第2單元第6課 《奔向光明-亮度傳感器的應(yīng)用和條件控制》教學(xué)設(shè)計 2023-2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊

第2單元第6課《奔向光明--亮度傳感器的應(yīng)用和條件控制》教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）第2單元第6課《奔向光明--亮度傳感器的應(yīng)用和條件控制》教學(xué)設(shè)計2023—2024學(xué)年清華大學(xué)版（2012）初中信息技術(shù)九年級下冊教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容：本節(jié)課主要講解亮度傳感器的應(yīng)用和條件控制，包括亮度傳感器的原理、種類、應(yīng)用場景以及如何實現(xiàn)亮度傳感器的條件控制。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課與九年級下冊信息技術(shù)教材第2單元第6課相關(guān)，學(xué)生需具備基礎(chǔ)的電子元件知識和編程基礎(chǔ)，以便更好地理解亮度傳感器的應(yīng)用和條件控制。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識，通過亮度傳感器的應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識到信息技術(shù)在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用，提高他們對信息技術(shù)的興趣和敏感性。同時，通過編程實踐，提升學(xué)生的計算思維和問題解決能力，讓他們學(xué)會利用編程技術(shù)解決實際問題。此外，強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新意識，鼓勵他們在實踐中探索新的應(yīng)用場景，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神和實踐能力。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法1.重點(diǎn)：亮度傳感器的原理與應(yīng)用

難點(diǎn)：如何通過編程實現(xiàn)對亮度傳感器的條件控制。

解決辦法：首先，通過實驗演示亮度傳感器的原理，讓學(xué)生直觀理解其工作方式。然后，結(jié)合具體案例，逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)編程語言，通過編寫簡單的程序?qū)崿F(xiàn)亮度傳感器的條件控制。通過小組討論和實際操作，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。

2.重點(diǎn)：編程實踐

難點(diǎn)：編程思維的培養(yǎng)和程序邏輯的構(gòu)建。

解決辦法：采用分步教學(xué)，從基礎(chǔ)語法到程序結(jié)構(gòu)，逐步引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建編程思維。同時，通過實際編程任務(wù)，讓學(xué)生在實踐中學(xué)會分析問題、設(shè)計算法，培養(yǎng)編程邏輯。此外，鼓勵學(xué)生互相交流學(xué)習(xí)，共同解決編程中的難題。

3.重點(diǎn)：創(chuàng)新應(yīng)用

難點(diǎn)：如何將亮度傳感器應(yīng)用于實際場景。

解決辦法：提供多個實際應(yīng)用案例，讓學(xué)生思考并嘗試設(shè)計自己的應(yīng)用方案。通過課堂展示和點(diǎn)評，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，幫助他們將理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用。教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：確保每位學(xué)生都有本節(jié)課所需的教材《奔向光明--亮度傳感器的應(yīng)用和條件控制》。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的亮度傳感器工作原理圖、編程示例視頻以及實際應(yīng)用案例圖片。

3.實驗器材：提前檢查亮度傳感器、連接線、編程設(shè)備等實驗器材的完整性和安全性。

4.教室布置：布置教室環(huán)境，設(shè)置分組討論區(qū)，確保實驗操作臺充足，方便學(xué)生分組實驗和討論。教學(xué)過程設(shè)計一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：播放一段關(guān)于智能家居的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考在家庭環(huán)境中如何利用科技提升生活便利性。

2.提出問題：視頻中提到了哪些智能家居設(shè)備？它們是如何工作的？

3.學(xué)生回答：學(xué)生根據(jù)視頻內(nèi)容回答，教師總結(jié)并引入亮度傳感器這一主題。

二、講授新課（20分鐘）

1.亮度傳感器的原理（5分鐘）

-介紹亮度傳感器的定義、種類和工作原理。

-通過實物展示，讓學(xué)生直觀了解亮度傳感器的外觀和結(jié)構(gòu)。

-講解亮度傳感器的應(yīng)用場景，如自動調(diào)節(jié)室內(nèi)照明、戶外廣告燈等。

2.亮度傳感器的編程控制（10分鐘）

-介紹編程環(huán)境，如ArduinoIDE。

-講解編程語言的基礎(chǔ)語法，如變量、函數(shù)等。

-以一個簡單的亮度傳感器控制LED燈為例，講解編程流程。

3.條件控制（5分鐘）

-介紹條件控制語句，如if語句。

-以實際案例，如根據(jù)環(huán)境亮度自動開關(guān)燈，講解條件控制的編程方法。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.學(xué)生分組：將學(xué)生分成小組，每組一臺編程設(shè)備。

