车辆行驶教学课件设计

车辆行驶教学课件教学目标与课程概要知识目标技能目标素养目标掌握车辆基本结构与行驶原理，理解力学能够运用WEDO

2.0搭建功能完善的小车模树立安全驾驶意识，培养遵守交通规则的基础知识在车辆运动中的应用，熟悉传感型，编写基本行驶程序，实现自动避障、良好习惯，发展团队协作能力与问题解决器工作原理及其在智能驾驶中的作用跟车等功能，培养编程思维与动手能力能力，增强创新思维课程面向对象本课程主要面向两类学习者初学驾驶者小学信息技术学生适合准备考取驾照或刚获得驾照的学员，通过理论学习与模拟实践，掌握安全驾驶要领，减少实际驾驶中的风险课程内容简明易懂，重点突出，强调实践应用课程内容与时间安排1第1-10课时基础理论学习车辆结构、物理原理、驾驶基础知识，每课时45分钟，课堂讲解与多媒体演示相结合2第11-20课时WEDO

2.0实践小车搭建（2课时）、编程实现（1课时）、功能测试与优化学生分组合作，教师巡回指导3第21-30课时综合应用与创新创意项目设计、安全意识培养、成果展示与评价学生自主探究为主，教师引导为辅理论与实践结合教学安排本课程采用理论—实践—反思的教学模式，每个知识点均配有相应的实践活动理论讲解占30%时间，实践操作占60%时间，反思总结占10%时间课外学习时间建议每周不少于2小时，用于复习巩固和拓展探究学科关联与知识结构物理力学车辆工程牛顿运动定律、摩擦力、向心力、动量守恒、能量转换、功率计算车辆结构组成、动力系统原理、转向系统设计、制动系统工作原理传感器技术距离传感器工作原理、信号处理、数据采集与分析、环境感知方法工程实践模型设计与搭建、结构优化、系统集成、测试与调试、信息技术故障诊断图形化编程、算法设计、逻辑控制、人机交互、数据可视化跨学科整合价值车辆行驶教学是理想的STEM教育载体，自然融合多学科知识学生在实践中不仅学习单一学科内容，更能体会不同学科间的联系，培养综合运用知识解决实际问题的能力例如，设计一个能够自动避障的小车，需要理解力学原理（如何转向）、传感器工作原理（如何感知障碍物）、编程逻辑（如何实现决策和控制）等多方面知识车辆种类与结构基础常见机动车分类乘用车轿车、SUV、MPV、跑车等，主要用于载人，结构紧凑，操控性能好商用车客车、货车、专用车等，载重量大，结构复杂，操作要求高特种车辆工程车、救护车、消防车等，功能专一，配备特殊设备不同类型的车辆具有各自独特的结构特点和性能参数，但基本组成系统相似WEDO

2.0教具小车介绍WEDO

2.0小车是一种理想的教学工具，它由以下几个主要部分组成智能集线器作为小车的大脑，负责接收和处理来自电脑的指令，控制电机和传感器电机提供动力，驱动车轮转动，实现小车前进、后退等动作距离传感器能够检测前方障碍物，为自动避障提供数据支持倾斜传感器检测小车的倾斜状态，可用于实现特殊功能车辆行驶的物理原理轮轴运动基本原理车辆行驶的核心是轮轴系统的运动，这涉及多种物理学原理圆周运动摩擦力作用动量与惯性车轮绕轴旋转形成圆周运动，线速度v=ωr，其中ω为角速度，静摩擦力提供车辆前进的驱动力，若轮胎打滑，静摩擦转变为车辆质量越大，动量越大，启动和停止所需力也越大这解释r为车轮半径在行驶过程中，车轮与地面的接触点瞬时速度动摩擦，驱动效率大幅降低摩擦力与轮胎材质、路面状况、了为什么大型车辆加速慢、制动距离长的现象为零，形成纯滚动车重密切相关转向与制动理论转向原理车辆转向时，内外车轮走过的路径长度不同，需要差速器协调转向时会产生向心力，向心力过大会导致侧滑阿克曼转向几何原理确保转弯时各轮轨迹合理，减小轮胎磨损其中，F_c表示向心力，m表示车辆质量，v表示车速，r表示转弯半径制动力学制动时，摩擦力将动能转化为热能制动距离与车速的平方成正比，与摩擦系数成反比制动系统工作压力通常为5-10MPa，能在短时间内产生巨大制动力其中，s表示制动距离，v表示初速度，μ表示摩擦系数，g表示重力加速度在WEDO

2.0小车实验中，学生可以通过改变车速、车重、轮胎材质等参数，观察和测量转向和制动性能的变化，验证物理理论驾驶基础一启动与前进实际车辆启动流程现代汽车的启动过程已经相当简化，但仍然需要遵循一定的步骤

1.确认车辆处于P挡（自动挡）或空挡（手动挡）

2.踩下制动踏板（安全联锁机制要求）

3.按下启动按钮或转动钥匙至启动位置

4.发动机启动后，挂入D挡（自动挡）或1挡（手动挡）

5.松开驻车制动

6.缓慢松开制动踏板，轻踩油门起步启动后的油门控制是平稳行驶的关键初学者常犯的错误是油门踩得过猛，导致车辆猛冲正确的做法是轻柔踩下油门踏板，感受车辆的响应，根据需要逐渐增加或减少油门理想的加速过程应该是平滑渐进的，避免忽快忽慢WEDO小车前进命令实现在WEDO

2.0编程环境中，实现小车前进的命令非常直观开始程序设置马达功率50%设置马达方向顺时针启动马达等待3秒停止马达结束程序学生可以通过调整以下参数来改变小车的行驶效果•马达功率影响小车行驶速度，范围0-100%•马达方向顺时针或逆时针，决定前进或后退•运行时间决定行驶距离驾驶基础二减速与停车刹车系统工作原理现代汽车刹车系统是确保行车安全的关键部件，主要包括以下几种类型123盘式制动器鼓式制动器电子制动系统通过液压推动制动钳，使制动片与制动盘摩擦产生制动力优点是散热好、制通过制动轮缸推动制动蹄片与制动鼓内壁摩擦产生制动力结构复杂但成本包括ABS（防抱死系统）、EBD（电子制动力分配）、ESP（车身稳定系统）动力强，主要用于前轮或高性能车辆的四轮低，多用于后轮或经济型车辆等，能在紧急情况下优化制动效果，防止车轮抱死和侧滑编程示例小车遇障碍自动停止利用WEDO

