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].docx

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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

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）》，通用技术的核心素养目标主要包括技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力五个方面。以下是对这五个方面核心素养目标在本单元教学中的具体分解：

（一）技术意识

理解技术现象及问题：通过学习机器人控制器的基本原理和应用实例，学生能够理解机器人技术在现代社会中的重要性和广泛应用，形成对技术现象及问题的敏感性和关注度。

形成技术规范和标准意识：在控制器编程和通信接口的学习中，学生将了解技术规范和标准在机器人技术中的重要性，形成遵守技术规范和标准的意识。

分析技术对个人、社会和环境的影响：通过讨论机器人技术的发展趋势和潜在影响，学生能够分析技术对个人、社会和环境可能产生的影响，形成理性的技术价值观和责任感。

（二）工程思维

运用系统分析方法：在学习控制器基本原理和机器人系统设计的过程中，学生将运用系统分析方法，对机器人系统进行整体规划和优化设计。

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