个性化修改

（一）情境导入：机器人的“自动驾驶” 魔法（5 分钟）

情境引入：播放机器人自动巡线、避障行走的短视频，提问：“这个机器人没有遥控器，为什么能自己沿着黑线走、还能躲开障碍物？它靠什么‘看’路、‘想’办法？”

唤醒旧知：引导学生回顾：“这就是我们之前学的 ——反馈！传感器把环境信息告诉机器人，机器人再调整自己的动作。”

揭示课题：板书课题《反馈助力自动驾驶》，明确本节课目标：用反馈原理，设计并实现机器人的智能行走。

（二）新知探究：机器人行走的反馈逻辑（10 分钟）

1. 机器人的行走方式与反馈（3 分钟）

讲解两种核心行走方式：

巡线行走：灰度/ 视觉传感器识别地面黑线，反馈位置偏差，调整方向保持在线上；

避障行走：超声波/ 避障传感器检测障碍物距离，反馈距离偏差，调整路线避免碰撞。

总结：无论哪种行走方式，都离不开“传感器采集反馈信息→系统判断→调整动作” 的反馈闭环。

2. 场地设计：为反馈打好基础（3 分钟）

展示两种场地设计图：

巡线场地：清晰黑线（起点→终点），对比度高，便于传感器识别；

避障场地：合理布置障碍物，预留转弯空间，保证通道宽敞。

小组讨论：“如果要设计一个巡线比赛场地，你会注意什么？”（引导学生说出：黑线要清晰、不能太细、弯道不能太急，方便传感器获取反馈）。

3. 模块化组装与传感器测试（4 分钟）

展示机器人模块：车身模块、摄像头/ 灰度模块、避障 / 超声波模块、主控板；

讲解组装要点：

机械结构要稳定，保证机器人行走平稳；

传感器布局要合理，能准确采集环境信息（如巡线传感器要对准地面，避障传感器要朝前）；

传感器测试：演示测试灰度传感器的黑白差值、超声波传感器的检测距离，强调“测试是为了保证反馈数据可靠”。

（三）实践探究：编程实现反馈控制行走（15 分钟）

1. 反馈控制逻辑拆解（3 分钟）

以巡线行走为例，梳理负反馈流程：

采集：灰度传感器检测当前位置与黑线的偏差；

判断：主控板计算偏差（偏左/ 偏右 / 在线上）；

调整：

偏左→ 左轮减速、右轮加速 → 向右修正；

偏右→ 右轮减速、左轮加速 → 向左修正；

在线上→ 左右轮同速 → 直线前进；

循环：持续采集- 判断 - 调整，让机器人稳定沿黑线走。

2. 编程演示与实践（8 分钟）

教师分步演示（以巡线为例）：

连接机器人与电脑，加载编程扩展；

读取灰度传感器数值，判断是否在黑线上；

编写条件判断：根据偏差调整左右轮转速；

循环执行，让机器人持续修正方向；

学生实践：分组完成场地设计、机器人组装，编写简单的巡线/ 避障程序，教师巡视指导，重点关注 “反馈→调整” 的逻辑实现。

3. 调试与优化（4 分钟）

运行机器人，观察行走表现：

问题1：机器人容易跑出黑线 → 调整传感器阈值或降低速度；

问题2：转弯太急 → 减小左右轮转速差；

总结：调试就是不断优化反馈参数，让偏差更小、行走更稳定。

（四）拓展思考与课堂小结（5 分钟）

拓展讨论：

提问：“自动驾驶汽车和这个机器人有什么相似之处？”（引导学生说出：都用传感器采集环境信息，通过反馈调整方向 / 速度，实现安全行驶）；

思考：“如果要让机器人同时实现巡线 + 避障，需要怎么设计反馈逻辑？”（引导学生说出：同时检测黑线和障碍物，优先级处理避障，再修正巡线偏差）。

课堂小结：

师生共同梳理：反馈是自动驾驶的核心，通过“感知 - 判断 - 调整” 的闭环，让机器人 / 汽车能自主适应环境，精准完成任务；

工程流程：场地设计→模块化组装→传感器测试→编程→调试优化，是实现智能控制的完整路径。

作业布置：

完成学习单“机器人行走反馈流程表”；

优化自己的机器人程序，下节课展示行走效果。

板书设计：

反馈的类型

负反馈：缩小偏差→ 趋近目标 → 稳定系统

正反馈：放大偏差→ 强化变化 → 加剧系统

教后记：