2.0的距离传感器，我们可以编程实现小车遇到障碍物自动停止的功能开始程序设置马达功率50%设置马达方向顺时针启动马达循环无限如果距离传感器10厘米则停止马达退出循环结束如果结束循环结束程序此程序的核心是通过距离传感器不断检测前方障碍物，当检测到障碍物距离小于预设值（本例中为10厘米）时，立即停止电机，实现自动停车功能学生可以尝试调整停车触发距离，观察不同速度下需要不同的制动距离，从而理解现实驾驶中提前预判和保持安全距离的重要性驾驶基础三后退与掉头后退条件与安全注意事项后退是驾驶中最容易发生事故的操作之一，需要特别注意以下几点视野确认速度控制后退前必须通过后视镜、侧视镜和回头观察确认后方无障碍物和行人现代车辆的倒车影像和雷达系统可以辅助后退时速度应保持在5km/h以下，以便随时停车手动挡车辆需控制离合器处于半联动状态，自动挡车辆需轻点判断，但不能完全依赖油门方向把握特殊场景处理后退转向与前进相反，方向盘向左转车尾向右移，向右转车尾向左移这种反向感需要通过反复练习来掌握后退上坡需适当加大油门，后退下坡需控制车速避免滑行狭窄空间后退应分段进行，每次后退一小段后重新确认周围环境示例编程倒车命令设置在WEDO

2.0编程环境中，实现小车后退的代码示例如下开始程序设置马达功率30%//后退时功率通常设置较低设置马达方向逆时针//改变电机方向实现后退启动马达等待2秒停止马达等待1秒设置马达方向顺时针//方向改回前进设置马达功率50%启动马达等待3秒停止马达结束程序通过这个程序，小车会先后退2秒，停顿1秒，然后前进3秒学生可以利用这个基本程序，设计更复杂的路径，如三点掉头、倒车入库等操作，模拟真实驾驶场景方向控制与转向技巧方向盘基础结构方向盘通过转向系统控制车轮转向现代汽车普遍采用助力转向系统，减轻驾驶者的操作力度液压助力转向通过发动机驱动液压泵提供助力，响应直接但耗能电动助力转向由电机提供助力，节能环保，可根据车速调整助力大小电子转向系统无机械连接，完全由电子控制，可实现自动驾驶功能方向盘的转动比通常为12:1至18:1，意味着方向盘转动12至18度，车轮才转动1度这种设计既保证了操控的精确性，也避免了方向过于灵敏导致的行驶不稳定转向操作要领正确的转向操作应遵循以下原则

1.转弯前减速，转弯中保持稳定速度，转弯后再加速

2.双手握方向盘，位置在9点和3点或10点和2点

3.视线应看向转弯方向的出口，而不是紧盯前车或路沿

4.大角度转向时采用推拉法，避免双手交叉案例转弯路径规划与模拟使用WEDO

2.0小车，我们可以编程实现不同类型的转弯//90度右转弯程序开始程序设置马达A功率50%//左轮设置马达B功率50%//右轮设置马达A方向顺时针设置马达B方向顺时针启动马达A和B//直线行驶等待2秒停止马达B//右轮停止等待

0.7秒//左轮继续转动约

0.7秒完成90度转弯启动马达B//恢复直线行驶等待2秒停止所有马达结束程序学生可以通过调整单侧车轮停止的时间，实现不同角度的转弯也可以通过降低内侧车轮速度而非完全停止，实现大半径平滑转弯这些实验帮助学生理解转弯半径、速度与转向角度的关系速度与加速度控制速度与加速度的概念解释速度（Velocity）加速度（Acceleration）速度是描述物体运动快慢的物理量，表示单位时间内物体移动的距离，是一个矢量，包含大小和方向在驾驶中，车速通常以千米/小时（km/h）或米/秒（m/s）加速度描述物体速度变化的快慢，表示单位时间内速度的变化量，也是一个矢量在驾驶中，加速度通常以米/秒²（m/s²）表示表示其中，a表示加速度，Δv表示速度变化量，Δt表示时间间隔其中，v表示速度，s表示位移，t表示时间汽车的加速性能通常用0-100km/h加速时间表示，一般家用车在8-12秒之间，高性能跑车可以达到3-5秒安全舒适的加速度范围约为1-3m/s²，紧急制动时加速对于车辆而言，速度反映在车速表上，一般家用车的最高设计速度在180-220km/h之间，但法定最高限速通常为度可达8-10m/s²•城市道路30-60km/h•城市快速路80-100km/h•高速公路100-120km/h遇障碍自动控制实践距离传感器工作原理WEDO

2.0套装中的距离传感器是一种超声波传感器，其工作原理与蝙蝠的回声定位类似发射信号1传感器发射高频超声波（频率通常为40kHz，人耳无法听到）2信号反射声波遇到障碍物后反射回来，形成回波接收信号3传感器接收回波信号4时间计算计算声波从发射到接收的时间差Δt距离计算5使用公式d=v×Δt÷2计算距离（v为声速约340m/s，除以2是因为声波走了往返路程）WEDO

2.0的距离传感器检测范围约为3-150厘米，精度约为±1厘米在不同环境条件下（如高温、高湿、多尘等），传感器性能可能会有所下降插件编程避免碰撞实例上面的程序实现了一个能够自动避障的小车开始程序设置马达功率70%设置马达方向顺时针启动马达循环无限如果距离传感器15厘米则停止马达播放声音警报设置马达方向逆时针设置马达功率50%启动马达等待1秒停止马达设置马达方向

