2020版 人教版 高中通-用技術(shù) 選擇性必修2 機(jī)器人設(shè)計與制作《第三章 機(jī)器人控制器》大單元整體教學(xué)設(shè)計2020課標(biāo)

版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修2機(jī)器人設(shè)計與制作《第三章機(jī)器人控制器》大單元整體教學(xué)設(shè)計[2020課標(biāo)]一、內(nèi)容分析與整合二、《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》分解三、學(xué)情分析四、大主題或大概念設(shè)計五、大單元目標(biāo)敘寫六、大單元教學(xué)重點七、大單元教學(xué)難點八、大單元整體教學(xué)思路九、學(xué)業(yè)評價十、大單元實施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)十二、單元學(xué)歷案十三、學(xué)科實踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計十四、大單元作業(yè)設(shè)計十五、“教-學(xué)-評”一致性課時設(shè)計十六、大單元教學(xué)反思一、內(nèi)容分析與整合（一）教學(xué)內(nèi)容分析《機(jī)器人控制器》是高中通用技術(shù)選擇性必修2中的一個重要章節(jié)，內(nèi)容涵蓋了機(jī)器人控制器的基本原理、使用實例、編程方法以及通信接口等方面的知識。通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生將理解機(jī)器人控制器的核心組成及其工作原理，掌握控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用，以及如何通過編程實現(xiàn)對機(jī)器人的精確控制。學(xué)生還將學(xué)習(xí)控制器與傳感器、執(zhí)行器等外部設(shè)備之間的通信接口技術(shù)，為后續(xù)的機(jī)器人設(shè)計與制作打下堅實的基礎(chǔ)。（二）單元內(nèi)容分析本單元共包含四個主要部分：控制器基本原理、控制器使用實例、控制器編程、控制器通信接口，以及一個課外實踐——循跡機(jī)器人小車制作。各部分內(nèi)容既相互獨立又緊密相關(guān)，共同構(gòu)成了機(jī)器人控制器這一核心主題的完整知識體系。控制器基本原理：該部分主要介紹機(jī)器人控制器的組成單元、工作過程以及單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和功能。學(xué)生將了解控制器如何通過內(nèi)部電路和外部接口實現(xiàn)對機(jī)器人運動的精確控制，以及單片機(jī)在機(jī)器人控制中的重要作用?？刂破魇褂脤嵗和ㄟ^具體實例，如單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成、引腳類型及復(fù)位方式等，讓學(xué)生直觀感受控制器在實際應(yīng)用中的操作方法和注意事項。這將有助于學(xué)生更好地理解控制器的原理和功能，并為后續(xù)的編程和通信接口學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?？刂破骶幊蹋罕静糠种攸c介紹機(jī)器人編程的必要性、編程語言分類及特點，以及流程圖的繪制方法。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何通過編程語言實現(xiàn)對機(jī)器人的精確控制，包括順序流程和循環(huán)流程的設(shè)計與應(yīng)用。學(xué)生還將了解不同編程語言之間的優(yōu)缺點，為選擇合適的編程語言提供參考?？刂破魍ㄐ沤涌冢涸摬糠种饕榻B控制器與傳感器、執(zhí)行器等外部設(shè)備之間的通信接口技術(shù)，包括模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)分、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的功能以及常見的數(shù)字通信接口等。學(xué)生將學(xué)習(xí)如何通過通信接口實現(xiàn)控制器與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，為機(jī)器人的精確控制提供技術(shù)支持。課外實踐：循跡機(jī)器人小車制作——電機(jī)驅(qū)動：通過制作循跡機(jī)器人小車這一具體實踐項目，讓學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，包括控制器的基本原理、編程方法以及通信接口技術(shù)等，實現(xiàn)對機(jī)器人小車的精確控制。這將有助于學(xué)生將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作能力，提升他們的工程實踐和創(chuàng)新能力。（三）單元內(nèi)容整合本單元的內(nèi)容整合旨在通過系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)和實踐，讓學(xué)生全面掌握機(jī)器人控制器的核心知識和技術(shù)。在整合過程中，我們將注重以下幾個方面：知識體系的系統(tǒng)性：通過從基本原理到具體應(yīng)用、從理論知識到實踐操作的逐步深入，構(gòu)建完整的知識體系。這將有助于學(xué)生更好地理解機(jī)器人控制器的各個方面，形成系統(tǒng)性的認(rèn)識。理論與實踐的結(jié)合：在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，通過課外實踐項目讓學(xué)生將所學(xué)知識應(yīng)用于實際操作中。這將有助于提升學(xué)生的工程實踐和創(chuàng)新能力，同時加深對理論知識的理解。跨學(xué)科知識的融合：在單元內(nèi)容整合過程中，我們將注重跨學(xué)科知識的融合，如將物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識融入機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)中。這將有助于拓展學(xué)生的知識視野，提升他們的綜合素質(zhì)。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)根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，通用技術(shù)的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力五個方面。以下是對這五個方面核心素養(yǎng)目標(biāo)在本單元教學(xué)中的具體分解：（一）技術(shù)意識理解技術(shù)現(xiàn)象及問題：通過學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的基本原理和應(yīng)用實例，學(xué)生能夠理解機(jī)器人技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要性和廣泛應(yīng)用，形成對技術(shù)現(xiàn)象及問題的敏感性和關(guān)注度。形成技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)意識：在控制器編程和通信接口的學(xué)習(xí)中，學(xué)生將了解技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在機(jī)器人技術(shù)中的重要性，形成遵守技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的意識。分析技術(shù)對個人、社會和環(huán)境的影響：通過討論機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢和潛在影響，學(xué)生能夠分析技術(shù)對個人、社會和環(huán)境可能產(chǎn)生的影響，形成理性的技術(shù)價值觀和責(zé)任感。（二）工程思維運用系統(tǒng)分析方法：在學(xué)習(xí)控制器基本原理和機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計的過程中，學(xué)生將運用系統(tǒng)分析方法，對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計?？紤]工程實踐中的制約因素：在課外實踐項目中，學(xué)生將考慮工程實踐中的各種制約因素，如成本、時間、資源等，進(jìn)行合理的方案設(shè)計和選擇。進(jìn)行風(fēng)險評估和綜合決策：在機(jī)器人小車制作過程中，學(xué)生將進(jìn)行風(fēng)險評估和綜合決策，確保項目的順利進(jìn)行和最終成功。（三）創(chuàng)新設(shè)計發(fā)現(xiàn)與明確問題：通過討論和分析機(jī)器人技術(shù)中的實際問題，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)并提出具有創(chuàng)新性的解決方案。綜合運用多學(xué)科知識進(jìn)行設(shè)計：在創(chuàng)新設(shè)計過程中，學(xué)生將綜合運用物理、數(shù)學(xué)、計算機(jī)等多學(xué)科知識，進(jìn)行跨學(xué)科的創(chuàng)新設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計方案并進(jìn)行技術(shù)試驗：學(xué)生將對初步設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，并通過技術(shù)試驗驗證其可行性和有效性。（四）圖樣表達(dá)識讀和繪制技術(shù)圖樣：在學(xué)習(xí)控制器編程和通信接口的過程中，學(xué)生將識讀和繪制相關(guān)的技術(shù)圖樣，如流程圖、電路圖等。用技術(shù)圖樣表達(dá)設(shè)計構(gòu)想：在課外實踐項目中，學(xué)生將用技術(shù)圖樣表達(dá)機(jī)器人小車的設(shè)計構(gòu)想和制作方案。進(jìn)行技術(shù)交流和評價：通過技術(shù)圖樣的展示和交流，學(xué)生能夠更好地理解他人的設(shè)計構(gòu)想，并進(jìn)行有效的技術(shù)評價和改進(jìn)建議。（五）物化能力選擇合適的材料和工具：在機(jī)器人小車制作過程中，學(xué)生將根據(jù)實際需要選擇合適的材料和工具，確保項目的順利進(jìn)行。進(jìn)行模型或產(chǎn)品的成型制作和裝配：學(xué)生將親自動手進(jìn)行機(jī)器人小車的成型制作和裝配工作，提升他們的動手實踐能力和工程實踐能力。對模型或產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)測試和調(diào)試：在完成機(jī)器人小車制作后，學(xué)生將對其進(jìn)行技術(shù)測試和調(diào)試工作，確保其性能和功能的正常發(fā)揮。通過以上五個方面的核心素養(yǎng)目標(biāo)的分解和實現(xiàn)，本單元的教學(xué)將有助于學(xué)生全面掌握機(jī)器人控制器的核心知識和技術(shù)，提升他們的工程實踐和創(chuàng)新能力，為未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。三、學(xué)情分析（一）已知內(nèi)容分析在高中通用技術(shù)選擇性必修2《第三章機(jī)器人控制器》的教學(xué)之前，學(xué)生們已經(jīng)完成了必修模塊《技術(shù)與設(shè)計1》和《技術(shù)與設(shè)計2》的學(xué)習(xí)，對技術(shù)設(shè)計的一般過程、結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制等基本概念有了初步的理解和掌握。在前面的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生們已經(jīng)接觸過簡單的電子電路、傳感器、單片機(jī)等基礎(chǔ)知識，能夠繪制簡單的電路圖，理解基本的電子元件功能和作用。學(xué)生們還通過實踐活動，如設(shè)計并制作簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)、參與技術(shù)試驗等，積累了一定的技術(shù)實踐經(jīng)驗和問題解決能力。在日常生活和學(xué)習(xí)中，學(xué)生們也經(jīng)常接觸到各種智能設(shè)備和機(jī)器人，如智能手機(jī)、智能家居設(shè)備、掃地機(jī)器人等，對這些設(shè)備的基本工作原理和操作流程有一定的了解。這些經(jīng)驗和知識為學(xué)生們進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器打下了堅實的基礎(chǔ)。（二）新知內(nèi)容分析本章《第三章機(jī)器人控制器》的教學(xué)內(nèi)容包括控制器基本原理、控制器使用實例、控制器編程、控制器通信接口以及課外實踐——循跡機(jī)器人小車制作（電機(jī)驅(qū)動）。這些內(nèi)容旨在引導(dǎo)學(xué)生深入理解機(jī)器人控制器的工作原理和應(yīng)用，掌握控制器編程和通信接口的基本知識，并通過實踐活動提升學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力?？刂破骰驹恚罕竟?jié)內(nèi)容主要介紹機(jī)器人控制器的概念、組成單元以及單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作過程。學(xué)生需要理解控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中的作用，以及單片機(jī)如何通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)實現(xiàn)控制功能。控制器使用實例：通過具體實例，如單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成，讓學(xué)生了解控制器在實際應(yīng)用中的配置和使用方法。通過上電復(fù)位和按鍵復(fù)位電路的分析，加深對控制器工作原理的理解。控制器編程：本節(jié)介紹機(jī)器人編程的必要性，編程語言分類及特點，以及流程圖的繪制方法。