教学设计-智能导航 黔教版信息技术六年级下册.doc

智能导航教学设计

课题

智能导航

单元

体验智慧出行

学科

小学信息技术

年级

六年级

教材分析

本课内容涵盖了卫星定位导航技术的基础知识、应用以及实际操作体验，具有较强的实用性和互动性。通过介绍我国自主研发的北斗卫星导航系统，激发了学生的民族自豪感和科技兴趣。同时，结合地图数据与导航软件的内容，使学生能够更好地理解卫星定位导航技术在日常生活中的应用。此外，通过实践活动的设计，鼓励学生动手操作，提升了学生的实践能力和问题解决能力。

学习

目标

信息意识：增强信息敏感度，能够主动关注和了解卫星定位导航技术在日常生活中的应用。

能够区分不同卫星导航系统的特点和优势。

计算思维：理解卫星定位导航技术背后的计算原理，如三角定位法等。通过实践活动，锻炼逻辑思维和问题解决能力，能够利用计算思维优化出行路线。

数字化学习与创新：利用数字化工具（如导航软件）进行自主学习和探究，提高学习效率。

思考如何结合卫星定位导航技术进行创新应用设计。

信息社会责任：使用卫星定位导航服务时注意保护个人隐私。使用数字技术时应遵守法律法规，尊重他人权益，树立良好的信息社会道德责任感。

重点

卫星定位导航技术的基础理解：使学生理解卫星定位导航技术的基本工作原理及其在日常生活中的应用，包括但不限于交通导航、位置服务等。

导航软件与地图数据的应用：重点介绍导航软件如何利用卫星信号和地图数据为用户提供导航服务，以及用户如何通过导航软件获取实时路况信息，规划高效出行路线。

难点

卫星定位导航技术的工作原理：卫星定位导航技术涉及复杂的物理和数学知识，如信号传播时间、三角测量法等，对于学生来说可能较难理解。因此，如何将这些复杂的知识以简单易懂的方式呈现给学生，是教学中的一个难点。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课

本项目中，我们将围绕“体验智慧出行”展开学习活动。通过出行过程中的决策、引导等活动，了解在实时感知、精准研判、智能决策下，“人”“车”“路”协同所赋予的灵活多样、随需而至、绿色节约的交通出行服务，感受“出行即服务(MobilityasaService,MaaS)”理念。在物联网科技产品带来的出行变革中，体验智慧出行的便捷与高效，形成新的出行生活方式。

本项目共2课，包括3个项目活动，详见下表：

课题

项目活动

第3课智能导航

项目活动1:体验导航出行

第4课智慧出行

项目活动2:体验MaaS的智慧项目

项目活动3:了解汽车自动驾驶并模拟搭建程序脚本

了解本项目学习内容及本课将要开展的活动。

帮助学生明确项目学习内容和本课要开展的活动，激发学生的学习兴趣。

讲授新课

项目活动1:体验导航出行

中国北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BDS)是我国自行研制、自主建设、独立运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。它具有快速定位、实时导航、精确授时、位置报告和短报文通信服务五大功能。

1.卫星定位导航技术

卫星定位导航技术是采用空间导航卫星对地面、海洋、空中和空间用户进行定位的技术。通常只需接收4颗卫星发出的信号就可以实现定位、导航、授时等功能。

卫星定位系统由三部分组成：空间卫星部分——导航卫星；地面控制部分——地面主控站和监测站等；用户设备部分——卫星信号接收机。

卫星定位基本原理：位于高空的导航卫星以一定的周期环绕地球运行，在地面一般可同时接收4颗及以上卫星的信号。由于卫星位置精确可知，以及卫星时钟与接收机时钟之间的时差，便可计算求解，从而得到地面接收点的经纬度等信息，达到通过卫星定位导航的目的。

扩展学习——卫星定位导航技术计算方法

卫星定位导航技术的计算方法主要基于三角测量原理，结合信号传播时间、多普勒效应等因素进行计算。以下是卫星定位导航技术计算方法的一些关键步骤：

卫星位置计算：首先，需要知道每颗卫星的精确位置。这些位置信息通常通过卫星的星历数据获得，星历数据包括卫星的轨道参数等信息。通过这些参数，可以计算出卫星在特定时间的位置。

信号传播时间测量：地面接收器接收到卫星的信号后，会测量信号从卫星传播到接收器的时间。这个时间乘以光速，就得到了接收器和卫星之间的距离。然而，由于信号在传播过程中会受到大气层等因素的影响，导致传播速度发生变化，因此需要进行相应的修正。

多普勒效应修正：当卫星和接收器之间发生相对运动时，会产生多普勒效应，导致接收到的信号频率发生变化。通过测量这种频率变化，可以计算出卫星和接收器之间的相对速度，从而修正距离测量结果。

位置计算：当接收器同时接收到来自多颗卫星的信号时，就可以通过三角测量原理计算出接收器的位置。具体来说，需要解算一个包含多个未知数的方程组，这些未知数包括接收器的三维坐标