1.小车以70%的功率向前行驶顺时针设置马达左轮功率70%设置马达右轮功率30%启动马达等待

0.8秒设置马达右轮功率

2.不断检测前方障碍物距离70%等待2秒结束如果结束循环结束程序

3.当检测到障碍物距离小于15厘米时•停止行驶并发出警报声•后退1秒•通过调整左右轮速度差实现右转•恢复直线行驶，继续前进并检测学生可以尝试修改以下参数，观察小车避障行为的变化•检测距离阈值（影响反应提前量）•后退时间（影响安全距离）•转弯时的轮速差（影响转弯半径）•转弯时间（影响转弯角度）通过这些实验，学生能够理解自动驾驶系统的基本原理，培养算法思维和问题解决能力跟车行驶与车距控制跟车行驶的实际场景与问题跟车行驶是日常驾驶中最常见的场景之一，特别是在城市道路和高速公路上然而，不当的跟车距离是导致追尾事故的主要原因1跟车安全风险据交通安全统计数据，超过38%的交通事故是由于车距不足导致的追尾造成的在高速公路上，这一比例更高达到50%以上跟车行驶面临的主要挑战包括反应时延视线阻挡心理压力从看到前车制动到自己踩下刹车，平均需要

0.7-

1.5秒的反应时间，高速行驶时这段时间内车辆已前进紧跟大型车辆会导致前方视线受阻，无法及时观察到前方路况变化，增加危险系数与前车距离过近会增加驾驶者的心理压力和疲劳感，影响判断和操作的准确性相当距离距离传感器编程让小车自动保持距离利用WEDO

2.0的距离传感器，我们可以编程实现自适应巡航控制功能，让小车与前方物体保持恒定距离开始程序设置理想距离=20//理想跟车距离（厘米）设置最大功率=100//最大马达功率设置最小功率=20//最小马达功率设置马达方向顺时针循环无限读取当前距离=距离传感器值如果当前距离10则停止马达//距离过近，紧急停车否则如果当前距离理想距离则计算功率=当前距离/理想距离*最大功率如果计算功率最小功率则设置计算功率=最小功率结束如果设置马达功率计算功率启动马达//距离小于理想值，减速否则如果当前距离理想距离则计算功率=当前距离-理想距离/理想距离+1*最大功率/2如果计算功率最大功率则设置计算功率=最大功率结束如果设置马达功率计算功率启动马达//距离大于理想值，加速结束如果等待

0.1秒//刷新频率10Hz结束循环结束程序常见驾驶错误及其纠正新手驾驶常见错误初学者在驾驶过程中经常会犯一些典型错误，认识并纠正这些错误对于安全驾驶至关重要方向盘操作不当速度控制不稳刹车操作生硬错误表现单手握方向盘、转弯时交叉手、不回正方向盘错误表现忽快忽慢、频繁加减速、弯道不减速错误表现点刹、紧急情况下不敢用力刹车、刹车同时踩离合纠正方法保持双手9点3点位置握方向盘，转弯使用推拉法，直线行驶时纠正方法保持均匀油门，避免急加速，转弯前提前减速，出弯后再逐渐加纠正方法练习平稳制动，先轻后重再轻，紧急情况下果断制动，正确掌握保持方向盘回正速，学会预判路况刹车和离合器配合时机WEDO小车常见编程错误路线偏离问题传感器响应问题在WEDO

2.0小车编程中，常见的路线偏离原因及解决方案距离传感器常见问题及解决方法检测不稳定可能是电池电量不足或传感器角度不当，尝试更换电池或调整传感器角度问题现象可能原因解决方案无法检测透明物体超声波传感器对玻璃等透明物体检测效果差，可在物体表面贴不透明材料小车行驶时向一侧偏移左右电机功率设置不一致确保左右电机功率设置相同响应滞后传感器采样率不足，增加程序中的采样频率，减小等待时间如何优化驾驶行为小车转弯后无法回到直线转弯后未重置左右轮速度转弯后立即重新设置两轮相同速度通过以下方法提高小车编程和控制质量小车移动距离不准确轮胎打滑或地面摩擦不均检查轮胎状态，选择摩擦力稳定的

1.使用变量存储重要参数，便于整体调整平面

2.添加条件判断，处理异常情况

3.采用渐进式加减速，避免突然启停

4.引入PID控制算法，实现更平稳的跟随和避障

5.模拟真实驾驶场景，提前规划完整路径强化练习一基础命令执行练习任务小车按规划路线行驶本练习旨在巩固学生对基本行驶指令的掌握，要求学生编程控制WEDO

2.0小车完成一条预设路线的行驶任务路线包含直线行驶、转弯、停车等基本元素各环节流程分解与实现路线规划首先在地面上用胶带标记出一条包含直角转弯、S形弯道和停车点的路线路线总长约2-3米，宽度15-20厘米，转弯半径不小于30厘米，确保小车能够顺利通过分段分析将整条路线分解为若干个简单段落直线段、转弯段、停车点等测量每段的长度和转弯角度，为编程做准备例如直线1米→右转90度→直线

0.5米→左转90度→直线1米→停车编程实现根据路线分段，编写对应的程序代码需要计算直线段行驶时间、转弯所需时间等参数可以先用简单的时间控制法，再尝试引入更精确的距离控制方法测试调整运行程序，观察小车实际行驶轨迹，与预期路线对比，找出偏差根据偏差调整程序参数，如马达功率、运行时间等，多次测试直至小车能够稳定地按规划路线行驶优化完善在基本功能实现后，尝试添加更多元素，如变速行驶、转弯时减速、播放声音提示等，使小车行驶更加平稳、逼真可以让学生相互比较不同的实现方法，讨论优缺点示例程序框架开始程序//第一段直线行驶设置马达功率60%设置马达方向顺时针启动马达等待3秒//第二段右转90度停止右侧马达等待

0.8秒启动右侧马达//第三段直线行驶等待

1.5秒//第四段左转90度停止左侧马达等待

0.8秒启动左侧马达//第五段直线行驶到终点等待3秒//停车停止所有马达播放声音到达终点结束程序强化练习二综合避障编程师生分组探究实践本练习将学生分为3-4人小组，每组配备一套WEDO