學(xué)生需要掌握基本的編程邏輯，能夠?qū)嶋H問題轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的程序代碼。控制器通信接口：介紹模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別，A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的功能，以及常見的通信接口類型（如UART、I2C、SPI）。學(xué)生需要理解信號轉(zhuǎn)換的原理和通信接口的應(yīng)用場景。課外實踐：循跡機(jī)器人小車制作——電機(jī)驅(qū)動：通過實踐活動，學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實際操作中，學(xué)習(xí)直流電機(jī)在機(jī)器人系統(tǒng)中的使用，以及電機(jī)驅(qū)動模塊的工作原理和編程控制。（三）學(xué)生學(xué)習(xí)能力分析高中階段的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的邏輯思維能力和抽象思維能力，能夠理解和分析較為復(fù)雜的技術(shù)問題。在學(xué)習(xí)通用技術(shù)課程的過程中，學(xué)生們逐漸形成了良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和問題解決策略，能夠獨立完成一定的技術(shù)設(shè)計任務(wù)。在編程和電子技術(shù)方面，雖然學(xué)生們可能缺乏深入的專業(yè)知識，但通過前期的學(xué)習(xí)和實踐，他們已經(jīng)掌握了一些基本的編程邏輯和電子元件的使用方法。在學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的過程中，學(xué)生們能夠較快地適應(yīng)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并在教師的指導(dǎo)下逐步提升自己的編程和電路分析能力。學(xué)生們對實踐活動表現(xiàn)出濃厚的興趣，樂于通過動手操作來驗證理論知識，解決實際問題。這種積極的學(xué)習(xí)態(tài)度有助于他們在學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器時保持高度的學(xué)習(xí)動力和參與度。（四）學(xué)習(xí)障礙突破策略在學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的過程中，學(xué)生們可能會遇到一些學(xué)習(xí)障礙，如編程邏輯復(fù)雜、電路分析困難等。為了幫助學(xué)生克服這些障礙，提高學(xué)習(xí)效果，可以采取以下策略：分層教學(xué)與個別輔導(dǎo)：根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和興趣特點，采取分層教學(xué)策略。對于編程基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，可以提供更多的編程練習(xí)和輔導(dǎo)；對于電路分析有困難的學(xué)生，可以通過實物演示和實驗操作來加深理解。針對個別學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，進(jìn)行有針對性的個別輔導(dǎo)。案例教學(xué)與情境模擬：通過具體案例和情境模擬來幫助學(xué)生理解抽象的概念和原理。例如，在介紹控制器基本原理時，可以通過模擬機(jī)器人運動的情境來展示控制器的作用；在編程教學(xué)中，可以通過解決實際問題的案例來演示編程邏輯的應(yīng)用。實踐操作與項目驅(qū)動：加強(qiáng)實踐操作和項目驅(qū)動教學(xué)，讓學(xué)生在動手實踐中掌握知識和技能。例如，在課外實踐中，通過制作循跡機(jī)器人小車來加深學(xué)生對電機(jī)驅(qū)動和編程控制的理解?？梢栽O(shè)置一些具有挑戰(zhàn)性的項目任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力。合作學(xué)習(xí)與資源共享：鼓勵學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，通過小組討論、協(xié)作完成任務(wù)等方式來分享知識和經(jīng)驗。建立資源共享平臺，讓學(xué)生可以方便地獲取學(xué)習(xí)資料和求助信息，提高學(xué)習(xí)效率。及時反饋與激勵評價：在教學(xué)過程中及時給予學(xué)生反饋和評價，肯定他們的學(xué)習(xí)成果和努力，同時指出存在的問題和不足。通過激勵評價來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，幫助他們建立自信心和學(xué)習(xí)成就感。通過分層教學(xué)與個別輔導(dǎo)、案例教學(xué)與情境模擬、實踐操作與項目驅(qū)動、合作學(xué)習(xí)與資源共享以及及時反饋與激勵評價等策略，可以有效地幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器過程中的障礙，提高他們的學(xué)習(xí)效果和創(chuàng)新能力。四、大主題或大概念設(shè)計本大單元以“探索機(jī)器人控制器的奧秘：構(gòu)建智能控制系統(tǒng)”為大主題，旨在通過機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生深入理解機(jī)器人技術(shù)的基本原理，掌握控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中的核心作用，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力。通過理論學(xué)習(xí)與動手實踐相結(jié)合的方式，學(xué)生能夠體驗從設(shè)計、編程到調(diào)試的全過程，從而全面提升其通用技術(shù)素養(yǎng)。五、大單元目標(biāo)敘寫（一）技術(shù)意識學(xué)生能夠理解機(jī)器人控制器在機(jī)器人技術(shù)中的重要性，認(rèn)識到控制器是機(jī)器人實現(xiàn)智能化操作的關(guān)鍵部件。學(xué)生能夠分析不同場景下機(jī)器人控制器的應(yīng)用，理解其對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的影響，形成正確的技術(shù)使用觀念。學(xué)生能夠關(guān)注機(jī)器人控制器技術(shù)的發(fā)展趨勢，理解技術(shù)創(chuàng)新對機(jī)器人性能提升的關(guān)鍵作用。（二）工程思維學(xué)生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機(jī)器人控制器的組成和工作原理，識別其設(shè)計中的關(guān)鍵要素。學(xué)生能夠結(jié)合具體案例，分析機(jī)器人控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中的作用，體會工程設(shè)計的復(fù)雜性和系統(tǒng)性。學(xué)生能夠在設(shè)計過程中，考慮機(jī)器人控制器的性能、成本、可靠性等因素，進(jìn)行權(quán)衡和優(yōu)化。（三）創(chuàng)新設(shè)計學(xué)生能夠根據(jù)實際需求，提出創(chuàng)新的機(jī)器人控制器設(shè)計方案，運用創(chuàng)造技法進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化。學(xué)生能夠結(jié)合機(jī)器人控制器的特點，設(shè)計具有特定功能的機(jī)器人系統(tǒng)，體現(xiàn)創(chuàng)新思維。學(xué)生能夠在設(shè)計過程中，考慮用戶需求和技術(shù)限制，提出切實可行的解決方案。（四）圖樣表達(dá)學(xué)生能夠識讀機(jī)器人控制器的相關(guān)圖紙和技術(shù)文檔，理解其表達(dá)的內(nèi)容和意義。學(xué)生能夠運用圖樣表達(dá)的方法，繪制機(jī)器人控制器的結(jié)構(gòu)圖、電路圖等，清晰表達(dá)設(shè)計思路。學(xué)生能夠結(jié)合圖樣表達(dá)，進(jìn)行機(jī)器人控制器的設(shè)計和優(yōu)化，提高設(shè)計的準(zhǔn)確性和可行性。（五）物化能力學(xué)生能夠根據(jù)設(shè)計圖紙和技術(shù)要求，選擇合適的材料和工具，制作機(jī)器人控制器的原型或模型。學(xué)生能夠掌握機(jī)器人控制器的調(diào)試和測試方法，確保其功能正常、性能穩(wěn)定。學(xué)生能夠在制作和調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案，提高物化能力。六、大單元教學(xué)重點機(jī)器人控制器的基本原理：深入理解單片機(jī)等核心部件的工作原理，掌握其在機(jī)器人控制中的應(yīng)用。控制器編程與調(diào)試：學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的編程語言和方法，掌握程序的編寫、調(diào)試和優(yōu)化技巧?？刂破魍ㄐ沤涌冢豪斫鈾C(jī)器人控制器與其他部件之間的通信原理，掌握常見通信接口的使用方法。實踐操作能力：通過循跡機(jī)器人小車制作等課外實踐活動，提高學(xué)生的動手能力和問題解決能力。七、大單元教學(xué)難點機(jī)器人控制器的復(fù)雜性：機(jī)器人控制器涉及硬件、軟件、通信等多個方面，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的綜合理解和應(yīng)用能力。編程能力的培養(yǎng)：機(jī)器人控制器的編程需要較高的邏輯思維和問題解決能力，對部分學(xué)生來說可能存在一定的難度。通信接口的理解與應(yīng)用：不同通信接口的工作原理和應(yīng)用場景各異，需要學(xué)生具備較強(qiáng)的分析和實踐能力。實踐活動的組織與實施：課外實踐活動需要精心組織和管理，確保學(xué)生在安全、有序的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索。教學(xué)策略與活動設(shè)計第一課時：機(jī)器人控制器基本原理教學(xué)活動：引入：通過展示機(jī)器人視頻或?qū)嵨?，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。理論講解：詳細(xì)講解機(jī)器人控制器的基本原理，包括單片機(jī)的組成、工作原理等。小組討論：分組討論機(jī)器人控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中的作用和重要性。案例分析：選取典型機(jī)器人控制器案例，分析其設(shè)計和應(yīng)用。評價方式：通過小組討論和案例分析報告，評價學(xué)生對機(jī)器人控制器基本原理的理解程度。第二課時：控制器使用實例與編程教學(xué)活動：實物演示：展示機(jī)器人控制器的實物，講解其使用方法和注意事項。編程教學(xué)：介紹機(jī)器人控制器的編程語言和方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡單的編程練習(xí)。小組實踐：分組進(jìn)行機(jī)器人控制器的編程實踐，完成特定任務(wù)（如控制LED燈閃爍）。問題討論：討論編程過程中遇到的問題及解決方案。評價方式：通過編程實踐成果和問題解決能力，評價學(xué)生的編程能力和創(chuàng)新思維。第三課時：控制器通信接口教學(xué)活動：理論講解：介紹機(jī)器人控制器與其他部件之間的通信原理及常見通信接口。實驗演示：通過實驗演示不同通信接口的工作原理和應(yīng)用場景。小組討論：分組討論通信接口在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用及選擇依據(jù)。案例分析：分析典型機(jī)器人系統(tǒng)中的通信接口設(shè)計案例。評價方式：通過小組討論和案例分析報告，評價學(xué)生對通信接口的理解和應(yīng)用能力。第四課時：循跡機(jī)器人小車制作——電機(jī)驅(qū)動教學(xué)活動：項目介紹：介紹循跡機(jī)器人小車制作項目的背景、目標(biāo)和要求。材料準(zhǔn)備：分發(fā)制作所需的材料和工具，講解其使用方法和注意事項。制作實踐：分組進(jìn)行循跡機(jī)器人小車的制作實踐，包括電機(jī)驅(qū)動模塊的安裝和調(diào)試。問題解決：在制作過程中遇到問題時，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問題分析和解決。評價方式：通過制作成果和問題解決能力，評價學(xué)生的物化能力和團(tuán)隊協(xié)作精神。第五課時：項目展示與總結(jié)教學(xué)活動：項目展示：各小組展示循跡機(jī)器人小車的制作成果，并進(jìn)行功能演示。經(jīng)驗分享：分享制作過程中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，討論如何改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計?？偨Y(jié)評價：總結(jié)本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)成果，評價學(xué)生的綜合素質(zhì)提升情況。展望未來：引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展趨勢和應(yīng)用前景，激發(fā)其持續(xù)學(xué)習(xí)和探索的熱情。評價方式：通過項目展示和經(jīng)驗分享，綜合評價學(xué)生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力。通過總結(jié)評價，幫助學(xué)生明確未來的學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)。八、大單元整體教學(xué)思路教學(xué)目標(biāo)設(shè)定根據(jù)《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2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《第三章機(jī)器人控制器》的教學(xué)內(nèi)容，本大單元的整體教學(xué)思路旨在通過一系列豐富多樣的教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。