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《第四章 机器人控制策略》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《第四章机器人控制策略》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

本次大单元教学设计的内容聚焦于2020版人教版高中通用技术选择性必修

2《第四章机器人控制策略》。该章节详细阐述了机器人控制策略的基本概念、

设计方法及实际应用，具体内容分为三个主要部分：

路径规划和运动控制的概念和功能：介绍路径规划和运动控制在机器人技术

中的重要性，以及它们如何帮助机器人实现自主导航和精确控制。

路径规划和运动控制的设计方法：深入探讨机器人控制系统的组成部分，包

括开环控制与闭环控制的区别与应用，以及PID控制等常用控制算法的原理和实

现方式。

机器人控制策略实例：通过实际案例，如循迹机器人小车的制作，展示机器

人控制策略在实践中的应用，强化学生的物化能力和创新设计能力。

本章还包含一个课外实践环节——“循迹机器人小车制作——控制”，旨在

通过动手实践，加深学生对机器人控制策略的理解和应用能力。

（二）单元内容分析

1.路径规划和运动控制的概念和功能

核心概念：路径规划、运动控制、自主导航、精确控制。

教学目标：使学生理解路径规划和运动控制在机器人技术中的基本概念和功

能，认识到它们在实现机器人自主行动中的重要性。

教学重点：路径规划与运动控制的定义、应用场景及其作用。

教学难点：如何让学生直观理解抽象的路径规划和运动控制概念。

2.路径规划和运动控制的设计方法

核心概念：控制系统、开环控制、闭环控制、PID控制算法。

教学目标：掌握机器人控制系统的基本组成，理解开环控制与闭环控制的区

别，以及PID控制算法的原理和应用。

教学重点：控制系统的组成、开环与闭环控制的对比、PID控制算法的实现。

教学难点：PID控制算法的复杂性和实际应用中的调试。

3.机器人控制策略实例

核心概念：循迹机器人、传感器应用、控制程序设计。

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教学目标：通过循迹机器人小车的制作，使学生掌握机器人控制策略的实际

应用，提高物化能力和创新设计能力。

教学重点：循迹机器人小车的工作原理、传感器选择与应用、控制程序设计。

教学难点：循迹机器人小车的制作与调试过程中的技术挑战。

（三）单元内容整合

本单元内容围绕机器人控制策略展开，从理论到实践，层层深入。通过介绍

路径规划和运动控制的概念和功能，为学生打下坚实的理论基础；通过讲解路径

规划和运动控制的设计方法，使学生掌握控制系统的基本原理和实现方式；通过

循迹机器人小车的制作实践，将理论知识转化为实际操作能力，提升学生的物化

能力和创新设计能力。整个单元内容紧密相连，逐步推进，旨在全面培养学生的

通用技术核心素养。

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

（一）技术意识

内涵：技术意识是对技术现象及技术问题的感知与体悟，包括对技术性质、

技术与人、自然、社会关系的理解，以及技术规范和专利意识等。

在本单元中的体现：

学生通过对机器人控制策略的学习，能够感知到技术在现代生活中的广泛应

用和重要性。

在了解路径规划和运动控制的过程中，学生能够认识到技术对于提高生活质

量和生