2.0套装，共同完成一个更具挑战性的任务设计并编程一辆能够在复杂环境中自主导航的小车分组任务安排组长负责总体规划和任务分配，协调组员工作结构工程师负责小车的物理结构设计和搭建程序设计师负责编写和调试程序代码测试员负责设计测试场景，评估小车性能老师在活动中的角色是引导者和顾问，不直接提供解决方案，而是通过提问和建议帮助学生发现问题并找到解决方法活动总时长约90分钟，分为以下几个阶段任务说明（10分钟）老师介绍任务要求和评分标准小组讨论（15分钟）各组讨论实现方案和分工构建与编程（40分钟）搭建小车并编写程序测试优化（15分钟）在测试场地进行测试并优化成果展示（10分钟）各组展示成果并说明设计思路避障挑战任务设计在教室地面设置一个约3×4米的矩形区域，内部放置多个障碍物（纸盒、书本等），要求小车从起点出发，自主导航至终点，全程不得碰触任何障碍物评分标准40%交通标志识别与响应常见交通标志认识交通标志是道路上的无声语言，是安全驾驶的重要保障根据功能，交通标志可分为以下几类警告标志禁令标志呈三角形，黄底黑边黑图案提醒驾驶者前方可能存在的危险，如急转弯、交叉路口、学校区域等驾驶者应减速并提高警惕呈圆形，红边白底黑图案或红底白图案明确禁止某种行为，如禁止通行、禁止超车、禁止鸣笛等这类标志必须严格遵守指示标志指路标志呈圆形，蓝底白图案指示车辆必须执行的动作，如直行、靠右行驶等这类标志也是强制性的形状多样，通常为蓝底或绿底白字提供方向和距离信息，如城市方向、出口距离等，帮助驾驶者导航模拟信号灯与响应程序设置在WEDO

2.0环境中，我们可以使用颜色传感器模拟交通信号灯识别系统，编程实现小车对不同颜色信号的响应实际操作方法

1.准备三张不同颜色的卡片（红、黄、绿），模拟交通信号灯开始程序设置马达功率50%设置马达方向顺时针循环无限读取颜色=颜色传感器值如果颜色=红色则停止马达播

2.将颜色传感器安装在小车前部，朝向前方放声音停止等待直到颜色!=红色否则如果颜色=黄色则设置马达功率30%启动马达播放声音减速否则如果颜色=绿色则设置马达功率70%启动马达播放声音前进否则设置马达功率50%启

3.运行程序，在小车前方依次出示不同颜色的卡片动马达结束如果等待

0.2秒结束循环结束程序

4.观察小车对不同信号灯的反应•红色完全停止，直到信号变化•黄色减速行驶，表示警戒•绿色加速行驶，表示通行这个简单的模拟系统可以进一步扩展，添加更多交通标志的识别和响应•使用不同图案的卡片代表不同交通标志•结合距离传感器实现限速区域功能•添加声音反馈，提示识别到的标志类型•设计一个完整的微型城市，包含多种交通标志和路况通过这种实践活动，学生能够理解交通标志系统的重要性，同时学习计算机视觉和模式识别的基本概念安全驾驶意识培养防御性驾驶原则防御性驾驶（Defensive Driving）是一种安全驾驶理念，核心是预测危险，提前避险其基本原则包括保持警觉预见危险时刻保持注意力集中，避免分心驾驶研究表明，使用手机时驾驶反应时间增加50%，事故风险提高4倍在WEDO

2.0小车编程中，可以模拟注意力主动扫描道路环境，预判其他道路使用者可能的行为不仅看前方，还要通过后视镜观察侧后方，建立360度安全意识在编程中，可以使用多个传分散导致的反应延迟感器实现全方位监测留有余地控制速度与前车保持足够安全距离（通常是3秒规则），为自己留出足够的反应时间和空间在小车编程中，可以实现自动保持安全距离的功能根据道路条件、天气状况、能见度等因素调整车速，宁慢勿快速度越高，视野越窄，反应时间越短，制动距离越长在编程中，可以模拟不同速度下的视野范围变化真实事故案例警示与分析案例一追尾事故事故描述高速公路上，A车在正常行驶时，前方B车突然减速，A车来不及刹车，造成追尾原因分析安全距离不足；注意力不集中；车速过快预防措施保持3秒以上安全距离；集中注意力观察前车状态；控制车速在安全范围案例二变道碰撞事故描述城市道路上，C车变道时未观察后方，与相邻车道的D车发生碰撞原因分析未检查盲区；未使用转向灯；变道时机选择不当预防措施变道前检查盲区；提前打转向灯示意；确认安全后再变道在WEDO

2.0小车编程中，可以设计模拟这些事故场景的实验，让学生通过编程实现安全防范措施，如自动保持距离、变道前检测等功能，加深对安全驾驶重要性的理解实际法规与路权中国交通安全法规简介《中华人民共和国道路交通安全法》是规范道路交通活动的基本法律，旨在保障道路交通有序、安全、畅通了解基本交通法规是每个道路使用者的责任驾驶资格速度规定严重违法机动车驾驶需持有效驾驶证，驾驶证分为A

1、A

2、A

3、B

1、不同道路类型有不同限速城市道路一般30-60km/h，快速路80-醉驾、毒驾、无证驾驶、超员、超载等行为属于严重违法，可能B

2、C

1、C

2、C

3、C

4、D、E、F等类型，对应不同车型年龄100km/h，高速公路小型车120km/h，大型车100km/h超速面临行政拘留、吊销驾照、罚款等处罚醉驾血液酒精含量要求小型车18周岁以上，大型客车21周岁以上20%以内记3分，20%-50%记6分，50%以上记12分≥80mg/100ml，构成犯罪，将被追究刑事责任儿童、青少年驾驶设备法律底线对于儿童和青少年来说，了解相关法律规定非常重要在WEDO