具體教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下：（一）技術(shù)意識理解機(jī)器人控制器在機(jī)器人技術(shù)中的應(yīng)用及其重要性：學(xué)生能夠認(rèn)識到機(jī)器人控制器作為機(jī)器人系統(tǒng)的“大腦”，對機(jī)器人的運動控制、任務(wù)執(zhí)行起著至關(guān)重要的作用，理解其在現(xiàn)代工業(yè)、服務(wù)業(yè)及日常生活中的廣泛應(yīng)用。形成對機(jī)器人技術(shù)的積極態(tài)度和理性認(rèn)識：通過學(xué)習(xí)和實踐，學(xué)生能夠感受到機(jī)器人技術(shù)的魅力，形成對機(jī)器人技術(shù)的親近感和探究興趣，同時能夠理性分析機(jī)器人技術(shù)對社會、經(jīng)濟(jì)、文化等方面的影響。樹立技術(shù)倫理意識和安全意識：在學(xué)習(xí)和制作機(jī)器人控制器的過程中，學(xué)生能夠理解并遵守技術(shù)倫理規(guī)范，關(guān)注技術(shù)產(chǎn)品的安全性和可靠性，形成對技術(shù)應(yīng)用的責(zé)任感。（二）工程思維運用系統(tǒng)分析的方法理解機(jī)器人控制器的組成和工作原理：學(xué)生能夠?qū)C(jī)器人控制器視為一個復(fù)雜的系統(tǒng)，運用系統(tǒng)分析的方法，理解其各組成部分的功能及其相互關(guān)系，掌握其工作原理。針對機(jī)器人控制任務(wù)進(jìn)行需求分析、方案設(shè)計和優(yōu)化：學(xué)生能夠針對具體的機(jī)器人控制任務(wù)，進(jìn)行需求分析，提出合理的控制方案，并運用工程思維對方案進(jìn)行優(yōu)化，確保方案的可行性和有效性。體驗工程決策的過程，形成初步的工程決策能力：在學(xué)習(xí)和實踐過程中，學(xué)生能夠體驗工程決策的過程，學(xué)會在多種方案中進(jìn)行比較和權(quán)衡，形成初步的工程決策能力。（三）創(chuàng)新設(shè)計培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維：通過學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的編程和接口通信等技術(shù)，學(xué)生能夠拓展創(chuàng)新思維，勇于嘗試新的控制方法和設(shè)計思路，提升創(chuàng)新能力。掌握機(jī)器人控制器設(shè)計的基本方法和技能：學(xué)生能夠掌握機(jī)器人控制器設(shè)計的基本方法和技能，包括硬件設(shè)計、軟件編程、接口通信等，為未來的技術(shù)創(chuàng)新和機(jī)器人設(shè)計打下基礎(chǔ)。結(jié)合實際需求進(jìn)行機(jī)器人控制器的創(chuàng)新設(shè)計：學(xué)生能夠結(jié)合實際需求，運用所學(xué)知識進(jìn)行機(jī)器人控制器的創(chuàng)新設(shè)計，解決實際問題，提升設(shè)計的實用性和創(chuàng)新性。（四）圖樣表達(dá)掌握技術(shù)圖樣的繪制方法和規(guī)范：學(xué)生能夠掌握技術(shù)圖樣的繪制方法和規(guī)范，包括電路圖、流程圖、控制框圖等，能夠用圖樣清晰、準(zhǔn)確地表達(dá)機(jī)器人控制器的設(shè)計思想和方案。運用技術(shù)圖樣進(jìn)行交流和評價：學(xué)生能夠運用技術(shù)圖樣與他人進(jìn)行交流和評價，通過圖樣表達(dá)設(shè)計構(gòu)想，分享設(shè)計經(jīng)驗，提升技術(shù)交流和溝通能力。結(jié)合機(jī)器人控制器的設(shè)計任務(wù)進(jìn)行圖樣表達(dá)實踐：學(xué)生能夠結(jié)合機(jī)器人控制器的設(shè)計任務(wù)，進(jìn)行圖樣表達(dá)實踐，通過繪制各種技術(shù)圖樣，加深對機(jī)器人控制器設(shè)計的理解和掌握。（五）物化能力掌握機(jī)器人控制器制作的基本工藝和流程：學(xué)生能夠掌握機(jī)器人控制器制作的基本工藝和流程，包括元器件選擇、電路板焊接、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等，提升動手操作能力和實踐技能。完成機(jī)器人控制器的制作和調(diào)試任務(wù)：學(xué)生能夠獨立完成機(jī)器人控制器的制作和調(diào)試任務(wù)，確?？刂破鞯墓δ軐崿F(xiàn)和性能穩(wěn)定，提升物化能力和工程實踐能力。在制作過程中體驗工匠精神，追求卓越：在制作機(jī)器人控制器的過程中，學(xué)生能夠體驗工匠精神，注重細(xì)節(jié)和品質(zhì)，追求卓越和完美，提升職業(yè)素養(yǎng)和工作態(tài)度。教學(xué)重點與難點教學(xué)重點機(jī)器人控制器的基本原理和工作過程：通過講解和實驗，使學(xué)生深入理解機(jī)器人控制器的組成、工作原理及其在系統(tǒng)中的作用。機(jī)器人控制器的編程和接口通信技術(shù)：通過案例分析和實踐操作，使學(xué)生掌握機(jī)器人控制器的編程方法和接口通信技術(shù)，能夠進(jìn)行簡單的編程和調(diào)試。機(jī)器人控制器的制作和調(diào)試技能：通過動手實踐，使學(xué)生掌握機(jī)器人控制器的制作和調(diào)試技能，能夠獨立完成控制器的制作和調(diào)試任務(wù)。教學(xué)難點如何將系統(tǒng)分析的方法應(yīng)用于機(jī)器人控制器的設(shè)計和優(yōu)化：引導(dǎo)學(xué)生運用系統(tǒng)分析的方法，對機(jī)器人控制器的設(shè)計和優(yōu)化進(jìn)行深入思考和探索，提升工程思維能力。如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力：在教學(xué)過程中，注重激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵學(xué)生勇于嘗試新的設(shè)計思路和方法，提升創(chuàng)新能力。如何提升學(xué)生的圖樣表達(dá)能力和物化能力：通過大量的圖樣表達(dá)實踐和動手制作活動，提升學(xué)生的圖樣表達(dá)能力和物化能力，使其能夠用圖樣清晰表達(dá)設(shè)計思想，并獨立完成控制器的制作和調(diào)試任務(wù)。教學(xué)思路與策略教學(xué)思路本大單元的教學(xué)思路以“理解原理—掌握技能—創(chuàng)新設(shè)計—物化實現(xiàn)”為主線，通過理論講解、案例分析、實踐操作、項目探究等多種教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生逐步深入理解和掌握機(jī)器人控制器的相關(guān)知識和技能。具體教學(xué)思路如下：理論講解：通過講解機(jī)器人控制器的基本原理、組成和工作過程，使學(xué)生建立對機(jī)器人控制器的初步認(rèn)識和理解。案例分析：通過分析典型的機(jī)器人控制器應(yīng)用案例，使學(xué)生了解機(jī)器人控制器在實際應(yīng)用中的功能和作用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。實踐操作：通過動手實踐，使學(xué)生掌握機(jī)器人控制器的編程、接口通信、制作和調(diào)試等技能，提升實踐能力和物化能力。項目探究：通過設(shè)計并實施機(jī)器人控制器相關(guān)項目，如循跡機(jī)器人小車制作等，使學(xué)生在實踐中深化對機(jī)器人控制器的理解和掌握，提升創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。教學(xué)策略情境教學(xué)策略：創(chuàng)設(shè)與機(jī)器人控制器相關(guān)的真實情境，如工業(yè)生產(chǎn)線上的機(jī)器人控制、智能家居中的機(jī)器人應(yīng)用等，使學(xué)生在情境中學(xué)習(xí)和理解相關(guān)知識。任務(wù)驅(qū)動策略：設(shè)計一系列與機(jī)器人控制器相關(guān)的任務(wù)，如編寫簡單的控制程序、調(diào)試機(jī)器人控制器等，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中掌握相關(guān)技能和方法。合作學(xué)習(xí)策略：鼓勵學(xué)生組成小組進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，共同完成任務(wù)和項目，通過交流、討論和協(xié)作，提升學(xué)習(xí)效果和團(tuán)隊合作能力。探究式學(xué)習(xí)策略：引導(dǎo)學(xué)生針對機(jī)器人控制器的相關(guān)問題進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，通過查閱資料、實驗驗證等方式，自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提升自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)實施步驟第一步：導(dǎo)入新課（1課時）情境導(dǎo)入：通過展示機(jī)器人技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用視頻或圖片，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入機(jī)器人技術(shù)的世界，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。明確目標(biāo)：介紹本大單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容框架，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)方向和重點。第二步：理論講解（2課時）講解機(jī)器人控制器的基本原理：介紹機(jī)器人控制器的定義、分類、組成和工作原理，通過圖表、動畫等方式幫助學(xué)生理解。分析機(jī)器人控制器的應(yīng)用案例：選取典型的機(jī)器人控制器應(yīng)用案例進(jìn)行分析，如工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人等，使學(xué)生了解機(jī)器人控制器的實際應(yīng)用和功能。第三步：實踐操作（4課時）機(jī)器人控制器編程實踐：介紹常用的機(jī)器人編程語言和環(huán)境，如C語言、ArduinoIDE等，通過案例講解和編程實踐，使學(xué)生掌握機(jī)器人控制器的編程方法。機(jī)器人控制器接口通信實踐：介紹機(jī)器人控制器與其他設(shè)備（如傳感器、執(zhí)行器等）的接口通信技術(shù)，通過實驗和調(diào)試，使學(xué)生掌握接口通信的基本方法和技巧。循跡機(jī)器人小車制作：引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識制作循跡機(jī)器人小車，包括硬件選型、電路連接、程序編寫和調(diào)試等過程，使學(xué)生在實踐中深化對機(jī)器人控制器的理解和掌握。第四步：項目探究（4課時）分組確定項目主題：學(xué)生根據(jù)興趣和特長自由組合成小組，共同確定一個與機(jī)器人控制器相關(guān)的項目主題，如智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計、自動搬運機(jī)器人設(shè)計等。制定項目計劃：各小組根據(jù)項目主題制定詳細(xì)的項目計劃，包括項目目標(biāo)、任務(wù)分工、時間進(jìn)度等。項目實施與調(diào)試：各小組按照項目計劃進(jìn)行項目實施，包括硬件制作、軟件編程、系統(tǒng)調(diào)試等過程。教師提供必要的指導(dǎo)和支持，確保項目順利進(jìn)行。項目展示與評價：各小組展示項目成果并進(jìn)行匯報交流，教師和其他同學(xué)對項目進(jìn)行評價和反饋。通過項目展示和評價，提升學(xué)生的表達(dá)能力和自信心，同時促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和借鑒。第五步：總結(jié)與拓展（1課時）總結(jié)回顧：對本大單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)回顧，梳理知識點和技能點，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識。拓展延伸：介紹機(jī)器人技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)和未來趨勢，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注機(jī)器人技術(shù)的最新進(jìn)展和應(yīng)用前景，激發(fā)持續(xù)學(xué)習(xí)和探究的興趣。學(xué)業(yè)評價本大單元的學(xué)業(yè)評價采用過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，注重評價學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展情況和實踐能力提升情況。具體評價內(nèi)容包括：課堂參與度：評價學(xué)生在課堂上的積極參與程度、思維活躍度和合作精神等。實踐操作能力：評價學(xué)生在實踐操作中的動手能力、問題解決能力和創(chuàng)新能力等。項目完成情況：評價學(xué)生完成的項目質(zhì)量、創(chuàng)新性和實用性等。圖樣表達(dá)能力：評價學(xué)生繪制的技術(shù)圖樣是否規(guī)范、準(zhǔn)確和清晰等。物化實現(xiàn)能力：評價學(xué)生制作的機(jī)器人控制器是否功能實現(xiàn)、性能穩(wěn)定且具有一定的創(chuàng)新性等。通過多樣化的評價方式，全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和發(fā)展?fàn)顩r，為后續(xù)教學(xué)提供有針對性的指導(dǎo)和支持。鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我評價和相互評價，提升自我認(rèn)知和團(tuán)隊協(xié)作能力。