2.實踐操作：讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，編寫一個簡單的亮度傳感器控制程序。

3.教師巡視指導(dǎo)：教師巡視各小組，解答學(xué)生在編程過程中遇到的問題。

四、課堂提問（5分鐘）

1.教師提問：提問學(xué)生亮度傳感器的應(yīng)用場景和編程方法。

2.學(xué)生回答：學(xué)生回答問題，教師點(diǎn)評并總結(jié)。

五、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提問：引導(dǎo)學(xué)生思考如何將亮度傳感器應(yīng)用于實際場景。

2.學(xué)生討論：學(xué)生分組討論，提出自己的想法和解決方案。

3.教師點(diǎn)評：教師點(diǎn)評學(xué)生的討論成果，并總結(jié)亮點(diǎn)。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.創(chuàng)新思維：鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力，設(shè)計一個具有創(chuàng)新性的亮度傳感器應(yīng)用。

2.實踐能力：讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計方案，實際操作完成亮度傳感器的編程和應(yīng)用。

七、總結(jié)與反思（5分鐘）

1.教師總結(jié)：總結(jié)本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)亮度傳感器的應(yīng)用和編程方法。

2.學(xué)生反思：學(xué)生反思自己在學(xué)習(xí)過程中的收獲和不足，提出改進(jìn)措施。

教學(xué)過程用時總計：45分鐘學(xué)生學(xué)習(xí)效果學(xué)生學(xué)習(xí)效果主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.理解亮度傳感器的工作原理：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解亮度傳感器的定義、工作原理和種類，能夠區(qū)分不同類型亮度傳感器的應(yīng)用場景。

2.掌握編程基礎(chǔ)：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，通過編寫簡單的控制程序，掌握了編程語言的基礎(chǔ)語法和編程環(huán)境的使用方法，為后續(xù)學(xué)習(xí)編程打下基礎(chǔ)。

3.培養(yǎng)編程思維：在編寫程序的過程中，學(xué)生學(xué)會了如何分析問題、設(shè)計算法，培養(yǎng)了編程思維和邏輯思維能力。

4.實踐能力提升：通過實際操作，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實際編程中，提升了動手實踐能力。

5.創(chuàng)新意識增強(qiáng)：在學(xué)習(xí)亮度傳感器應(yīng)用和編程的過程中，學(xué)生能夠發(fā)揮自己的想象力，設(shè)計出具有創(chuàng)新性的應(yīng)用方案，增強(qiáng)了創(chuàng)新意識。

6.團(tuán)隊協(xié)作能力：學(xué)生在分組討論和合作完成編程任務(wù)的過程中，學(xué)會了與他人溝通、協(xié)作，提升了團(tuán)隊協(xié)作能力。

7.信息意識提高：學(xué)生通過學(xué)習(xí)亮度傳感器的應(yīng)用，認(rèn)識到信息技術(shù)在現(xiàn)實生活中的廣泛應(yīng)用，提高了對信息技術(shù)的興趣和敏感性。

8.問題解決能力：在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生遇到了各種編程問題，通過查閱資料、討論和請教老師，學(xué)會了如何分析問題、解決問題，提升了問題解決能力。

9.自主學(xué)習(xí)能力：學(xué)生在完成編程任務(wù)的過程中，能夠自主查找資料、分析問題，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力。

10.核心素養(yǎng)拓展：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生在信息意識、計算思維、問題解決、創(chuàng)新精神等方面得到了全面提升。板書設(shè)計①亮度傳感器概述

-定義：一種能夠感知光線強(qiáng)度的傳感器

-種類：光敏電阻、光電二極管、光敏晶體管等

-工作原理：通過感知光線強(qiáng)度，輸出相應(yīng)的電信號

②亮度傳感器的應(yīng)用

-室內(nèi)照明自動調(diào)節(jié)

-戶外廣告燈自動開關(guān)

-智能家居控制系統(tǒng)

③編程控制基礎(chǔ)

-編程環(huán)境：ArduinoIDE

-基礎(chǔ)語法：變量、函數(shù)、條件語句等

-程序結(jié)構(gòu)：初始化、主循環(huán)、中斷等

④條件控制

-條件語句：if、elseif、else

-應(yīng)用實例：根據(jù)環(huán)境亮度自動開關(guān)燈

⑤實踐操作要點(diǎn)

-實驗器材：亮度傳感器、連接線、編程設(shè)備等

-編程步驟：分析問題、設(shè)計算法、編寫程序、調(diào)試運(yùn)行

⑥核心素養(yǎng)目標(biāo)

-信息意識：認(rèn)識信息技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用

-計算思維：培養(yǎng)編程思維和邏輯思維能力

-問題解決：學(xué)會分析問題、設(shè)計算法、解決問題

-創(chuàng)新精神：發(fā)揮想象力，設(shè)計創(chuàng)新性應(yīng)用方案反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.實踐操作與理論講解相結(jié)合：在課堂上，我嘗試將理論講解與實際操作相結(jié)合，讓學(xué)生通過動手實踐來加深對亮度傳感器應(yīng)用和編程的理解。