2.0教学中，可以结合交通法规设计以下活动年龄限制18周岁以下不得驾驶机动车，16周岁以下不得驾驶电动自行车•编程实现交通法规遵守模拟，如限速行驶、遇红灯停车等非机动车规定12周岁以上才能在道路上骑自行车，且需在非机动车道内行驶•设计小车驾照考试，包括基本操作和交通规则测试学习驾驶未满18周岁不得报名驾校学习•创建微型交通安全教育基地，让学生在实践中学习交通规则乘车安全12周岁以下儿童乘坐家用小客车，应当使用安全座椅或者适用的约束系统•组织交通安全知识竞赛，巩固法律法规知识1法律责任提醒即使是玩具车或模型车，在公共场所使用时也要注意安全，避免干扰他人或造成危险家长应对儿童使用各类车辆设备进行适当监督，承担监护责任应急与故障处理方法应急停车与避险操作在驾驶过程中，可能会遇到各种突发情况需要紧急处理掌握正确的应急操作方法，能有效降低事故风险12紧急制动转向避险当前方突然出现障碍物需要紧急停车时，应立即踩下制动踏板，用力且坚决现代车辆多配备ABS系统，无需担心车轮抱死，应持续用力踩下制动踏当制动距离不足以避免碰撞时，可考虑转向避险应快速但平稳地转动方向盘，避开障碍物，同时控制车速，避免因急转弯导致车辆失控板直至车辆停止34爆胎处理侧滑修正行驶中遇到爆胎，切勿急刹车或急转向应握紧方向盘，保持车辆直线行驶，松开油门，利用发动机制动缓慢减速，待车速降低后，轻踩刹车至完全车辆侧滑时，不要惊慌踩刹车应顺着侧滑方向轻微转向，同时松开油门，待车辆恢复抓地力后再轻轻修正方向，避免过度修正导致的摆动停止常见小车故障简易检修WEDO

2.0小车在使用过程中可能会遇到各种故障，学会简单的故障排除能力也是重要的学习内容故障现象可能原因解决方法小车完全不动作电池电量不足检查电池电量，必要时更换电池小车动作无规律程序逻辑错误检查程序流程，修正逻辑错误小车移动不平稳电机或传动部件松动检查并紧固连接部件传感器不响应连接不良或位置不当重新连接传感器，调整安装位置程序无法下载蓝牙连接中断重新配对设备，检查蓝牙状态除了上述常见问题，还可以教导学生掌握以下基本维护技能•定期清洁传感器表面，保证精确度•检查轮胎磨损情况，必要时更换•确保齿轮啮合良好，避免打滑•保持适当的电机润滑，延长使用寿命车辆维护基础日常检查要点无论是真实汽车还是教学用的WEDO

2.0小车，定期维护都能确保其正常工作并延长使用寿命以下是需要重点关注的维护项目轮胎状态电池状况检查轮胎是否有磨损、变形或损坏对于真车，还需定期检查胎压，保持在厂家推荐范围内（一般为220-250kPa）轮胎花纹深度不应低于

1.6mm WEDO

2.0使用AA电池，需定期检查电量，电量不足会导致小车动作异常或传感器失灵真车电瓶电压应保持在12V以上，电瓶液面应在标记范围内，接线WEDO小车的塑料轮胎需检查是否光滑，影响抓地力柱应清洁无腐蚀冬季需特别注意电瓶保养传感器检查结构完整性WEDO

2.0的距离传感器和倾斜传感器是核心部件，需保持清洁，定期校准检查传感器连接是否牢固，反应是否灵敏对于真车，各类传感器（如ABS传感检查WEDO小车的结构件是否完好，连接是否牢固，齿轮是否啮合良好对于真车，需检查底盘、悬挂系统的完整性，有无异常松动或杂音，确保行驶安器、氧传感器等）同样需要定期检查全教具小车维护实例为了确保WEDO

2.0小车能够长期稳定工作，建议按照以下流程进行定期维护使用前检查每次课前检查电池电量、连接稳定性、传感器响应情况使用后整理课后拆解小车，按类别整理零件，避免丢失定期清洁每月对零件进行清洁，特别是轮胎和传感器表面损耗更换及时更换磨损或损坏的零件，确保功能完好系统升级定期更新WEDO

2.0软件，获取最新功能和修复建议创建一个维护记录表，记录每次维护的日期、内容和发现的问题，有助于跟踪小车的使用状况，及时发现潜在问题维护小贴士1延长电池寿命如果长期不使用WEDO

2.0，建议取出电池单独存放，避免电池漏液损坏电子部件使用高质量的可充电电池比一次性电池更经济环保常见问题及处理环境因素对驾驶的影响雨天、夜间驾驶特点与风险不同环境条件对驾驶行为有重大影响，了解这些影响并采取相应措施至关重要雨天驾驶夜间驾驶雪天驾驶主要风险路面湿滑，摩擦系数降低30-50%；能见度下降；车窗起雾影响视线主要风险能见度有限（远光灯照射距离约100米）；眩光干扰；驾驶者疲劳增加；判断距离难度增主要风险路面极滑，摩擦系数可能降低70-90%；轮胎附着力差；车辆容易侧滑；能见度极低大应对措施降低车速，与前车保持更大距离（通常是干燥路面的2倍）；打开雨刷和车灯；避免急转弯应对措施使用冬季轮胎或防滑链；极低速行驶；轻柔操作方向盘和踏板；避免上坡停车；保持更大的和急刹车；开启除雾功能保持视线清晰应对措施合理使用远近光灯，会车时及时切换为近光灯；避免直视对向车辆前灯；降低车速；增加安安全距离（通常是干燥路面的3倍以上）全距离；定期休息防止疲劳感应器调试适应复杂环境在WEDO

2.0小车编程中，可以模拟不同环境条件对传感器的影响，并学习如何调整程序适应这些变化模拟夜间环境模拟雨天环境在光线不足的环境中，某些传感器的性能会受到影响应对方法包括超声波距离传感器在潮湿环境中可能出现误差增大的情况可以通过以下方式模拟和应对•在较暗环境中测试小车性能，观察传感器响应变化•调整距离传感器灵敏度或触发阈值•在传感器前方放置一层透明塑料膜，模拟雨滴干扰•添加辅助光源（如小型LED灯）提高感应效果•编程时增加多次采样取平均值，提高测量稳定性•编程时考虑光线变化，设置适应性参数•增大安全距离阈值，为潜在误差留出余地•降低小车行驶速度，增加反应时间//环境适应型避障程序示例开始程序设置基础安全距离=15//厘米设置环境系数=1//默认环境循环无限读取光线强度=光线传感器值如果光线强度50则//暗环境设置环境系数=