九、學(xué)業(yè)評價一、教學(xué)目標(biāo)通過本章“機(jī)器人控制器”的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能夠：理解機(jī)器人控制器的基本原理、組成單元及工作過程，形成對技術(shù)產(chǎn)品的系統(tǒng)認(rèn)知。掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成及其應(yīng)用，提升對硬件電路設(shè)計的理解與實際操作能力。學(xué)會機(jī)器人控制器的編程方法，提高計算機(jī)編程思維及技術(shù)應(yīng)用能力。了解控制器通信接口的類型及應(yīng)用，增強(qiáng)對通信技術(shù)的理解與應(yīng)用能力。通過循跡機(jī)器人小車制作的課外實踐，綜合運用所學(xué)知識，提升創(chuàng)新設(shè)計與物化能力。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)技術(shù)意識：了解機(jī)器人控制器的技術(shù)背景和應(yīng)用價值，形成對技術(shù)發(fā)展的關(guān)注與興趣。理解機(jī)器人控制器在機(jī)器人系統(tǒng)中的作用，認(rèn)識到其在現(xiàn)代社會和工業(yè)生產(chǎn)中的重要性。工程思維：掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)建方法，培養(yǎng)系統(tǒng)分析與設(shè)計的能力。運用工程思維，分析并解決機(jī)器人控制器在實際應(yīng)用中的問題。創(chuàng)新設(shè)計：結(jié)合實際需求，創(chuàng)新設(shè)計機(jī)器人控制器的應(yīng)用場景和解決方案。在循跡機(jī)器人小車制作中，發(fā)揮創(chuàng)意，設(shè)計并實現(xiàn)獨特的功能。圖樣表達(dá)：能夠繪制機(jī)器人控制器的電路圖、流程圖等，清晰表達(dá)設(shè)計意圖。通過圖樣表達(dá)，與同伴交流設(shè)計思路，完善設(shè)計方案。物化能力：動手制作單片機(jī)最小系統(tǒng)，掌握焊接、調(diào)試等基本技能。完成循跡機(jī)器人小車的組裝與調(diào)試，實現(xiàn)預(yù)期功能，提升物化能力。三、評價目標(biāo)設(shè)定（一）技術(shù)意識評價目標(biāo)：學(xué)生能否準(zhǔn)確描述機(jī)器人控制器的技術(shù)背景、工作原理及其在機(jī)器人系統(tǒng)中的作用。學(xué)生是否關(guān)注機(jī)器人控制器的技術(shù)發(fā)展動態(tài)，對其應(yīng)用前景有清晰的認(rèn)識。學(xué)生是否具備對機(jī)器人控制器技術(shù)問題的敏感性和批判性思維能力。評價方式：通過課堂討論、問卷調(diào)查等方式，評估學(xué)生對機(jī)器人控制器技術(shù)背景的認(rèn)知程度。通過案例分析、小組討論等活動，考察學(xué)生對機(jī)器人控制器工作原理的理解和應(yīng)用價值的認(rèn)識。通過撰寫技術(shù)評論、參與技術(shù)辯論等形式，評價學(xué)生的技術(shù)敏感性和批判性思維能力。（二）工程思維評價目標(biāo)：學(xué)生是否掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)建方法，能否獨立完成電路設(shè)計與調(diào)試。學(xué)生是否具備系統(tǒng)分析與設(shè)計的能力，能否將工程思維應(yīng)用于機(jī)器人控制器的實際問題解決中。學(xué)生是否能運用所學(xué)知識，對機(jī)器人控制器的性能進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。評價方式：通過電路設(shè)計作業(yè)、實驗報告等，評估學(xué)生的單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)建能力。通過案例分析、項目設(shè)計等活動，考察學(xué)生系統(tǒng)分析與設(shè)計能力的應(yīng)用情況。通過性能優(yōu)化方案的設(shè)計與實施，評價學(xué)生對機(jī)器人控制器性能優(yōu)化的能力。（三）創(chuàng)新設(shè)計評價目標(biāo)：學(xué)生是否能在理解機(jī)器人控制器基本原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際需求進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計。學(xué)生是否能將創(chuàng)新設(shè)計理念應(yīng)用于循跡機(jī)器人小車等實踐項目中，實現(xiàn)獨特功能。學(xué)生是否具備跨學(xué)科整合知識的能力，能在創(chuàng)新設(shè)計中綜合運用多學(xué)科知識。評價方式：通過創(chuàng)新設(shè)計方案、項目報告等，評估學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。通過循跡機(jī)器人小車等實踐項目的展示與評價，考察學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計理念的實際應(yīng)用情況。通過跨學(xué)科知識整合案例分析、小組討論等活動，評價學(xué)生跨學(xué)科整合知識的能力。（四）圖樣表達(dá)評價目標(biāo)：學(xué)生是否能準(zhǔn)確繪制機(jī)器人控制器的電路圖、流程圖等，清晰表達(dá)設(shè)計意圖。學(xué)生是否具備通過圖樣表達(dá)與同伴交流設(shè)計思路、完善設(shè)計方案的能力。學(xué)生是否能運用圖樣表達(dá)技術(shù)，提高技術(shù)設(shè)計的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。評價方式：通過電路圖、流程圖等圖樣作業(yè)，評估學(xué)生的圖樣表達(dá)能力。通過圖樣交流、設(shè)計方案討論等活動，考察學(xué)生通過圖樣表達(dá)與同伴交流的能力。通過圖樣表達(dá)技術(shù)規(guī)范的考核、設(shè)計方案的評審等方式，評價學(xué)生圖樣表達(dá)的規(guī)范性和準(zhǔn)確性。（五）物化能力評價目標(biāo)：學(xué)生是否掌握焊接、調(diào)試等基本技能，能否獨立完成單片機(jī)最小系統(tǒng)的制作與調(diào)試。學(xué)生是否能將理論知識應(yīng)用于實踐項目中，完成循跡機(jī)器人小車的組裝與調(diào)試。學(xué)生是否具備在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，能否對實踐項目進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。評價方式：通過單片機(jī)最小系統(tǒng)制作與調(diào)試作業(yè)、實踐報告等，評估學(xué)生的物化能力。通過循跡機(jī)器人小車等實踐項目的展示與評價，考察學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實踐的能力。通過實踐項目中的問題發(fā)現(xiàn)與解決、優(yōu)化與改進(jìn)方案的設(shè)計與實施等活動，評價學(xué)生在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。四、具體評價內(nèi)容與方式（一）技術(shù)意識評價評價內(nèi)容：機(jī)器人控制器的技術(shù)背景、工作原理及應(yīng)用價值。評價方式：課堂討論（20%）、問卷調(diào)查（30%）、技術(shù)評論或辯論（50%）。（二）工程思維評價評價內(nèi)容：單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)建、系統(tǒng)分析與設(shè)計能力、性能優(yōu)化能力。評價方式：電路設(shè)計作業(yè)（30%）、實驗報告（30%）、案例分析或項目設(shè)計（40%）。（三）創(chuàng)新設(shè)計評價評價內(nèi)容：創(chuàng)新設(shè)計理念、跨學(xué)科知識整合能力、實踐項目中的創(chuàng)新應(yīng)用。評價方式：創(chuàng)新設(shè)計方案或項目報告（40%）、實踐項目展示與評價（40%）、跨學(xué)科知識整合案例分析或小組討論（20%）。（四）圖樣表達(dá)評價評價內(nèi)容：電路圖、流程圖等圖樣的繪制與表達(dá)能力、通過圖樣表達(dá)與同伴交流的能力。評價方式：圖樣作業(yè)（40%）、圖樣交流與設(shè)計方案討論（40%）、圖樣表達(dá)技術(shù)規(guī)范考核（20%）。（五）物化能力評價評價內(nèi)容：單片機(jī)最小系統(tǒng)制作與調(diào)試、循跡機(jī)器人小車等實踐項目的組裝與調(diào)試、實踐中發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力。評價方式：制作與調(diào)試作業(yè)及實踐報告（40%）、實踐項目展示與評價（40%）、問題發(fā)現(xiàn)與解決、優(yōu)化與改進(jìn)方案的設(shè)計與實施（20%）。通過以上評價方式與內(nèi)容的設(shè)定，旨在全面、客觀地評估學(xué)生在“機(jī)器人控制器”這一章節(jié)學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)與成果，促進(jìn)學(xué)生技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)及物化能力等核心素養(yǎng)的全面提升。十、大單元實施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖一、大單元實施思路本單元以《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》為指導(dǎo)，以2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《第三章機(jī)器人控制器》的教學(xué)內(nèi)容為核心，旨在通過理論學(xué)習(xí)與實踐操作相結(jié)合的方式，全面提升學(xué)生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力。本單元的實施將圍繞機(jī)器人控制器的基本原理、使用實例、編程、通信接口及課外實踐等內(nèi)容展開，具體實施思路如下：導(dǎo)入階段：通過機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)應(yīng)用中的廣泛實例，激發(fā)學(xué)生對機(jī)器人技術(shù)的興趣，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和意義。理論學(xué)習(xí)階段：詳細(xì)講解機(jī)器人控制器的基本原理，包括單片機(jī)的組成與工作過程。通過具體實例，介紹控制器的使用方法，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成及引腳類型。深入探討控制器編程的必要性、編程語言分類及流程圖繪制方法。解析控制器通信接口的類型與功能，特別是模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。實踐操作階段：通過循跡機(jī)器人小車制作的課外實踐，讓學(xué)生親身體驗電機(jī)驅(qū)動的原理與應(yīng)用。在實踐中，學(xué)生將運用所學(xué)知識，完成小車的裝配、編程與調(diào)試，提升物化能力?？偨Y(jié)提升階段：組織學(xué)生對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示與交流，分享制作過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行評價與反饋，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反思，提升綜合素養(yǎng)。二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)定（一）技術(shù)意識學(xué)生能夠認(rèn)識到機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性，理解其對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度等方面的積極作用。通過對機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成對技術(shù)的敏感性和適應(yīng)性，關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢，理解技術(shù)對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。（二）工程思維學(xué)生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機(jī)器人控制器的組成與工作原理，識別影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，學(xué)生能夠運用工程思維，對設(shè)計、制作、調(diào)試等過程進(jìn)行整體規(guī)劃與優(yōu)化。（三）創(chuàng)新設(shè)計學(xué)生能夠在了解機(jī)器人控制器基本原理的基礎(chǔ)上，發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的機(jī)器人設(shè)計方案。通過流程圖繪制、編程實踐等活動，學(xué)生能夠掌握創(chuàng)新設(shè)計的基本方法，提高問題解決能力。（四）圖樣表達(dá)學(xué)生能夠識讀并繪制與機(jī)器人控制器相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖等。通過圖樣表達(dá)，學(xué)生能夠清晰、準(zhǔn)確地傳達(dá)設(shè)計意圖，促進(jìn)團(tuán)隊合作與交流。（五）物化能力學(xué)生能夠通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能。在實踐過程中，學(xué)生能夠形成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工作態(tài)度，提高物化能力。