湘科版（2024）六上_3单元_ 活动2 节能路灯与逻辑运算控制 教学设计.docxVIP

ADDINCNKISM.UserStyle课例名称

节能路灯与逻辑运算控制

年级

六年级

章节

节约能源管理员

课时安排

1节

执教教师

学校

一、教学内容分析

本单元以节约能源管理员为主题，引导学生观察分析生活中的电灯、风扇等电器设备的运作，了解光线、声音和温度传感器的基本原理,并通过实例逐步分析，了解各控制环节的基本操作，理解条件控制和逻辑运算在控制中的应用，并利用所学内容体验编程实现反馈闭环控制，实现通过技术手段自动化控制设备，本单元内容涉及原理较多，编程难度较大，需逐步分析解读，层层递进，助力学生真正掌握本单元内容。

二、教学对象分析

六年级学生在生活观察、原理分析方面的能力已经逐渐增强，他们渴望动手通过所学内容真正应用到生活中，但又缺乏明确的目标，本单元以生活中的随手可见的风扇、电灯实例，带领学生分析其中的传感器原理和逻辑运算在控制中的应用，学生兴趣浓厚；同时本单元在实践过程中让学生大胆尝试，学生之间既分工合作，利用编程去实现相应的功能，进一步加深了对信息科技的兴趣。

三、教学目标

了解声音传感器的基本原理和功能（信息意识）

初步理解通过逻辑运算实现控制的基本原理（计算思维）

四、教学重点与难点

教学重点：1.了解声音传感器的基本原理和功能

教学难点：1.初步理解通过逻辑运算实现控制的基本原理

五、教学环境（软、硬件）

教学一体机、实验硬件（主控板、光线传感器、声音传感器等）、编程软件

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

一、兴趣导入

师：上节课我一起学习了光控灯原理，并自主设计了光控灯模型，其实除了光控灯，学校中还存在着一种常见的灯控方式，同学们能尝试说一说吗？

思考学校中的其他灯控方式

回顾旧知，以学生熟悉的校园导入本节课内容

任务一、了解声音传感器

1.楼道灯中的声音传感器

师：同学们真是火眼晶晶，发现了在我们的走廊、楼梯中有许多的声控灯，你能说一说声控灯开关的条件吗？

是的，那是什么元件帮助它识别到声音的呢？

2.声音传感器的简单原理

没错，让我们一起来了解下声音传感器是如何发挥功能的吧。

请学生根据教材中的原理图，尝试用自己的话理解声音传感器的简单原理。

思考声控灯开关的条件是什么？

阅读教材。

用自己的话说一说声音传感器的简单原理，。

通过问题让学生分析声控灯开关条件，并引出声音传感器原理的学习

3.实验：熟悉声音传感器的使用

师：既然我们已经了解了声音传感器的原理，现在我们动手尝试利用声音传感器来获取身边的环境声音数据吧。

给出光线传感器的硬件与软件。

（1）编写声音传感器的显示环境光数值的程序

（2）接入硬件，收集不同操作下的环境声音数据，补充完整表格

（3）小组讨论，谈一谈你的发现

利用计算机编程获取环境声音数据并在表格上做好记录

通过编写程序及时强化学生对于光线传感器原理的理解，让学生通过记录的数据发现环境声音与操作之间的联系。

任务二、设计制作声光控制路灯模型

1.分析声光路灯控制的简单原理

师：楼道灯光线强的时候，发出声音能否控制灯打开呢？

小结：环境光暗并且检测到有人经过发出声音时，灯才会打开。灯的开关由“光线”与“声音”两个变量共同控制。

师：要设计一个像楼道灯一样的声光共同控制的路灯模型？你能简单描述它的功能，吗？

知识讲授：逻辑与运算

2.分析声光控灯控制环节

师：下请同学们根据我们之前学习的过程与控制的三个环节，来说一说声光控灯每一步所对应的事件和硬件分别是？

思考楼道灯如何根据声音和光线共同控制，从而节约能源。

根据教材图示的原理，描述声光控路灯模型的简单原理。

结合所学知识，分析声光控灯模型的三个环节。

通过问题引导学生思考楼道灯的功能，并引出光声控灯概念。

迁移知识，梳理声光控路灯模型的简单原理。

铺垫知识，帮助学生跨越难点。

3.模拟声光控灯的控制过程

师：请同学们思考光声控灯的判断条件是什么？尝试画出流程图。

师：接下来请同学们根据实验设计要求与分析，得出的条件判断阈值，进行程序设计，自主设计光声控灯模型。

（1）编写程序

（2）运行程序，验证功能

（3）小组展示与分享

利用收集的数据作为条件判断的阈值，结合原理，通过编程实现光控灯模型。

结合收集的数据利用编程设计制作光控灯，进一步加深对于光声控灯过程控制环节的理解

课堂总结

师生总结本节课内容。

学生谈本节课收获。

回顾与总结本节课所学。

巩固知识与经验

练习提升

1.声音传感器输出的值随着环境声音的增大而____________。

2.一般情况下，楼道灯会在人离开后继续亮一段时间再自动关闭。小组合作，设计方案，完善声光控灯的控制系统，模拟自动关灯功能。

小组合作完善声光控灯的控制系统，模拟自动关灯功能。

回顾光线传感器与环境声音之间的关系，完善光声控灯的控制系统，加深逻辑运