1.5//增加安全距离否则设置环境系数=1//正常安全距离结束如果实际安全距离=基础安全距离*环境系数如果距离传感器实际安全距离则停止马达//避障动作...结束如果结束循环结束程序智能驾驶与自动化趋势自动驾驶车辆最新进展自动驾驶技术正快速发展，中国在这一领域投入巨大，取得了显著进步根据自动化程度，自动驾驶分为L0至L5六个等级L0级无自动化1驾驶员完全控制车辆的所有功能，无任何自动化系统2L1级驾驶辅助单一系统辅助，如自适应巡航控制或车道保持辅助，但不能同时工作L2级部分自动化3多系统协同工作，如同时控制车速和转向，但驾驶员必须随时接管目前市面上大多高端车型达到此级别4L3级有条件自动化特定条件下车辆可自动驾驶，但在复杂情况下需驾驶员接管技术已实现，但监管问题使其应用受限L4级高度自动化5特定区域内完全自动驾驶，无需人类干预目前在封闭区域和特定路线上进行测试，如自动驾驶出租车、接驳巴士等6L5级完全自动化任何条件下都能自动驾驶，无需方向盘和踏板目前仍是远期目标，技术和法规尚不成熟中国在自动驾驶领域的进展迅速，百度Apollo、小马智行、文远知行等公司已在多个城市开展自动驾驶测试和商业化运营法规方面，2021年发布的《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范（试行）》为自动驾驶发展提供了法律框架教学案例自动驾驶基础编程衔接WEDO

2.0小车可以作为了解自动驾驶原理的入门平台，通过以下案例让学生体验自动驾驶的基本概念基础避障使用距离传感器检测前方障碍物，自动刹车或绕行这是自动驾驶的最基本功能，对应L1级辅助驾驶中的紧急制动系统循迹行驶使用颜色传感器检测地面上的黑线，实现自动循迹行驶这模拟了自动驾驶中的车道保持功能，是L2级自动化的典型应用路径规划预先设定目标点和路径，小车能够自主导航到指定位置这对应L3级自动化中的自主导航能力，需要综合运用多种传感器数据情境决策面对复杂情况（如十字路口、行人通过等）能做出合理决策这模拟了L4级自动化中的复杂场景处理能力，需要更高级的算法支持车辆行驶仿真与虚拟训练当前主流仿真技术简述车辆行驶仿真技术是现代驾驶培训和自动驾驶研发的重要工具，具有安全、经济、高效的特点目前主要应用的仿真技术包括驾驶模拟器配备真实方向盘、踏板和多屏显示系统，提供逼真的驾驶体验高端模拟器还配备运动平台，能够模拟加速、刹车、转虚拟驾驶软件与教学结合实例弯等物理感受主要用于驾驶培训和驾驶能力评估虚拟仿真技术可以很好地与WEDO

2.0小车编程教学结合，创造更丰富的学习体验交通流仿真虚实结合训练模拟大规模交通场景中的车辆行为和交通流特性，用于交通规划、拥堵分析和智能交通系统研究代表软件有SUMO、学生先在虚拟环境中设计和测试驾驶算法，验证可行后再应用到实体WEDO

2.0小车上这种方法可以避免反复调试实VISSIM等体小车带来的时间浪费，提高学习效率可使用Scratch或专用仿真软件创建简单的2D环境进行初步测试场景扩展车辆动力学仿真虚拟环境可以创建实际课堂难以搭建的复杂场景，如多车交互、恶劣天气条件、各种道路类型等学生可以在这些虚精确模拟车辆的物理特性和动力学行为，包括悬挂系统、转向系统、制动系统等广泛应用于汽车研发和性能测试，如拟场景中测试自己编写的程序，了解各种因素对驾驶的影响CarSim、Adams等数据可视化自动驾驶仿真虚拟仿真可以实时显示各种数据，如车速、加速度、传感器读数等，帮助学生理解程序运行过程和决策依据这些数据可以以图表或动画形式直观展示，增强学习效果针对自动驾驶算法测试的专用平台，可创建各种复杂场景和极端情况，测试自动驾驶系统的响应代表平台有CARLA、Gazebo等协作学习多人在线仿真环境允许学生共同参与虚拟交通场景，每人控制一辆车辆，体验交通规则和协调行为的重要性这种互动式学习模式可以培养团队合作精神和沟通能力结合实体WEDO

2.0小车和虚拟仿真系统，可以创建双轨教学模式，让学生在虚拟与现实之间切换，取长补短，获得更全面的学习体验数据收集与学习成果评估驾驶行为数据采集与分析数据是评估驾驶行为和学习效果的重要依据在WEDO

2.0小车项目中，可以收集以下数据速度数据轨迹数据反应时间错误率统计记录小车在不同阶段的速度变化，分析加速、减速模式和稳定记录小车行驶路径与预设路线的偏差，评估路径规划和执行精测量从检测到障碍物到采取行动的时间差，评估程序响应速度记录任务执行过程中出现的错误类型和频率，如碰撞次数、路线性通过电机功率和实际行驶距离计算平均速度，评估速度控制度可通过在地面标记网格线，拍摄小车行驶过程，然后分析偏使用计时器或视频分析工具记录这一数据良好的避障系统应在偏离次数等通过分析错误模式，找出程序或设计中的薄弱环的精确性理想的速度曲线应当平滑，无突变差高质量的轨迹应当平滑连贯，与目标路线偏差小于10%200毫秒内作出反应，并根据障碍物距离调整制动力度节，有针对性地改进成功率应随着学习进度提高形成性评价与自我反思评估学生学习成果不应仅限于最终作品，还应关注整个学习过程建议采用多元评价体系自我反思是学习过程中不可或缺的环节，可引导学生完成以下反思任务1学习反思表评价维度评价方式权重