三、教學(xué)結(jié)構(gòu)圖┌─────────────┐│機(jī)器人控制器單元│└─────────────┘│┌─────────────────────┴─────────────────────┐││┌──────────┐┌──────────┐│導(dǎo)入階段│───────────────────→│理論學(xué)習(xí)階段│└──────────┘└──────────┘││┌─────────────────────┬─────────────────────┐││┌──────────┐┌──────────┐│控制器原理│──────────────→│控制器使用實例及編程│└──────────┘└──────────┘││┌─────────────────────┴─────────────────────┐││┌──────────┐┌──────────┐│通信接口解析│───────────────────→│課外實踐:循跡│└──────────┘└──────────┘機(jī)器人小車制作│┌──────────┐│總結(jié)提升階段│└──────────┘四、具體教學(xué)實施步驟第一步：導(dǎo)入階段（1課時）活動內(nèi)容：展示機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器人技術(shù)的重要性。簡要介紹本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識，認(rèn)識機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性。第二步：理論學(xué)習(xí)階段（共8課時）（一）控制器基本原理（2課時）活動內(nèi)容：詳細(xì)講解單片機(jī)的基本組成與工作過程，包括時鐘電路、存儲器、中央處理器等部分。通過案例分析，幫助學(xué)生理解機(jī)器人控制器的基本原理。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握單片機(jī)的基本組成與工作過程，理解機(jī)器人控制器的基本原理。（二）控制器使用實例及編程（4課時）活動內(nèi)容：介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成，包括電源供電電路、參考時鐘電路、復(fù)位電路等。講解單片機(jī)的引腳類型及功能，通過實例演示單片機(jī)的使用方法。深入探討控制器編程的必要性，介紹機(jī)器語言、匯編語言、高級語言等編程語言的特點。引導(dǎo)學(xué)生繪制流程圖，掌握編程的基本方法。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成及使用方法，了解不同編程語言的特點。培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，通過流程圖繪制掌握編程的基本方法。（三）通信接口解析（2課時）活動內(nèi)容：解析模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別與轉(zhuǎn)換方法。介紹常見的通信接口類型，如UART、I2C、SPI等。通過實例演示通信接口的使用方法。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生理解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別與轉(zhuǎn)換方法。掌握常見的通信接口類型及其使用方法。第三步：課外實踐階段（共4課時）活動內(nèi)容：組織學(xué)生進(jìn)行循跡機(jī)器人小車制作的實踐活動。指導(dǎo)學(xué)生完成小車的裝配、編程與調(diào)試工作。在實踐過程中，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題。教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的物化能力，通過實踐活動掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等技能。提升學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計與圖樣表達(dá)能力，通過實踐活動提出創(chuàng)意方案并繪制相關(guān)圖樣。第四步：總結(jié)提升階段（1課時）活動內(nèi)容：組織學(xué)生對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示與交流。引導(dǎo)學(xué)生分享制作過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)。教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行評價與反饋。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反思，提升綜合素養(yǎng)。教學(xué)目標(biāo)：通過展示與交流活動，提升學(xué)生的自信心與表達(dá)能力。通過評價與反饋活動，幫助學(xué)生明確自身不足并制定改進(jìn)計劃。培養(yǎng)學(xué)生的反思與總結(jié)能力，促進(jìn)綜合素養(yǎng)的提升。十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)一、大情境設(shè)計在現(xiàn)代科技和工業(yè)應(yīng)用中，機(jī)器人技術(shù)扮演著越來越重要的角色。從自動化生產(chǎn)線上的精密操作，到家庭服務(wù)機(jī)器人的人性化服務(wù)，機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)深入到我們生活的方方面面。要讓機(jī)器人高效、精準(zhǔn)地完成任務(wù)，其核心在于一個高效、穩(wěn)定的控制器。理解和掌握機(jī)器人控制器的基本原理、使用方法、編程技巧及通信接口，對于培養(yǎng)未來工程師和技術(shù)人才至關(guān)重要。為了讓學(xué)生更直觀地理解和應(yīng)用機(jī)器人控制器的相關(guān)知識，本教學(xué)設(shè)計創(chuàng)設(shè)了一個大情境——“智能工廠的未來挑戰(zhàn)”。在這個情境中，學(xué)生將扮演智能工廠的工程師和技術(shù)人員，面對工廠自動化升級的需求，他們需要設(shè)計并制作一個能夠自主循跡、靈活避障的機(jī)器人小車，以提升工廠的生產(chǎn)效率和安全性。二、大任務(wù)設(shè)計在大情境下，我們設(shè)計了以下四個相互關(guān)聯(lián)的大任務(wù)，每個任務(wù)都緊密結(jié)合了《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中提出的通用技術(shù)核心素養(yǎng)目標(biāo)。任務(wù)一：探索機(jī)器人控制器的基本原理教學(xué)目標(biāo)：技術(shù)意識：使學(xué)生認(rèn)識到機(jī)器人控制器在現(xiàn)代工業(yè)中的重要性，理解其對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度等方面的積極作用。工程思維：引導(dǎo)學(xué)生運用系統(tǒng)分析的方法，理解機(jī)器人控制器的組成與工作原理，識別影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素?；顒觾?nèi)容：情境導(dǎo)入：通過展示智能工廠中機(jī)器人工作的視頻，激發(fā)學(xué)生興趣，明確學(xué)習(xí)任務(wù)。理論學(xué)習(xí)：詳細(xì)講解機(jī)器人控制器的基本原理，包括單片機(jī)的組成與工作過程，如時鐘電路、存儲器、中央處理器等部分。討論交流：分組討論機(jī)器人小車可以分為哪些組成部分，各部分起到怎樣的作用，以及這些部分如何與控制器協(xié)同工作。評價方式：學(xué)生通過小組討論，形成對機(jī)器人控制器基本原理的理解，并提交討論報告。教師根據(jù)報告內(nèi)容和學(xué)生表現(xiàn)進(jìn)行評價，注重技術(shù)意識和工程思維的培養(yǎng)情況。任務(wù)二：動手實踐控制器使用實例與編程教學(xué)目標(biāo)：創(chuàng)新設(shè)計：通過實踐活動，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的機(jī)器人設(shè)計方案。圖樣表達(dá)：使學(xué)生能夠識讀并繪制與機(jī)器人控制器相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖等?；顒觾?nèi)容：控制器使用實例：介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成，包括電源供電電路、參考時鐘電路、復(fù)位電路等，并通過實例演示單片機(jī)的使用方法?？刂破骶幊蹋荷钊胩接懣刂破骶幊痰谋匾?，介紹機(jī)器語言、匯編語言、高級語言等編程語言的特點，引導(dǎo)學(xué)生繪制流程圖，掌握編程的基本方法。動手實踐：分組進(jìn)行單片機(jī)編程實踐，編寫簡單的程序控制LED燈的閃爍，體驗編程過程。評價方式：學(xué)生提交編程實踐報告和流程圖，展示創(chuàng)新設(shè)計和圖樣表達(dá)能力。教師通過查看報告和流程圖，以及觀察學(xué)生編程實踐過程，進(jìn)行評價。任務(wù)三：解析控制器通信接口與課外實踐準(zhǔn)備教學(xué)目標(biāo)：技術(shù)意識：使學(xué)生理解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別與轉(zhuǎn)換方法，以及通信接口在機(jī)器人控制中的重要性。物化能力：通過課外實踐準(zhǔn)備，提升學(xué)生的動手操作能力和解決實際問題的能力?；顒觾?nèi)容：通信接口解析：解析常見的通信接口類型，如UART、I2C、SPI等，介紹模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換方法。課外實踐準(zhǔn)備：分組討論循跡機(jī)器人小車制作所需的材料和工具，制定詳細(xì)的實踐計劃，包括電機(jī)驅(qū)動模塊的選擇、電路連接圖的設(shè)計等。評價方式：學(xué)生提交通信接口解析報告和實踐計劃，展示技術(shù)意識和物化能力。教師通過查看報告和計劃，以及聽取學(xué)生的討論，進(jìn)行評價。任務(wù)四：循跡機(jī)器人小車制作與調(diào)試教學(xué)目標(biāo)：物化能力：通過機(jī)器人小車的制作與調(diào)試，提升學(xué)生的動手實踐能力和解決實際問題的能力。工程思維：在制作與調(diào)試過程中，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)分析能力和問題解決能力。活動內(nèi)容：小車制作：分組進(jìn)行循跡機(jī)器人小車的裝配工作，包括電機(jī)驅(qū)動模塊的安裝、電路連接、傳感器布置等。程序調(diào)試：將編寫的程序下載到單片機(jī)中，進(jìn)行小車的循跡和避障測試，根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行程序調(diào)試?？偨Y(jié)交流：組織學(xué)生對制作與調(diào)試過程進(jìn)行總結(jié)交流，分享經(jīng)驗教訓(xùn)，提出改進(jìn)建議。評價方式：學(xué)生提交循跡機(jī)器人小車制作成果和調(diào)試報告，展示物化能力和工程思維。教師通過查看成果和報告，以及觀察學(xué)生的實際操作和交流情況，進(jìn)行評價。三、教學(xué)總結(jié)與反思通過本次大情境、大任務(wù)的教學(xué)設(shè)計，學(xué)生不僅深入理解了機(jī)器人控制器的基本原理和使用方法，還通過動手實踐提升了編程能力、圖樣表達(dá)能力和物化能力。在任務(wù)完成過程中，學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計思維、工程思維以及系統(tǒng)分析能力也得到了有效的培養(yǎng)。在教學(xué)實施過程中，我們注重學(xué)生的主體地位，鼓勵學(xué)生自主探究和合作學(xué)習(xí)。教師也發(fā)揮了積極的引導(dǎo)作用，及時給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。在實施過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如部分學(xué)生對編程語言的掌握不夠熟練、圖樣表達(dá)能力有待提高等。針對這些問題，我們將在后續(xù)教學(xué)中加強(qiáng)相關(guān)訓(xùn)練和指導(dǎo)，進(jìn)一步提升學(xué)生的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。我們還計劃將本次教學(xué)設(shè)計的成果進(jìn)行展示和推廣，讓更多的教師和學(xué)生了解并掌握機(jī)器人控制器的相關(guān)知識和技能，為推動通用技術(shù)教育的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。十二、單元學(xué)歷案（一）單元主題與課時單元主題：機(jī)器人控制器課時設(shè)計：導(dǎo)入階段（1課時）活動內(nèi)容：展示機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，簡要介紹本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)意識，認(rèn)識機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性。理論學(xué)習(xí)階段（共8課時）控制器基本原理（2課時）活動內(nèi)容：詳細(xì)講解單片機(jī)的基本組成與工作過程，通過案例分析幫助學(xué)生理解機(jī)器人控制器的基本原理。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握單片機(jī)的基本組成與工作過程，理解機(jī)器人控制器的基本原理?？刂破魇褂脤嵗熬幊蹋?課時）活動內(nèi)容：介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成，講解單片機(jī)的引腳類型及功能，通過實例演示單片機(jī)的使用方法，深入探討控制器編程的必要性，介紹編程語言分類及流程圖繪制方法。