2020版 人教版 高中通用技术 选择性必修2 机器人设计与制作《第三章 机器人控制器》大单元整体教学设计[2020课标].pdf

2020版人教版高中通用技术选择性必修2机器人

设计与制作《第三章机器人控制器》大单元整体教

学设计[2020课标]

学校：dxyc2360指导教师：张元方

一、内容分析与整合

二、《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》

分解

三、学情分析

四、大主题或大概念设计

五、大单元目标叙写

六、大单元教学重点

七、大单元教学难点

八、大单元整体教学思路

九、学业评价

十、大单元实施思路及教学结构图

十一、大情境、大任务创设

十二、单元学历案

十三、学科实践与跨学科学习设计

十四、大单元作业设计

十五、“教-学-评”一致性课时设计

十六、大单元教学反思

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一、内容分析与整合

（一）教学内容分析

《机器人控制器》是高中通用技术选择性必修2中的一个重要章节，内容涵

盖了机器人控制器的基本原理、使用实例、编程方法以及通信接口等方面的知识。

通过本章的学习，学生将理解机器人控制器的核心组成及其工作原理，掌握控制

器在机器人系统中的应用，以及如何通过编程实现对机器人的精确控制。学生还

将学习控制器与传感器、执行器等外部设备之间的通信接口技术，为后续的机器

人设计与制作打下坚实的基础。

（二）单元内容分析

本单元共包含四个主要部分：控制器基本原理、控制器使用实例、控制器编

程、控制器通信接口，以及一个课外实践——循迹机器人小车制作。各部分内容

既相互独立又紧密相关，共同构成了机器人控制器这一核心主题的完整知识体系。

控制器基本原理：该部分主要介绍机器人控制器的组成单元、工作过程以及

单片机的基本结构和功能。学生将了解控制器如何通过内部电路和外部接口实现

对机器人运动的精确控制，以及单片机在机器人控制中的重要作用。

控制器使用实例：通过具体实例，如单片机最小系统的组成、引脚类型及复

位方式等，让学生直观感受控制器在实际应用中的操作方法和注意事项。这将有

助于学生更好地理解控制器的原理和功能，并为后续的编程和通信接口学习打下

基础。

控制器编程：本部分重点介绍机器人编程的必要性、编程语言分类及特点，

以及流程图的绘制方法。学生将学习如何通过编程语言实现对机器人的精确控制，

包括顺序流程和循环流程的设计与应用。学生还将了解不同编程语言之间的优缺

点，为选择合适的编程语言提供参考。

控制器通信接口：该部分主要介绍控制器与传感器、执行器等外部设备之间

的通信接口技术，包括模拟信号与数字信号的区分、A/D和D/A转换器的功能以

及常见的数字通信接口等。学生将学习如何通过通信接口实现控制器与外部设备

之间的数据交换，为机器人的精确控制提供技术支持。

课外实践：循迹机器人小车制作——电机驱动：通过制作循迹机器人小车这

一具体实践项目，让学生综合运用所学知识，包括控制器的基本原理、编程方法

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以及通信接口技术等，实现对机器人小车的精确控制。这将有助于学生将理论知

识转化为实际操作能力，提升他们的工程实践和创新能力。

（三）单元内容整合

本单元的内容整合旨在通过系统性的学习和实践，让学生全面掌握机器人控

制器的核心知识和技术。在整合过程中，我们将注重以下几个方面：

知识体系的系统性：通过从基本原理到具体应用、从理论知识到实践操作的

逐步深入，构建完整的知识体系。这将有助于学生更好地理解机器人控制器的各

个方面，形成系统性的认识。

理论与实践的结合：在理论学习的基础上，通过课外实践项目让学生将所学

知识应用于实际操作中。这将有助于提升学生的工程实践和创新能力，同时加深

对理论知识的理解。

跨学科知识的融合：在单元内容整合过程中，我们将注重跨学科知识的融合，

如将物理、数学等学科知识融入机器人控制器的学习中。这将有助于拓展学生的

知识视野，提升他们的综合素质。

二、《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》分解

通用技术的核心素养目标

根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》，通用