1.在这个项目中，我学到了哪些新知识和技能？知识掌握小测验、概念图25%

2.我的小车性能如何？有哪些成功之处和不足之处？技能应用实际操作、任务完成度30%

3.如果重新设计，我会做哪些改进？

4.与同学合作时，我扮演了什么角色？我的贡献是什么？创新能力方案设计、问题解决20%

5.这个项目与实际驾驶有什么联系？我对安全驾驶有了哪些新认识？团队协作小组评价、角色贡献15%教师可以建立电子学习档案，记录每个学生在项目中的表现、作品和反思，形成完整的学习轨迹定期与学生一对一交流，提供针对性的指导和反馈，帮助学生认识自己的优势和不足，制定个性化的提升计划学习态度参与度、自我反思10%结合数据分析和自我反思，不仅能全面评估学习成果，还能培养学生的元认知能力和自主学习能力，为终身学习奠定基础家庭延伸与课外实践家庭安全驾驶体验作业设定学习不应局限于课堂，将驾驶知识与家庭生活结合，能够加深理解并促进家校协同教育以下是一些适合家庭环境的延伸活动家庭交通观察日记安全座位体验要求学生在家长陪同下，观察记录日常出行中的交通情况，包括道路标志、司机行为、交通流量等每周记录学生在家长指导下，体验正确的乘车姿势和安全带使用方法对于12岁以下儿童，了解儿童安全座椅的重要3-5次，每次15-20分钟，形成观察日记鼓励学生发现问题并思考改进方法性和正确使用方法完成一份家庭用车安全检查表，评估家庭车辆的安全状况驾驶辅助系统探索家庭安全讨论会如果家庭拥有配备现代驾驶辅助系统的车辆，学生可以在安全情况下观察这些系统的工作原理，如自适应巡组织一次家庭交通安全讨论会，学生作为小专家向家人介绍课堂所学的安全知识，并共同制定家庭交通安全航、车道保持、自动泊车等，比较实际系统与WEDO

2.0编程实现的异同公约讨论内容可包括常见交通风险、紧急情况处理、安全出行计划等日常生活中观察车辆运行现象培养观察力是理解车辆运行原理的重要途径以下是一些日常生活中可以观察的车辆运行现象观察记录表示例转弯轨迹观察在十字路口观察不同车型转弯时的轨迹差异，思考车身长度、轴距对转弯半径的影响观察日期观察地点天气条件观察现象思考问题刹车距离估测在安全地点观察车辆从开始刹车到完全停止的距离，尝试根据车速估算刹车距离，验证理论公式10月15日学校门口十字路晴天大型车辆转弯时车轴间距如何影坡道起步分析观察车辆在上坡路段起步的过程，注意驾驶员如何控制离合器和油门，防止溜车口需要更大空间响转弯半径？雨天行为变化对比晴天和雨天同一路段的车辆行驶速度、跟车距离、转弯方式的差异10月18日小区内道路雨天车辆行驶速度明雨天路面摩擦系学生可以使用手机APP记录这些观察数据，如测速、计时、记录路线等，增加观察的科学性和趣味性显降低数如何变化？教师可以在课堂上留出时间，让学生分享家庭实践和观察结果，交流发现和思考这不仅强化了课堂知识，还培养了学生的观察力、分析能力和表达能力，同时增进了家校之间的互动与合作通过这些家庭延伸活动，学生能够将抽象的理论知识与生活实际联系起来，形成更加深入和持久的理解综合创新实践任务小组项目设计创意行驶路线本实践任务旨在综合运用所学知识，培养学生的创新能力和团队协作精神学生将分组完成一个综合性的创意项目主题确定每组选择一个主题，如智慧城市交通、安全驾驶挑战、未来交通系统等基于主题设计一个场景和相应的行驶任务，包含多种驾驶技巧和智能控制元素场景构建使用纸板、积木、彩纸等材料，搭建一个微型场景，包含道路、建筑、标志等元素场景大小约1×2米，可根据主题设计不同的地形和障碍物，如隧道、桥梁、坡道、弯道等小车定制基于WEDO

2.0套装，设计并搭建适合场景任务的小车可以添加额外结构和功能，如货物装载机构、特殊传感器安装、外观装饰等，使小车更符合主题需求程序编写编写控制程序，实现小车在场景中的自主导航和特定任务执行程序应包含多种功能模块，如路径规划、障碍物检测、特殊动作执行等鼓励使用变量、循环、条件判断等高级编程概念测试优化在实际场景中测试小车性能，记录问题并进行优化通过多次迭代，提高小车的可靠性和任务完成度记录每次修改的内容和效果，形成项目开发日志融入STEM跨学科探究本项目自然融合多学科知识，体现STEM教育理念成果展示与评价项目完成后，每组将以下列形式展示成果现场演示展示小车在创意场景中完成任务的全过程设计说明介绍项目主题、设计理念和技术实现方法开发文档提交包含设计草图、程序代码、问题解决记录的项目文档反思报告分析项目中的成功经验和面临的挑战，提出改进建议评价标准将从以下几个方面进行30%创新性主题创意的独特性，解决方案的新颖性25%功能性教学反思与改进建议师生互动反馈收集师生双方的反馈，是完善教学的重要环节建议通过以下方式获取多维度反馈学生问卷调查小组访谈设计结构化问卷，包含课程内容、教学方法、难度设置、兴趣度等维度的评价问题同时设置开放性问题，鼓励学生提出具体建议问卷选择6-8名不同学习水平的学生组成焦点小组，进行30-45分钟的深入访谈由资深教师或教研员主持，围绕课程体验、学习收获、困难挑可采用纸质或在线形式，确保匿名性以获取真实反馈战等主题展开讨论，获取质性反馈作品分析同行评议通过分析学生的项目作品和测验结果，评估知识点掌握情况和技能应用水平重点关注普遍存在的错误和困难点，识别教学中需要加强的邀请其他教师观摩课程并提供专业反馈，或组织教研组集体评课从专业角度审视教学设计、内容选择、方法运用等方面的优缺点，提供环节改进建议本次课件和流程改进点记录基于前期实施情况和收集的反馈，识别出以下需要改进的关键点评价体系改进内容调整1发现问题现有评价过于注重结果，忽视过程；评价维度单一，难以全面反映学生能力改进方案发现问题部分理论内容过于复杂，学生理解困难；某些实践活动耗时过长，难以在课时内完成•引入电子学习档案，记录学习全过程2教学方法改进方案简化力学原理解释，增加可视化图表辅助理解；•设计多元评价工具，包括自评、互评、教师评价将复杂项目分解为小步骤，设计阶段性成果检查点；增加差发现问题讲解时间过长，学生参与度不足；分组活动中部•建立能力进阶梯度，清晰呈现学习目标和成长路径异化教学内容，满足不同学习能力学生的需求分学生参与不够积极•关注非认知能力评价，如创新思维、团队协作等改进方案采用翻转课堂模式，预先分享基础知识视频，课件优化计划技术支持3课堂时间主要用于实践和讨论；优化分组方式，确保能力互补，并明确分配角色责任；增加游戏化元素，如积分奖励、针对当前课件，计划进行以下优化发现问题WEDO