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成及使用方法，了解不同編程語言的特點，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，通過流程圖繪制掌握編程的基本方法。通信接口解析（2課時）活動內(nèi)容：解析模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別與轉(zhuǎn)換方法，介紹常見的通信接口類型，如UART、I2C、SPI等，通過實例演示通信接口的使用方法。教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生理解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別與轉(zhuǎn)換方法，掌握常見的通信接口類型及其使用方法。課外實踐階段（共4課時）活動內(nèi)容：組織學(xué)生進(jìn)行循跡機(jī)器人小車制作的實踐活動，指導(dǎo)學(xué)生完成小車的裝配、編程與調(diào)試工作。教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的物化能力，通過實踐活動掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等技能，提升學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計與圖樣表達(dá)能力?？偨Y(jié)提升階段（1課時）活動內(nèi)容：組織學(xué)生對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示與交流，分享制作過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)，教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行評價與反饋，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反思。教學(xué)目標(biāo)：通過展示與交流活動提升學(xué)生的自信心與表達(dá)能力，通過評價與反饋活動幫助學(xué)生明確自身不足并制定改進(jìn)計劃，培養(yǎng)學(xué)生的反思與總結(jié)能力。（二）學(xué)習(xí)目標(biāo)根據(jù)《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)合本單元的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)定以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：技術(shù)意識學(xué)生能夠認(rèn)識到機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性，理解其對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度等方面的積極作用。通過對機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成對技術(shù)的敏感性和適應(yīng)性，關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢，理解技術(shù)對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。工程思維學(xué)生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機(jī)器人控制器的組成與工作原理，識別影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，學(xué)生能夠運用工程思維，對設(shè)計、制作、調(diào)試等過程進(jìn)行整體規(guī)劃與優(yōu)化。創(chuàng)新設(shè)計學(xué)生能夠在了解機(jī)器人控制器基本原理的基礎(chǔ)上，發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的機(jī)器人設(shè)計方案。通過流程圖繪制、編程實踐等活動，學(xué)生能夠掌握創(chuàng)新設(shè)計的基本方法，提高問題解決能力。圖樣表達(dá)學(xué)生能夠識讀并繪制與機(jī)器人控制器相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖等。通過圖樣表達(dá)，學(xué)生能夠清晰、準(zhǔn)確地傳達(dá)設(shè)計意圖，促進(jìn)團(tuán)隊合作與交流。物化能力學(xué)生能夠通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能。在實踐過程中，學(xué)生能夠形成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工作態(tài)度，提高物化能力。（三）評價任務(wù)過程性評價在理論學(xué)習(xí)階段，通過觀察學(xué)生在課堂討論、案例分析、流程圖繪制等活動中的表現(xiàn)，評價學(xué)生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計能力。在課外實踐階段，通過觀察學(xué)生在循跡機(jī)器人小車制作過程中的操作規(guī)范、團(tuán)隊協(xié)作、問題解決能力等方面的表現(xiàn)，評價學(xué)生的物化能力?？偨Y(jié)性評價通過組織學(xué)生對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示與交流，評價學(xué)生的圖樣表達(dá)能力、創(chuàng)新能力以及綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果，結(jié)合自評、互評和師評的結(jié)果，對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行全面評價。（四）學(xué)習(xí)過程導(dǎo)入階段活動：展示機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器人技術(shù)的重要性。任務(wù)：學(xué)生分組討論機(jī)器人技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，并分享討論結(jié)果。理論學(xué)習(xí)階段控制器基本原理活動：詳細(xì)講解單片機(jī)的基本組成與工作過程，通過案例分析幫助學(xué)生理解機(jī)器人控制器的基本原理。任務(wù)：學(xué)生完成相關(guān)練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識?？刂破魇褂脤嵗熬幊袒顒樱航榻B單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成，通過實例演示單片機(jī)的使用方法，深入探討控制器編程的必要性，介紹編程語言分類及流程圖繪制方法。任務(wù)：學(xué)生分組完成單片機(jī)最小系統(tǒng)的搭建與編程實踐，繪制流程圖。通信接口解析活動：解析模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別與轉(zhuǎn)換方法，介紹常見的通信接口類型及其使用方法。任務(wù)：學(xué)生完成通信接口相關(guān)練習(xí)題，加深對通信接口的理解。課外實踐階段活動：組織學(xué)生進(jìn)行循跡機(jī)器人小車制作的實踐活動，指導(dǎo)學(xué)生完成小車的裝配、編程與調(diào)試工作。任務(wù)：學(xué)生分組完成循跡機(jī)器人小車的制作與調(diào)試，并準(zhǔn)備展示與交流材料?？偨Y(jié)提升階段活動：組織學(xué)生對學(xué)習(xí)成果進(jìn)行展示與交流，分享制作過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)。任務(wù)：學(xué)生撰寫學(xué)習(xí)總結(jié)與反思報告，評價自己的學(xué)習(xí)過程與成果。（五）作業(yè)與檢測作業(yè)完成課后相關(guān)練習(xí)題，鞏固課堂所學(xué)知識。設(shè)計一個基于機(jī)器人控制器的創(chuàng)新項目方案，并繪制相關(guān)技術(shù)圖樣。檢測通過單元測試卷檢測學(xué)生對機(jī)器人控制器基本原理、編程、通信接口等知識點的掌握情況。通過循跡機(jī)器人小車制作項目的完成情況檢測學(xué)生的物化能力、創(chuàng)新設(shè)計與圖樣表達(dá)能力。（六）學(xué)后反思在完成本單元的學(xué)習(xí)后，請學(xué)生結(jié)合自己的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行反思，回答以下問題：在學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的過程中，你遇到了哪些困難？是如何克服的？通過本單元的學(xué)習(xí)，你對機(jī)器人控制器的理解有哪些提升？在循跡機(jī)器人小車制作項目中，你認(rèn)為哪些環(huán)節(jié)最具挑戰(zhàn)性？你是如何解決的？你認(rèn)為自己在技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)、物化能力等方面有哪些提升？還有哪些不足之處？對于未來的通用技術(shù)學(xué)習(xí)，你有哪些期待與計劃？通過反思與總結(jié)，希望學(xué)生能夠進(jìn)一步明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)與方向，不斷提升自己的通用技術(shù)核心素養(yǎng)。十三、學(xué)科實踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計一、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2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《第三章機(jī)器人控制器》的教學(xué)內(nèi)容，本學(xué)科實踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計旨在全面提升學(xué)生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力。具體教學(xué)目標(biāo)如下：技術(shù)意識：學(xué)生能夠認(rèn)識到機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性，理解其對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度等方面的積極作用。通過對機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成對技術(shù)的敏感性和適應(yīng)性，關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢，理解技術(shù)對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。工程思維：學(xué)生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機(jī)器人控制器的組成與工作原理，識別影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，學(xué)生能夠運用工程思維，對設(shè)計、制作、調(diào)試等過程進(jìn)行整體規(guī)劃與優(yōu)化。創(chuàng)新設(shè)計：學(xué)生能夠在了解機(jī)器人控制器基本原理的基礎(chǔ)上，發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的機(jī)器人設(shè)計方案。通過流程圖繪制、編程實踐等活動，學(xué)生能夠掌握創(chuàng)新設(shè)計的基本方法，提高問題解決能力。圖樣表達(dá)：學(xué)生能夠識讀并繪制與機(jī)器人控制器相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖等。通過圖樣表達(dá)，學(xué)生能夠清晰、準(zhǔn)確地傳達(dá)設(shè)計意圖，促進(jìn)團(tuán)隊合作與交流。物化能力：學(xué)生能夠通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能。在實踐過程中，學(xué)生能夠形成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工作態(tài)度，提高物化能力。二、學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)定結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，針對每個教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)定具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，以確保學(xué)生能夠在學(xué)科實踐中全面提升核心素養(yǎng)。第1節(jié)控制器基本原理了解機(jī)器人運動控制的常用控制器種類。理解單片機(jī)的基本組成與工作過程。通過案例分析，掌握單片機(jī)內(nèi)部各組成單元的功能。第2節(jié)控制器使用實例了解單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成部分。掌握單片機(jī)的引腳類型及功能。學(xué)會單片機(jī)的兩種復(fù)位方式，并能實際操作。第3節(jié)控制器編程了解機(jī)器人編程的必要性。掌握單片機(jī)編程語言分類及特點。學(xué)會繪制流程圖，并能根據(jù)流程圖編寫簡單的控制程序。第4節(jié)控制器通信接口學(xué)會區(qū)分模擬信號與數(shù)字信號。了解A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的功能及使用方法。掌握控制器與傳感器的常見通信接口類型及應(yīng)用場景。