2019版 地质版 高中通用技术 选择性必修2 机器人设计与制作《第五章 机器人的控制策略》大单元整体教学设计[2020课标].docx

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2019版地质版高中通用技术选择性必修2机器人设计与制作《第五章机器人的控制策略》大单元整体教学设计[2020课标]

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

《机器人的控制策略》是高中通用技术选择性必修2《机器人设计与制作》中的重要章节，该章节主要涉及机器人控制系统的编程与设计。本章内容通过顺序结构、分支结构和循环结构三种基本编程结构，引导学生理解和掌握机器人控制策略的基本原理和实现方法。具体内容分为三节：第一节为顺序结构编程，第二节为分支结构编程，第三节为循环结构编程。每一节都包含了概念讲解和机器人控制实例的应用，旨在让学生能够通过编程实现机器人的基本控制功能。

（二）单元内容分析

顺序结构编程

顺序结构的概念：顺序结构是最简单的程序结构，程序中的各个语句按照自然顺序依次执行。

机器人运动——顺序结构实现：通过顺序结构编程，实现机器人前进、后退等基本运动。学生需要理解如何通过编程控制机器人的运动，并掌握顺序结构在机器人控制中的应用。

分支结构编程

分支结构的概念：分支结构又称为选择结构，根据条件的不同执行不同的程序分支。

机器人避障——分支结构实现：通过分支结构编程，实现机器人在遇到障碍物时能够自动避障。学生需要理解如何利用传感器检测障碍物，并通过编程实现避障功能。

循环结构编程

循环结构的概念：循环结构允许程序中的某段代码重复执行多次，直到满足特定条件为止。

机械爪抓取——循环结构实现：通过循环结构编程，实现机械爪的重复抓取动作。学生需要理解如何设置循环条件，并通过编程控制机械爪的抓取动作。

（三）单元内容整合

本章内容围绕机器人控制策略展开，通过顺序结构、分支结构和循环结构三种基本编程结构，逐步深入介绍机器人控制系统的设计与实现。在教学过程中，需要将理论知识与编程实践相结合，通过具体的机器人控制实例，帮助学生理解和掌握编程技巧。还需要注重培养学生的技术意识、工程思维、创新设计、图样表达和物化能力，提高学生的综合技术素养。

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是：

（一）技术意识

目标描述：

学生能够形成对技术现象及技术问题的感知与体悟，理解技术与人类生活、社会进步的关系。

学生能够具备技术的规范、标准与专利意识，能够就某一技术领域对人、社会、环境的影响作出理性分析。

学生能够形成技术的安全和责任意识、生态文明与环保意识、技术伦理与道德意识。

在本单元中的体现：

学生通过学习机器人控制策略，了解技术在机器人领域的应用，增强对技术的感知与体悟。

学生通过编程实践，掌握技术规范与标准，培养专利意识。

学生通过分析机器人控制对环境、安全等方面的影响，培养技术的安全与责任意识。

（二）工程思维

目标描述：

学生能够认识系统与工程的多样性和复杂性，运用系统分析的方法，针对某一具体技术领域的问题进行要素分析、整体规划。

学生能够领悟结构、流程、系统、控制等基本思想和方法，并加以运用。

学生能够进行简单的风险评估和综合决策。

在本单元中的体现：

学生通过机器人控制系统的设计与实现，理解系统与工程的复杂性和多样性。

学生运用系统分析的方法，对机器人控制问题进行要素分析和整体规划。

学生在编程过程中，考虑机器人运动的流畅性、安全性等因素，进行风险评估和综合决策。

（三）创新设计

目标描述：

学生能够在发现与明确问题的基础上，收集相关信息，并运用人机关系及相关理论进行综合分析。

学生能够提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案，进行技术性能和指标的技术试验、技术探究等实践操作。

学生能够综合各种社会文化因素评价设计方案，并加以优化。

在本单元中的体现：

学生通过明确机器人控制的问题，收集相关信息，提出创新性的控制策略。

学生通过编程实践，对机器人控制方案进行技术试验和探究。

学生通过综合考虑性能、成本、安全等因素，对设计方案进行优化。

（四）图样表达

目标描述：

学生能够识读简单的机械加工图、电子线路图、效果图、装配图等常见技术图样。

学生能够运用手工绘图工具和简易绘图软件绘制草图、简单的三视图，用技术语言与他人交流设计构想。

学生能够通过图样表达设计构想，用技术语言实现有形与无形、抽象与具体的思维转换。

在本单元中的