2.0设备数量有限，学生实践机会不足；挑战任务等，提高参与积极性部分设备连接不稳定，影响学习体验

1.增加交互式内容，如嵌入小测验、投票和讨论问题改进方案采用轮转站教学模式，学生分组在不同学习站

2.丰富多媒体资源，添加更多实际操作视频和动画演示轮流完成任务；准备备用设备和快速故障排除指南；开发虚

3.开发配套的学生活动手册，包含实验记录表、思考题和扩展阅读拟仿真环境，作为硬件资源的补充

4.建立在线资源库，方便学生和家长访问补充材料

5.设计分层教学资源，满足不同起点学生的需求这些改进将在下一轮教学实施中逐步落实，并通过持续的反馈-调整循环，不断提升教学质量和学习效果课程资源与参考资料推荐教材、网站及APP教材与书籍以下是支持本课程学习的重要参考资料《LEGO EducationWeDo

2.0核心套装指南》-乐高教育官方出版，包含详细的搭建指导和编程实例，是使用WEDO

2.0的基础参考书《中小学STEM教育实践指南》-教育部基础教育司推荐，提供STEM教育理念和实施方法，帮助教师设计跨学科教学活动《趣味物理学》-科普读物，通过生动案例解释与车辆运动相关的物理原理，适合学生拓展阅读《小学生交通安全教育读本》-公安部交通管理局编写，系统介绍交通安全知识，配有丰富插图和案例《图解汽车构造与原理》-简化版汽车技术入门书，通过图解方式展示车辆基本结构和工作原理网站资源这些在线资源提供了丰富的学习材料和工具乐高教育官网education.lego.com-提供WEDO

2.0的最新教学资源、案例和软件更新Scratch社区scratch.mit.edu-包含大量图形化编程项目和教程，可与WEDO

2.0结合使用中国交通安全网trafficchina.org.cn-官方交通安全教育平台，提供最新法规和安全知识STEM教育中国stemedu.cn-分享STEM教育最佳实践和教学案例，提供教师培训资源PhET互动模拟phet.colorado.edu-提供物理学互动模拟实验，包括力学、运动学等相关内容推荐APP这些移动应用程序可以辅助教学和学习LEGO EducationWeDo

2.0官方编程APP，提供完整的编程环境和教学内容，支持iOS、Android和Windows平台物理实验室虚拟物理实验APP，可模拟各种力学现象，帮助理解车辆运动原理总结与展望课程核心要点回顾通过本课程的学习，学生应掌握以下核心知识和技能车辆基础知识了解车辆结构组成、动力系统和控制系统的基本原理，掌握不同类型车辆的特点和用途这些知识为理解更复杂的车辆技术奠定基础物理原理应用掌握与车辆行驶相关的物理原理，包括力学基础、摩擦力、动量、加速度等概念，能够解释车辆运动现象并进行简单计算编程控制能力熟悉WEDO

2.0图形化编程环境，能够编写程序控制小车完成基本行驶、避障、循迹等任务，初步具备算法思维和程序设计能力安全驾驶意识形成正确的交通安全观念，了解基本交通规则和法规，认识到安全驾驶的重要性，具备防御性驾驶的基本意识协作解决问题5通过小组项目实践，培养团队协作精神和沟通能力，学会分工合作，共同解决复杂问题，为未来学习和工作奠定社交基础鼓励创新探索与持续学习本课程只是车辆科技和交通安全教育的起点，未来学习和发展方向可以包括致家长和教师的寄语车辆行驶教学不仅是一门技术课程，更是生活教育和安全教育的重要组成部分家长和教师在学生学习过程中扮演着关键角色进阶编程学习1家长参与建议从图形化编程过渡到文本编程语言（如Python、C++），尝试开发更复杂的车辆控制系统，如PID控制算法、计算机视觉应用等•关注孩子的学习进展，积极参与家庭延伸活动机器人竞赛参与•在日常出行中示范正确的交通行为，言传身教参加FLL（FIRST LEGOLeague）、RoboCup等机器人竞赛，将所学知识应用于实际挑战，在竞争中提升技能，拓展视野•鼓励孩子提出问题和观察发现，共同探讨解答•提供适当的资源和支持，如参观科技馆、购买相关读物等创新项目研发1教师发展方向结合社区或校园实际需求，设计解决交通或安全问题的创新方案，如校园智能交通系统、老人儿童安全出行辅助设备等•持续关注车辆技术和交通教育的最新发展•不断尝试创新教学方法，融合多学科知识教育的真谛不仅在于知识的传授，更在于激发学习兴趣和创新精神希望通过本课程，学生能够•收集和分享教学经验，参与专业社区交流•培养对科学技术的好奇心和探索欲•关注学生个体差异，提供个性化指导和支持•建立解决实际问题的信心和能力随着科技的快速发展，未来交通和车辆领域将发生巨大变革自动驾驶、新能源车辆、智能交通系统等技术将重塑我们的出行方式通过本课程奠定的基础知识和•形成终身学习的习惯和态度思维方法，将帮助学生更好地理解和适应这些变化，甚至成为未来交通变革的参与者和引领者•成为负责任的交通参与者和未来公民。