課外實踐：循跡機(jī)器人小車制作——電機(jī)驅(qū)動掌握直流電機(jī)的工作原理及驅(qū)動方法。學(xué)會使用L298N電機(jī)驅(qū)動模塊控制直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。通過實踐，完成循跡機(jī)器人小車的裝配、編程與調(diào)試，實現(xiàn)小車的基本運動功能。三、作業(yè)目標(biāo)設(shè)定為鞏固課堂所學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，設(shè)計以下作業(yè)目標(biāo)：技術(shù)意識：調(diào)研不同領(lǐng)域（如工業(yè)、醫(yī)療、教育等）中機(jī)器人控制器的應(yīng)用案例，分析其對提高生產(chǎn)效率、改善生活質(zhì)量等方面的作用。撰寫一篇小論文，闡述技術(shù)發(fā)展趨勢對機(jī)器人控制器的影響及未來發(fā)展方向。工程思維：設(shè)計一個機(jī)器人控制器的系統(tǒng)框圖，標(biāo)明各組成單元及其功能，并分析各單元之間的相互作用關(guān)系。針對循跡機(jī)器人小車制作過程中遇到的問題，運用工程思維進(jìn)行問題分析、方案設(shè)計與優(yōu)化。創(chuàng)新設(shè)計：提出一個具有創(chuàng)意的機(jī)器人設(shè)計方案，包括機(jī)器人的功能、結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等，并繪制詳細(xì)的設(shè)計圖樣。編寫一個基于流程圖的控制程序，實現(xiàn)機(jī)器人的特定功能，如避障、循跡等。圖樣表達(dá)：繪制機(jī)器人控制器的電路圖，標(biāo)明各元器件的連接關(guān)系及工作原理。繪制循跡機(jī)器人小車的裝配圖，包括車架、電機(jī)、驅(qū)動模塊、傳感器等部件的布局與連接。物化能力：完成循跡機(jī)器人小車的制作與調(diào)試，記錄制作過程中的關(guān)鍵步驟及遇到的問題與解決方法。對制作的循跡機(jī)器人小車進(jìn)行測試，分析其運動性能，并撰寫測試報告。四、學(xué)科實踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計（一）引言《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》強(qiáng)調(diào)通用技術(shù)課程應(yīng)注重實踐性與創(chuàng)新性，通過學(xué)科實踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。本節(jié)將圍繞機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計一系列實踐活動，融合物理、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科知識，提升學(xué)生的技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力。（二）實踐活動設(shè)計實踐活動一：機(jī)器人控制器基本原理探究活動目的：通過案例分析，理解單片機(jī)的基本組成與工作過程?；顒硬襟E：分組討論機(jī)器人小車的組成部分及各部分的作用。講解單片機(jī)的基本組成，包括時鐘電路、存儲器、中央處理器等部分。分析單片機(jī)內(nèi)部各組成單元的功能及相互作用關(guān)系。學(xué)生分組繪制單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，并進(jìn)行展示與交流。實踐活動二：單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)建活動目的：了解單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成部分，掌握單片機(jī)的引腳類型及功能?；顒硬襟E：講解單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成，包括單片機(jī)、電源供電電路、參考時鐘電路、復(fù)位電路等。展示單片機(jī)引腳類型及功能，講解GPIO引腳的使用注意事項。學(xué)生分組構(gòu)建單片機(jī)最小系統(tǒng)，并進(jìn)行測試與調(diào)試。記錄測試過程中的關(guān)鍵步驟及遇到的問題與解決方法，撰寫實驗報告。實踐活動三：機(jī)器人控制器編程實踐活動目的：掌握機(jī)器人編程的必要性，學(xué)會繪制流程圖并編寫控制程序?；顒硬襟E：講解機(jī)器人編程的必要性及流程圖的基本符號與繪制方法。學(xué)生分組設(shè)計一個簡單的機(jī)器人控制程序流程圖，如循跡機(jī)器人小車的運動控制流程圖。根據(jù)流程圖編寫控制程序，并進(jìn)行調(diào)試與測試。分享編程經(jīng)驗，討論遇到的問題及解決方法。實踐活動四：控制器通信接口應(yīng)用活動目的：學(xué)會區(qū)分模擬信號與數(shù)字信號，了解A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的功能及使用方法，掌握控制器與傳感器的常見通信接口類型?；顒硬襟E：講解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別及相互轉(zhuǎn)換的必要性。展示A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的功能及使用方法。學(xué)生分組設(shè)計一個簡單的傳感器與控制器通信的實驗方案，如使用紅外傳感器測量距離并通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進(jìn)行處理。實施實驗方案，記錄實驗數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析與討論。實踐活動五：循跡機(jī)器人小車制作活動目的：通過實踐活動掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能，提升創(chuàng)新設(shè)計與圖樣表達(dá)能力?；顒硬襟E：講解循跡機(jī)器人小車的工作原理及制作步驟。學(xué)生分組設(shè)計循跡機(jī)器人小車的裝配圖及控制程序流程圖。準(zhǔn)備實驗器材，按照裝配圖進(jìn)行小車裝配。編寫控制程序并進(jìn)行調(diào)試，實現(xiàn)小車的基本運動功能。對制作的循跡機(jī)器人小車進(jìn)行測試，分析其運動性能并撰寫測試報告。（三）跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計在機(jī)器人控制器的學(xué)科實踐中，融合物理、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等學(xué)科知識，提升學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力。物理學(xué)科融合：在機(jī)器人控制器基本原理的學(xué)習(xí)中，結(jié)合物理學(xué)中的電路分析知識，理解單片機(jī)內(nèi)部各組成單元的工作原理。在循跡機(jī)器人小車制作過程中，運用物理學(xué)中的力學(xué)原理分析小車的運動狀態(tài)及受力情況。數(shù)學(xué)學(xué)科融合：在控制器編程實踐中，運用數(shù)學(xué)中的邏輯運算知識編寫控制程序。在分析循跡機(jī)器人小車的運動性能時，運用數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)分析與處理方法對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。計算機(jī)科學(xué)學(xué)科融合：在控制器編程實踐中，運用計算機(jī)科學(xué)中的編程語言及流程圖繪制方法編寫控制程序。在控制器通信接口的學(xué)習(xí)中，結(jié)合計算機(jī)科學(xué)中的通信協(xié)議知識理解控制器與傳感器之間的通信過程。通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計，學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的過程中，綜合運用多學(xué)科知識解決問題，提升綜合素養(yǎng)。五、總結(jié)與反思通過本學(xué)科實踐與跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計，學(xué)生能夠在實踐中深入理解機(jī)器人控制器的基本原理、組成單元及編程方法，掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能，提升技術(shù)意識、工程思維、創(chuàng)新設(shè)計、圖樣表達(dá)和物化能力。通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計，學(xué)生能夠綜合運用多學(xué)科知識解決問題，提升綜合素養(yǎng)。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生主動探究、合作交流，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和團(tuán)隊合作精神。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋及時調(diào)整教學(xué)策略和方法，確保教學(xué)目標(biāo)的順利實現(xiàn)。十四、大單元作業(yè)設(shè)計一、教學(xué)目標(biāo)依據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，針對2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修2《第三章機(jī)器人控制器》的教學(xué)內(nèi)容，本大單元的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下：技術(shù)意識：學(xué)生能夠認(rèn)識到機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性，理解其對提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度等方面的積極作用。通過對機(jī)器人控制器的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠形成對技術(shù)的敏感性和適應(yīng)性，關(guān)注技術(shù)發(fā)展趨勢，理解技術(shù)對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。工程思維：學(xué)生能夠運用系統(tǒng)分析的方法，理解機(jī)器人控制器的組成與工作原理，識別影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，學(xué)生能夠運用工程思維，對設(shè)計、制作、調(diào)試等過程進(jìn)行整體規(guī)劃與優(yōu)化。創(chuàng)新設(shè)計：學(xué)生能夠在了解機(jī)器人控制器基本原理的基礎(chǔ)上，發(fā)揮創(chuàng)新思維，提出具有創(chuàng)意的機(jī)器人設(shè)計方案。通過流程圖繪制、編程實踐等活動，學(xué)生能夠掌握創(chuàng)新設(shè)計的基本方法，提高問題解決能力。圖樣表達(dá)：學(xué)生能夠識讀并繪制與機(jī)器人控制器相關(guān)的技術(shù)圖樣，如電路圖、流程圖等。通過圖樣表達(dá)，學(xué)生能夠清晰、準(zhǔn)確地傳達(dá)設(shè)計意圖，促進(jìn)團(tuán)隊合作與交流。物化能力：學(xué)生能夠通過循跡機(jī)器人小車制作的實踐，掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能。在實踐過程中，學(xué)生能夠形成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精的工作態(tài)度，提高物化能力。二、作業(yè)目標(biāo)設(shè)定本單元的作業(yè)設(shè)計旨在全面促進(jìn)學(xué)生通用技術(shù)核心素養(yǎng)的發(fā)展，具體目標(biāo)包括以下幾個方面：技術(shù)意識：通過分析機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應(yīng)用案例，撰寫一篇小論文，闡述機(jī)器人控制器的重要性及其對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的影響。收集并整理關(guān)于機(jī)器人控制器技術(shù)發(fā)展趨勢的資料，制作一份技術(shù)趨勢分析報告。工程思維：設(shè)計并繪制一個機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，包括電源供電電路、參考時鐘電路、復(fù)位電路等關(guān)鍵部分，并解釋各部分的作用及相互關(guān)系。針對循跡機(jī)器人小車制作過程中遇到的技術(shù)問題，提出解決方案，并繪制相應(yīng)的流程圖或結(jié)構(gòu)圖。創(chuàng)新設(shè)計：基于對機(jī)器人控制器的理解，設(shè)計一款具有創(chuàng)新功能的機(jī)器人，并撰寫設(shè)計報告，包括設(shè)計思路、功能描述、預(yù)期效果等。編寫一段機(jī)器人控制程序，實現(xiàn)特定功能（如循跡、避障等），并附上流程圖說明程序執(zhí)行過程。圖樣表達(dá)：繪制循跡機(jī)器人小車的電路圖，包括電機(jī)驅(qū)動模塊、電源系統(tǒng)、單片機(jī)最小系統(tǒng)等部分，并標(biāo)注各元件的參數(shù)和連接關(guān)系。設(shè)計并繪制一份機(jī)器人控制器的通信接口示意圖，包括模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程、通信接口的類型及功能等。物化能力：完成循跡機(jī)器人小車的制作與調(diào)試，撰寫一份制作報告，包括材料清單、制作步驟、調(diào)試過程及遇到的問題與解決方案。針對循跡機(jī)器人小車的性能進(jìn)行測試，記錄測試數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)提出改進(jìn)建議。