2.互動式教學(xué)：通過提問、討論等方式，激發(fā)學(xué)生的思考，鼓勵他們提出問題并參與解答，提高了課堂的互動性和學(xué)生的參與度。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問題

1.教學(xué)節(jié)奏把握不足：在講解亮度傳感器的原理和應(yīng)用時，我發(fā)現(xiàn)教學(xué)節(jié)奏有時過快，部分學(xué)生可能跟不上進(jìn)度。

2.學(xué)生編程基礎(chǔ)參差不齊：由于學(xué)生的編程基礎(chǔ)不同，有些學(xué)生在編程練習(xí)中遇到了較大的困難，影響了整體的學(xué)習(xí)效果。

3.缺乏足夠的個性化輔導(dǎo)：在課堂時間內(nèi)，我很難對每個學(xué)生進(jìn)行充分的個性化輔導(dǎo)，特別是對于編程練習(xí)中的問題，有些學(xué)生沒有得到及時的解答。

反思改進(jìn)措施（三）

1.優(yōu)化教學(xué)節(jié)奏：為了更好地把握教學(xué)節(jié)奏，我計劃在課前進(jìn)行充分的教學(xué)準(zhǔn)備，確保課堂講解的深度和廣度適中，留出足夠的時間讓學(xué)生消化吸收。

2.提供分層教學(xué)：針對學(xué)生編程基礎(chǔ)的不同，我計劃提供分層教學(xué)，為編程基礎(chǔ)較弱的學(xué)生提供額外的輔導(dǎo)和練習(xí)，同時鼓勵編程基礎(chǔ)較好的學(xué)生進(jìn)行更高難度的挑戰(zhàn)。

3.加強(qiáng)課后輔導(dǎo)：為了解決課后輔導(dǎo)不足的問題，我計劃利用課余時間開設(shè)輔導(dǎo)班，或者通過在線平臺提供編程練習(xí)和解答，幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)。

4.創(chuàng)設(shè)問題解決情境：在課堂教學(xué)中，我會更加注重創(chuàng)設(shè)問題解決情境，讓學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)編程，提高他們的實際操作能力。

5.加強(qiáng)與學(xué)生的溝通：通過定期與學(xué)生交流，了解他們的學(xué)習(xí)需求和困難，及時調(diào)整教學(xué)策略，確保每個學(xué)生都能得到有效的幫助和支持。課后作業(yè)1.作業(yè)內(nèi)容：設(shè)計一個簡單的亮度傳感器控制LED燈的程序，實現(xiàn)以下功能：

-當(dāng)環(huán)境光線較弱時，LED燈自動開啟；

-當(dāng)環(huán)境光線較強(qiáng)時，LED燈自動關(guān)閉。

答案示例：

```cpp

#include<Arduino.h>

//定義LED燈連接的引腳

constintledPin=13;

//定義亮度傳感器連接的引腳

constintsensorPin=A0;

voidsetup(){

//設(shè)置LED燈引腳為輸出模式

pinMode(ledPin,OUTPUT);

//設(shè)置亮度傳感器引腳為輸入模式

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

//讀取亮度傳感器的值

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

//判斷環(huán)境光線強(qiáng)度

if(sensorValue<500){

//環(huán)境光線較弱，開啟LED燈

digitalWrite(ledPin,HIGH);

}else{

//環(huán)境光線較強(qiáng)，關(guān)閉LED燈

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

}

```

2.作業(yè)內(nèi)容：編寫一個程序，使用亮度傳感器控制兩個LED燈，分別代表不同的亮度區(qū)域：

-當(dāng)環(huán)境光線非常弱時，第一個LED燈（紅色）亮起；

-當(dāng)環(huán)境光線較弱時，第二個LED燈（黃色）亮起；

-當(dāng)環(huán)境光線較強(qiáng)時，兩個LED燈都關(guān)閉。

答案示例：

```cpp

#include<Arduino.h>

//定義LED燈連接的引腳

constintredLedPin=13;

constintyellowLedPin=12;

//定義亮度傳感器連接的引腳

constintsensorPin=A0;

voidsetup(){

//設(shè)置LED燈引腳為輸出模式

pinMode(redLedPin,OUTPUT);

pinMode(yellowLedPin,OUTPUT);

//設(shè)置亮度傳感器引腳為輸入模式

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

//讀取亮度傳感器的值

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

//判斷環(huán)境光線強(qiáng)度

if(sensorValue<300){

//環(huán)境光線非常弱，開啟紅色LED燈

digitalWrite(redLedPin,HIGH);

digitalWrite(yellowLedPin,LOW);

}elseif(sensorValue<600){

//環(huán)境光線較弱，開啟黃色LED燈

digitalWrite(redLedPin,LOW);

digitalWrite(yellowLedPin,HIGH);

}else{

//環(huán)境光線較強(qiáng)，關(guān)閉兩個LED燈

digitalWrite(redLedPin,LOW);

digitalWrite(yellowLedPin,LOW);

}

}

