深圳市青少年宫spike机器人课程 第二十六课 自主泊车-教学设计

深圳市青少年宫机器人课程第二十六课自主泊车-教学设计spike课题科目班级课时计划L课时教师单位

一、教材分析深圳市青少年宫spike机器人课程第二十六课自主泊车-教学设计本节课的内容是基于spike机器人平台的自主泊车系统设计学生需要掌握如何使用传感器进行距离测量，以及如何根据测量结果控制机器人的运动，实现自主泊车的功能课程内容与课本中关于传感器和控制理论的相关知识相联系，通过实际操作，使学生更好地理解理论知识，提高实践能力教学对象为初中生，学生已经具备了一定的机器人基础知识，对传感器和控制理论有一定的了解课程设计中将理论知识与实际操作相结合，通过小组合作的方式，让学生在实际操作中掌握自主泊车系统的原理和实现方法课程主要包括以下几个部分

1.自主泊车系统的原理介绍

2.传感器的使用和距离测量

3.控制算法的实现

4.小组合作进行自主泊车系统的设计与实现

5.课程总结与反思教学过程中，教师将引导学生通过自主探究、合作交流的方式，解决实际问题，培养学生的创新能力和团队合作精神同时，教师会对学生的操作进行指导和评价，确保教学效果的达成

二、核心素养目标本节课旨在培养学生的工程思维、创新意识与团队协作能力学生通过分析自主泊车系统的原理，锻炼逻辑思维与问题解决能力；在实际操作过程中，激发创新思维，培养动手实践能力；小组合作模式促使学生学会沟通、协作，增强团队意识通过本节课的学习，学生能更好地将理论知识与实际操作相结合，提高综合素养

三、学情分析本节课的教学对象为初中生，他们正处于青少年时期，对新鲜事物充满好奇，具有较强的学习兴趣和动手能力学生在之前的学习中已经接触过spike机器人基础知识和简单的编程控制，对传感器和控制理论有一定的了解，这为本次课程的学习奠定了基础然而，学生在理论知识的深度和系统性方面仍有不足，对复杂的控制算法和实际应用场景的理解有待提高此外，部分学生可能存在动手实践能力较弱，团队协作意识不够强烈等问题在教学过程中，教师需要关注这部分学生的学习需求，通过引导和鼓励，帮助他们提高实践能力和团队协作意识针对学生的学情特点，教师在教学过程中应注重理论与实践相结合，通过小组合作、讨论交流等方式，激发学生的创新思维和团队合作精神，使学生在解决实际问题的过程中，不断提高自身的知识水平和综合素质

四、教学资源准备

1.教材确保每位学生都有《深圳市青少年宫spike机器人课程》第二十六课的相关教材或学习资料

2.辅助材料收集整理与自主泊车系统相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以帮助学生更好地理解课程内容

3.实验器材准备spike机器人平台、传感器、控制模块等实验器材，并确保其完整性和安全性，以便学生进行自主泊车系统的设计与实践

4.教室布置根据教学需要，提前布置教室环境，设置分组讨论区和实验操作台，以便学生进行小组合作和实验操作

五、教学过程设计

1.导入环节（5分钟）教师通过展示一段智能汽车自主泊车的视频，引发学生对自主泊车系统的兴趣，提出问题“自主泊车系统是如何实现车辆自动停车的呢？”让学生思考并讨论

2.讲授新课（15分钟）教师围绕自主泊车系统的原理、传感器使用和控制算法等教学重点，进行详细讲解在此过程中，教师引导学生关注实际应用中的问题，如车位检测、车辆定位和路径规划等,帮助学生理解和掌握新知识

3.师生互动环节（10分钟）教师提出问题“自主泊车系统中的传感器如何进行距离测量？”引导学生进行思考和讨论学生可以结合所学知识，分享自己的观点和想法教师针对学生的回答进行点评和指导，确保学生对新知识的理解和掌握

4.巩固练习（5分钟）教师布置一道关于自主泊车系统的练习题，要求学生在纸上完成题目包括设计一个简单的自主泊车程序，实现车辆能够自动寻找并停入一个停车位学生完成后，教师选取部分学生的作品进行点评和讲解

5.课堂提问（5分钟）教师针对本节课的内容，提问学生“请简要描述自主泊车系统的工作原理”、“在实际应用中，自主泊车系统可能遇到哪些问题？”等学生需要结合所学知识进行回答教师对学生的回答进行点评和指导

6.总结与拓展（5分钟）教师对本节课的主要内容进行总结，强调自主泊车系统的原理和实际应用在此基础上，提出一个拓展问题“如何优化自主泊车系统，使其更加智能化和便捷？”引导学生进行思考和讨论