三、作業(yè)內(nèi)容設(shè)計1.技術(shù)意識作業(yè)作業(yè)名稱：機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應(yīng)用及影響分析作業(yè)要求：收集關(guān)于機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)中的應(yīng)用案例，如工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療服務(wù)、教育領(lǐng)域等。分析機(jī)器人控制器在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用如何提高了生產(chǎn)效率、降低了勞動強(qiáng)度，以及對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。撰寫一篇小論文，字?jǐn)?shù)不少于800字，要求條理清晰、邏輯嚴(yán)密、論證充分。評價標(biāo)準(zhǔn)：內(nèi)容全面性：是否全面收集了機(jī)器人控制器在不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例。分析深度：是否深入分析了機(jī)器人控制器對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的影響。論文質(zhì)量：論文結(jié)構(gòu)是否合理、條理是否清晰、論證是否充分、語言是否流暢。2.工程思維作業(yè)作業(yè)名稱：機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖設(shè)計與分析作業(yè)要求：設(shè)計并繪制一個機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，包括電源供電電路、參考時鐘電路、復(fù)位電路等關(guān)鍵部分。在結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)注各部分的名稱、功能及相互關(guān)系，并解釋各部分在控制系統(tǒng)中的作用。撰寫一份分析報告，對設(shè)計的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行詳細(xì)說明，包括設(shè)計思路、各部分功能及相互關(guān)系等。評價標(biāo)準(zhǔn)：結(jié)構(gòu)圖完整性：是否完整包含了機(jī)器人控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。標(biāo)注準(zhǔn)確性：各部分名稱、功能及相互關(guān)系的標(biāo)注是否準(zhǔn)確。分析報告質(zhì)量：分析報告是否條理清晰、邏輯嚴(yán)密、解釋充分。3.創(chuàng)新設(shè)計作業(yè)作業(yè)名稱：創(chuàng)新功能機(jī)器人設(shè)計方案作業(yè)要求：基于對機(jī)器人控制器的理解，設(shè)計一款具有創(chuàng)新功能的機(jī)器人。撰寫設(shè)計報告，包括設(shè)計思路、功能描述、預(yù)期效果等部分。設(shè)計報告要求條理清晰、邏輯嚴(yán)密、表述準(zhǔn)確。繪制機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖或流程圖，輔助說明設(shè)計方案。評價標(biāo)準(zhǔn)：創(chuàng)新性：設(shè)計方案是否具有創(chuàng)新性，能否體現(xiàn)對機(jī)器人控制器的深入理解。功能性：機(jī)器人功能描述是否清晰、明確，預(yù)期效果是否合理。設(shè)計報告質(zhì)量：設(shè)計報告結(jié)構(gòu)是否合理、條理是否清晰、表述是否準(zhǔn)確。4.圖樣表達(dá)作業(yè)作業(yè)名稱：循跡機(jī)器人小車電路圖與通信接口示意圖繪制作業(yè)要求：繪制循跡機(jī)器人小車的電路圖，包括電機(jī)驅(qū)動模塊、電源系統(tǒng)、單片機(jī)最小系統(tǒng)等部分。電路圖要求標(biāo)注各元件的參數(shù)和連接關(guān)系。設(shè)計并繪制一份機(jī)器人控制器的通信接口示意圖，包括模擬信號與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換過程、通信接口的類型及功能等。示意圖要求清晰、準(zhǔn)確、易于理解。評價標(biāo)準(zhǔn)：電路圖完整性：是否完整包含了循跡機(jī)器人小車的關(guān)鍵電路部分。標(biāo)注準(zhǔn)確性：各元件參數(shù)和連接關(guān)系的標(biāo)注是否準(zhǔn)確。示意圖質(zhì)量：通信接口示意圖是否清晰、準(zhǔn)確、易于理解。5.物化能力作業(yè)作業(yè)名稱：循跡機(jī)器人小車制作與調(diào)試報告作業(yè)要求：完成循跡機(jī)器人小車的制作與調(diào)試過程，記錄制作步驟、調(diào)試過程及遇到的問題與解決方案。撰寫一份制作報告，包括材料清單、制作步驟、調(diào)試過程及遇到的問題與解決方案等部分。制作報告要求條理清晰、邏輯嚴(yán)密、表述準(zhǔn)確。針對循跡機(jī)器人小車的性能進(jìn)行測試，記錄測試數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)提出改進(jìn)建議。評價標(biāo)準(zhǔn)：制作過程完整性：是否完整記錄了循跡機(jī)器人小車的制作與調(diào)試過程。問題解決能力：在制作與調(diào)試過程中遇到的問題及解決方案是否合理、有效。測試數(shù)據(jù)分析：測試數(shù)據(jù)記錄是否準(zhǔn)確、分析是否深入、改進(jìn)建議是否合理。通過以上作業(yè)設(shè)計，旨在全面促進(jìn)學(xué)生通用技術(shù)核心素養(yǎng)的發(fā)展，提高學(xué)生對機(jī)器人控制器的理解與應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。十五、“教-學(xué)-評”一致性課時設(shè)計課程基本信息教材版本：2020版人教版高中通用技術(shù)選擇性必修2單元主題：第三章機(jī)器人控制器課時設(shè)計：根據(jù)大單元實施思路及教學(xué)結(jié)構(gòu)圖，本單元共分為14課時，其中第1課時為導(dǎo)入階段，第2至9課時為理論學(xué)習(xí)階段（控制器基本原理2課時，控制器使用實例及編程4課時，通信接口解析2課時），第10至13課時為課外實踐階段（循跡機(jī)器人小車制作4課時），第14課時為總結(jié)提升階段。第一課時：導(dǎo)入階段教學(xué)目標(biāo)技術(shù)意識：激發(fā)學(xué)生對機(jī)器人技術(shù)的興趣，認(rèn)識到機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的重要性。工程思維：引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器人小車的基本組成及各部分的作用。作業(yè)目標(biāo)思考并記錄自己對機(jī)器人技術(shù)的興趣和疑問。教學(xué)過程展示實例：通過多媒體展示機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療、教育等領(lǐng)域的應(yīng)用實例。引導(dǎo)討論：引導(dǎo)學(xué)生討論機(jī)器人技術(shù)的重要性，并思考機(jī)器人小車的基本組成。明確目標(biāo)：簡要介紹本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容和目標(biāo)。教學(xué)評價通過觀察學(xué)生的討論情況和記錄的興趣與疑問，評價學(xué)生對機(jī)器人技術(shù)的初步認(rèn)識和興趣程度。第二至三課時：控制器基本原理教學(xué)目標(biāo)技術(shù)意識：了解機(jī)器人運動控制的常用控制器種類。工程思維：理解單片機(jī)的基本組成與工作過程。圖樣表達(dá)：能夠識讀單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。作業(yè)目標(biāo)繪制單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，并標(biāo)注各部分功能。教學(xué)過程講解原理：詳細(xì)講解單片機(jī)的基本組成與工作過程，包括時鐘電路、存儲器、中央處理器等部分。案例分析：通過案例分析，幫助學(xué)生理解機(jī)器人控制器的基本原理?；佑懻摚河懻搯纹瑱C(jī)如何實現(xiàn)計算機(jī)類似的基本功能。教學(xué)評價通過學(xué)生繪制的單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖和課堂討論情況，評價學(xué)生對單片機(jī)基本原理的理解程度。第四至七課時：控制器使用實例及編程教學(xué)目標(biāo)技術(shù)意識：了解單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成部分。工程思維：理解單片機(jī)的引腳類型及功能。創(chuàng)新設(shè)計：掌握流程圖繪制方法，了解控制器編程的必要性。物化能力：通過實例演示，初步了解單片機(jī)的使用方法。作業(yè)目標(biāo)繪制單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖，并標(biāo)注各部分功能。設(shè)計一個簡單的流程圖，描述一個機(jī)器人小車的運動過程。教學(xué)過程講解組成：介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成部分，包括電源供電電路、參考時鐘電路、復(fù)位電路等。引腳說明：詳細(xì)講解單片機(jī)的引腳類型及功能。編程基礎(chǔ)：介紹機(jī)器人編程的必要性，講解流程圖繪制方法。實例演示：通過實例演示單片機(jī)的使用方法。教學(xué)評價通過學(xué)生繪制的電路圖和流程圖，以及課堂參與度，評價學(xué)生對單片機(jī)使用實例及編程基礎(chǔ)知識的掌握情況。第八至九課時：通信接口解析教學(xué)目標(biāo)技術(shù)意識：學(xué)會區(qū)分模擬信號與數(shù)字信號。工程思維：了解A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的功能。創(chuàng)新設(shè)計：掌握控制器與傳感器的通信接口類型。圖樣表達(dá)：能夠識讀并繪制A/D、D/A轉(zhuǎn)換示意圖。作業(yè)目標(biāo)繪制A/D、D/A轉(zhuǎn)換示意圖，并解釋其工作原理。調(diào)研并總結(jié)常見的通信接口類型及其特點。教學(xué)過程信號區(qū)分：講解模擬信號與數(shù)字信號的區(qū)別。轉(zhuǎn)換原理：介紹A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的功能和工作原理。接口介紹：講解常見的通信接口類型，如UART、I2C、SPI等。實例分析：通過實例分析通信接口在機(jī)器人控制器中的應(yīng)用。教學(xué)評價通過學(xué)生繪制的轉(zhuǎn)換示意圖和調(diào)研總結(jié)，評價學(xué)生對通信接口原理及類型的理解程度。第十至十三課時：課外實踐——循跡機(jī)器人小車制作教學(xué)目標(biāo)技術(shù)意識：認(rèn)識到電機(jī)驅(qū)動在機(jī)器人系統(tǒng)中的重要性。工程思維：通過實踐活動，培養(yǎng)系統(tǒng)規(guī)劃與優(yōu)化能力。創(chuàng)新設(shè)計：提出并優(yōu)化機(jī)器人小車的設(shè)計方案。圖樣表達(dá)：繪制機(jī)器人小車的電路圖和結(jié)構(gòu)圖。物化能力：掌握電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能。作業(yè)目標(biāo)完成循跡機(jī)器人小車的制作，并編寫制作報告。對小車進(jìn)行調(diào)試，記錄調(diào)試過程中遇到的問題及解決方法。教學(xué)過程實驗原理：講解電機(jī)驅(qū)動模塊的原理及循跡小車轉(zhuǎn)向的實現(xiàn)方法。電源設(shè)計：介紹機(jī)器人電源系統(tǒng)的設(shè)計要點。實踐操作：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行循跡機(jī)器人小車的裝配、編程與調(diào)試。問題解決：引導(dǎo)學(xué)生解決實踐過程中遇到的問題。教學(xué)評價通過學(xué)生的實踐作品、制作報告及調(diào)試記錄，評價學(xué)生的物化能力、創(chuàng)新設(shè)計能力和問題解決能力。第十四課時：總結(jié)提升階段教學(xué)目標(biāo)技術(shù)意識：總結(jié)機(jī)器人控制器在現(xiàn)代科技和工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用價值。工程思維：反思并優(yōu)化機(jī)器人小車制作過程中的系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計。創(chuàng)新設(shè)計：鼓勵學(xué)生提出新的機(jī)器人設(shè)計方案。圖樣表達(dá)：通過展示與交流，提升圖樣表達(dá)能力。物化能力：總結(jié)電機(jī)驅(qū)動、編程調(diào)試等物化技能的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。作業(yè)目標(biāo)撰寫學(xué)習(xí)總結(jié)，反思學(xué)習(xí)過程中的收獲與不足。提出一個新的機(jī)器人設(shè)計方案，并繪制初步的設(shè)計圖。教學(xué)過程成果展示：組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)成果的展示與交流。經(jīng)驗分享：引導(dǎo)學(xué)生分享制作過程中的經(jīng)驗與教訓(xùn)。教師反饋：教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行評價與反饋?？偨Y(jié)反思：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)反思，明確后續(xù)學(xué)習(xí)的方向。創(chuàng)新設(shè)計：鼓勵學(xué)生提出新的機(jī)