4 智能調(diào)光 （教學(xué)設(shè)計(jì)）-川教版（2019） 六年級(jí)上冊(cè)信息技術(shù)

4智能調(diào)光（教學(xué)設(shè)計(jì)）-川教版（2019）六年級(jí)上冊(cè)信息技術(shù)主備人備課成員設(shè)計(jì)意圖嗨，同學(xué)們！今天咱們一起探索信息技術(shù)中的“智能調(diào)光”這一章節(jié)。我打算通過(guò)這個(gè)主題，讓你們親身體驗(yàn)科技如何改變我們的生活。我們不僅會(huì)學(xué)習(xí)智能調(diào)光的基本原理，還會(huì)動(dòng)手實(shí)踐，看看自己能不能設(shè)計(jì)出一個(gè)簡(jiǎn)單的智能調(diào)光系統(tǒng)。這樣一來(lái)，既能培養(yǎng)你們的動(dòng)手能力，又能激發(fā)對(duì)科技的興趣哦！??????核心素養(yǎng)目標(biāo)分析在本章節(jié)中，我們旨在培養(yǎng)學(xué)生以下核心素養(yǎng)：

1.信息意識(shí)：通過(guò)智能調(diào)光的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用，增強(qiáng)信息意識(shí)。

2.計(jì)算思維：通過(guò)分析調(diào)光原理，鍛煉學(xué)生的邏輯思維和問(wèn)題解決能力。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新實(shí)踐：通過(guò)實(shí)際操作，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手實(shí)踐能力。

4.信息倫理與信息安全：了解智能調(diào)光系統(tǒng)中的信息安全問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生遵守信息倫理的素養(yǎng)。教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-理解智能調(diào)光的原理：本節(jié)課的核心是讓學(xué)生明白智能調(diào)光系統(tǒng)如何根據(jù)環(huán)境光線自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，重點(diǎn)在于解釋光敏傳感器如何感應(yīng)光線強(qiáng)度，以及電子電路如何控制燈泡的亮度和色溫。

-掌握基本電路連接：學(xué)生需要學(xué)習(xí)如何連接簡(jiǎn)單的電路，包括電源、開(kāi)關(guān)、傳感器和燈泡，這有助于他們理解電子組件之間的相互作用。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-復(fù)雜電路的理解與調(diào)試：學(xué)生可能難以理解多個(gè)傳感器和執(zhí)行器同時(shí)工作時(shí)的電路復(fù)雜性，以及如何解決電路中可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

-編程邏輯的應(yīng)用：編程是智能調(diào)光系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，學(xué)生可能對(duì)編寫程序來(lái)控制傳感器和執(zhí)行器感到困難，特別是理解條件語(yǔ)句和循環(huán)。

-實(shí)踐操作中的安全問(wèn)題：在實(shí)際搭建電路時(shí)，學(xué)生可能因?yàn)椴皇煜る娮釉奶匦远龅桨踩L(fēng)險(xiǎn)，例如電流過(guò)大導(dǎo)致元件損壞。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-軟硬件資源：光敏傳感器、LED燈泡、可編程微控制器（如Arduino或RaspberryPi）、電源模塊、連接線、電阻、電容等電子元件。

-課程平臺(tái)：學(xué)校內(nèi)部信息技術(shù)教學(xué)平臺(tái)，用于發(fā)布教學(xué)資料和作業(yè)。

-信息化資源：智能調(diào)光相關(guān)教學(xué)視頻、在線教程、電路圖設(shè)計(jì)軟件（如Fritzing）。

-教學(xué)手段：實(shí)物展示、多媒體教學(xué)課件、互動(dòng)式編程軟件（如Scratch或Blockly）。教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：同學(xué)們，你們有沒(méi)有想過(guò)，家里的燈光是怎么根據(jù)天氣和光線自動(dòng)調(diào)節(jié)的呢？今天我們就來(lái)揭開(kāi)這個(gè)神秘的面紗，探索智能調(diào)光的奧秘！

-回顧舊知：在之前的學(xué)習(xí)中，我們了解了傳感器和電子電路的基礎(chǔ)知識(shí)，今天我們要將這些知識(shí)運(yùn)用到智能調(diào)光的設(shè)計(jì)中。

2.新課呈現(xiàn)（約30分鐘）

-講解新知：

-首先，我會(huì)介紹智能調(diào)光的基本概念，包括它的定義、工作原理和應(yīng)用場(chǎng)景。

-接著，我會(huì)詳細(xì)講解光敏傳感器的原理和功能，以及它是如何檢測(cè)環(huán)境光線的強(qiáng)度的。

-然后，我會(huì)介紹電子電路的基本組成部分，包括電源、開(kāi)關(guān)、傳感器和執(zhí)行器（如LED燈泡），并解釋它們?cè)谥悄苷{(diào)光系統(tǒng)中的角色。