7.课堂小结（5分钟）教师对本节课的学习内容进行小结，提醒学生课后进行复习和总结同时，鼓励学生积极参与下一次课程的学习，不断提高自己的能力和素质教学创新点

1.引入实际应用场景，让学生了解自主泊车系统在现实生活中的应用，提高学生的学习兴趣和积极性

2.采用小组合作、讨论交流的方式，培养学生的团队协作能力和创新思维

3.结合课堂提问、练习和讨论，巩固学生对新知识的理解和掌握，提高学生的实际操作能力教学重难点

1.自主泊车系统的原理和组成

2.传感器的使用和距离测量

3.控制算法的实现和优化教学评价

六、知识点梳理本节课的主要知识点包括:

1.自主泊车系统的原理了解自主泊车系统的工作原理，以及其在智能汽车中的应用

2.传感器的使用和距离测量掌握传感器的种类、原理和应用，学会使用传感器进行距离测量

3.控制算法的实现了解控制算法的原理和实现方法，学会使用控制算法实现自主泊车功能

4.程序设计掌握程序设计的基本方法，学会编写自主泊车系统的程序

5.团队协作培养学生的团队协作能力，学会与他人合作共同完成任务

6.创新思维培养学生的创新思维，学会从不同角度思考问题，寻找解决方案

7.问题解决提高学生的问题解决能力，学会分析问题、制定解决方案并实施

8.实验操作掌握自主泊车系统的实验操作方法，学会进行实验并分析实验结果

9.安全风险意识了解自主泊车系统可能存在的安全风险，学会预防和处理安全风险

10.持续学习培养学生的持续学习能力，学会不断学习新知识，提高自身能力

七、课后拓展

1.拓展内容-阅读材料《智能汽车自主泊车技术研究》、《自主泊车系统的未来发展》等学术论文或报告，了解自主泊车技术的研究背景和发展趋势-视频资源《自主泊车系统实车演示》、《智能汽车挑战赛》等，观看实车演示和竞赛,加深对自主泊车系统的理解-在线论坛或社区加入与自主泊车系统相关的论坛或社区，了解行业动态，与其他爱好者交流心得

2.拓展要求-学生应利用课后时间，根据自己的兴趣和能力选择拓展内容，进行自主学习和研究-在学习过程中，遇到疑问或困难时，可以寻求教师的帮助和指导-鼓励学生将所学知识与实际生活相结合，思考自主泊车系统在生活中的应用和潜在价值-学生可将自己的学习心得、研究成果或思考感悟记录下来，并在课堂上与同学分享，促进知识的交流和思想的碰撞-教师应关注学生的拓展学习进展，提供必要的支持和指导，帮助学生更好地理解和应用所学知识-学生可参与相关的竞赛或项目，将所学知识应用于实际操作，提高自己的实践能力和创新能力

八、反思改进措施（-）教学特色创新

1.情境教学通过引入现实生活中的自主泊车场景，让学生更好地理解和应用所学知识

2.小组合作鼓励学生进行小组合作，培养团队合作能力和创新思维

3.实践操作注重学生的实践操作，提高学生的动手能力和问题解决能力

（二）存在主要问题

1.课堂时间管理在教学过程中，有时课堂时间管理不够充分，导致教学内容无法完整覆盖

2.学生参与度部分学生在课堂讨论和实践中参与度不高，影响教学效果

3.评价方式现有的评价方式较为单一，无法全面评估学生的实际能力和创新能力

（三）改进措施

1.优化教学计划合理规划课堂时间，确保教学内容的完整性和连贯性

2.提高学生参与度通过激发学生的兴趣和鼓励学生主动参与，提高学生的课堂参与度

3.多样化评价方式采用多元化的评价方式，如小组评价、过程评价等，全面评估学生的能力和创新能力

4.加强校企合作与企业合作，提供更多实践机会，让学生在实际项目中应用所学知识,提高实践能力

5.持续学习与改进教师应不断学习新知识，提高自身教学能力，并根据学生反馈和教学实际情况进行持续改进九.板书设计

1.自主泊车系统原理-传感器数据处理-控制算法实现-系统流程图

2.传感器使用与距离测量-传感器种类及原理-距离测量方法-传感器应用实例

3.控制算法实现-PID控制算法-寻位与避障算法-自动泊车流程

4.程序设计-编程语言选择-程序结构设计-调试与优化

5.团队协作-小组分工与协作-沟通与解决问题-团队合作重要性

6.创新思维-思维导图绘制-问题发现与解决-创新思维训练

7.实验操作-实验步骤与注意事项-数据采集与分析-实验结果评估

8.安全风险意识-安全风险类型-预防与处理措施-安全意识培养

9.持续学习-学习资源获取-自主学习方法-学习目标设定板书设计应注重逻辑性和系统性，通过简洁的文字、图示和符号，将知识点清晰地呈现给学生同时，适当运用颜色、字体加粗等手段，突出重点内容，增强板书的吸引力在设计过程中，教师可以结合学生的年龄特点和兴趣，加入一些趣味性元素，如卡通插图、图标等，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。