```

3.作業(yè)內(nèi)容：編寫一個程序，使用亮度傳感器控制一組LED燈條，LED燈條的顏色隨著光線強(qiáng)度的變化而變化：

-當(dāng)環(huán)境光線非常弱時，LED燈條全亮（紅色）；

-當(dāng)環(huán)境光線較弱時，LED燈條一半亮（黃色）；

-當(dāng)環(huán)境光線較強(qiáng)時，LED燈條全滅。

答案示例：

```cpp

#include<Arduino.h>

//定義LED燈條連接的引腳

constintledStripPin=9;

//定義亮度傳感器連接的引腳

constintsensorPin=A0;

voidsetup(){

//設(shè)置LED燈條引腳為輸出模式

pinMode(ledStripPin,OUTPUT);

//設(shè)置亮度傳感器引腳為輸入模式

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

//讀取亮度傳感器的值

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

//判斷環(huán)境光線強(qiáng)度

if(sensorValue<300){

//環(huán)境光線非常弱，LED燈條全亮

analogWrite(ledStripPin,255);

}elseif(sensorValue<600){

//環(huán)境光線較弱，LED燈條一半亮

analogWrite(ledStripPin,128);

}else{

//環(huán)境光線較強(qiáng)，LED燈條全滅

analogWrite(ledStripPin,0);

}

}

```

4.作業(yè)內(nèi)容：編寫一個程序，使用亮度傳感器控制一個電機(jī)，實現(xiàn)以下功能：

-當(dāng)環(huán)境光線非常弱時，電機(jī)以最快速度旋轉(zhuǎn)；

-當(dāng)環(huán)境光線較弱時，電機(jī)以中等速度旋轉(zhuǎn)；

-當(dāng)環(huán)境光線較強(qiáng)時，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。

答案示例：

```cpp

#include<Arduino.h>

//定義電機(jī)控制引腳

constintmotorPin=3;

//定義亮度傳感器連接的引腳

constintsensorPin=A0;

voidsetup(){

//設(shè)置電機(jī)控制引腳為輸出模式

pinMode(motorPin,OUTPUT);

//設(shè)置亮度傳感器引腳為輸入模式

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

//讀取亮度傳感器的值

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

//判斷環(huán)境光線強(qiáng)度

if(sensorValue<300){

//環(huán)境光線非常弱，電機(jī)以最快速度旋轉(zhuǎn)

analogWrite(motorPin,255);

}elseif(sensorValue<600){

//環(huán)境光線較弱，電機(jī)以中等速度旋轉(zhuǎn)

analogWrite(motorPin,128);

}else{

//環(huán)境光線較強(qiáng)，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)

analogWrite(motorPin,0);

}

}

```

5.作業(yè)內(nèi)容：編寫一個程序，使用亮度傳感器控制一組繼電器，實現(xiàn)以下功能：

-當(dāng)環(huán)境光線非常弱時，開啟第一個繼電器；

-當(dāng)環(huán)境光線較弱時，開啟第二個繼電器；

-當(dāng)環(huán)境光線較強(qiáng)時，所有繼電器都關(guān)閉。

答案示例：

```cpp

#include<Arduino.h>

//定義繼電器控制引腳

constintrelay1Pin=4;

constintrelay2Pin=5;

constintrelay3Pin=6;

//定義亮度傳感器連接的引腳

constintsensorPin=A0;

voidsetup(){

//設(shè)置繼電器控制引腳為輸出模式

pinMode(relay1Pin,OUTPUT);

pinMode(relay2Pin,OUTPUT);

pinMode(relay3Pin,OUTPUT);

//設(shè)置亮度傳感器引腳為輸入模式

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

//讀取亮度傳感器的值

intsensorValue=analogRead(sensorPin);

//判斷環(huán)境光線強(qiáng)度

if(sensorValue<300){

//環(huán)境光線非常弱，開啟第一個繼電器

digitalWrite(relay1Pin,HIGH);

digitalWrite(relay2Pin,LOW);

digitalWrite(relay3Pin,LOW);

}elseif(sensorValue<600){

//環(huán)境光線較弱，開啟第二個繼電器

digitalWrite(relay1Pin,LOW);

digitalWrite(relay2Pin,HIGH);

digitalWrite(relay3Pin,LOW);

}else{

//環(huán)境光線較強(qiáng)，所有繼電器都關(guān)閉

digitalWrite(relay1Pin,LOW);

digitalWrite(relay2Pin,LOW);

digitalWrite(relay3Pin,LOW);

}

}

```課堂1.課堂評價：通過提問、觀