-舉例說(shuō)明：

-我會(huì)通過(guò)實(shí)際案例，比如智能家居中的智能調(diào)光系統(tǒng)，來(lái)展示智能調(diào)光在實(shí)際生活中的應(yīng)用。

-同時(shí)，我會(huì)展示一些電路圖，讓學(xué)生直觀地看到電路的連接方式。

-互動(dòng)探究：

-我會(huì)提出一些問(wèn)題，讓學(xué)生思考智能調(diào)光系統(tǒng)可能遇到的問(wèn)題和解決方案。

-組織小組討論，讓學(xué)生分享他們對(duì)智能調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)想法。

3.動(dòng)手實(shí)踐（約60分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)生分組，每組選擇一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主題，如閱讀燈、廚房照明等。

-每組根據(jù)討論結(jié)果，設(shè)計(jì)電路圖，并準(zhǔn)備所需的電子元件。

-學(xué)生開(kāi)始搭建電路，連接光敏傳感器、LED燈泡和微控制器。

-教師指導(dǎo)：

-教師巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決搭建過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

-提供必要的工具和材料，確保學(xué)生能夠順利完成實(shí)踐任務(wù)。

-鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的設(shè)計(jì)方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

4.編程實(shí)踐（約45分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)生使用編程軟件（如ArduinoIDE）編寫控制程序，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光功能。

-學(xué)生測(cè)試程序，確保系統(tǒng)能夠根據(jù)環(huán)境光線自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度。

-教師指導(dǎo)：

-教師演示編程的基本步驟，包括變量聲明、條件語(yǔ)句和循環(huán)的使用。

-教師提供編程示例，幫助學(xué)生理解代碼邏輯。

-教師解答學(xué)生在編程過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

5.總結(jié)與反思（約10分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：

-學(xué)生展示自己的智能調(diào)光系統(tǒng)，分享設(shè)計(jì)過(guò)程中的心得體會(huì)。

-學(xué)生討論智能調(diào)光系統(tǒng)的改進(jìn)空間，提出自己的想法。

-教師總結(jié)：

-教師回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)智能調(diào)光系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

-教師鼓勵(lì)學(xué)生在日常生活中關(guān)注信息技術(shù)的發(fā)展，并思考如何將這些技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生活中。

6.作業(yè)布置（約5分鐘）

-教師布置作業(yè)，要求學(xué)生完成以下任務(wù)：

-完成智能調(diào)光系統(tǒng)的編程和測(cè)試。

-撰寫一份設(shè)計(jì)報(bào)告，包括設(shè)計(jì)思路、電路圖、程序代碼和測(cè)試結(jié)果。

-準(zhǔn)備一次小型的展示，向同學(xué)和老師介紹自己的智能調(diào)光系統(tǒng)。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-智能家居系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)：介紹智能家居領(lǐng)域的發(fā)展動(dòng)態(tài)，包括智能照明、智能安防、智能溫控等系統(tǒng)的最新技術(shù)。

-傳感器技術(shù)進(jìn)展：探討不同類型傳感器的原理和應(yīng)用，如紅外傳感器、超聲波傳感器、壓力傳感器等，這些技術(shù)在智能調(diào)光系統(tǒng)中的應(yīng)用。

-電子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：深入學(xué)習(xí)電子電路的基礎(chǔ)知識(shí)，包括電路元件的特性、電路圖的閱讀與繪制、電路分析等。

-編程語(yǔ)言基礎(chǔ)：拓展對(duì)編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，如Python、C++等，這些語(yǔ)言在電子工程和自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍：推薦學(xué)生閱讀《智能家居技術(shù)與應(yīng)用》、《傳感器技術(shù)基礎(chǔ)》等書籍，以深入了解智能家居和傳感器技術(shù)。

-觀看在線課程：引導(dǎo)學(xué)生觀看Coursera、edX等平臺(tái)上的電子工程和編程相關(guān)課程，提高他們的專業(yè)素養(yǎng)。

-參與科技競(jìng)賽：鼓勵(lì)學(xué)生參加機(jī)器人競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等，通過(guò)實(shí)踐提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

-加入科技社團(tuán)：推薦學(xué)生加入學(xué)校的電子技術(shù)或編程興趣小組，與其他對(duì)科技感興趣的同學(xué)一起學(xué)習(xí)和交流。

-實(shí)地考察：組織學(xué)生參觀智能家居展覽或電子工廠，了解智能調(diào)光系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和制作過(guò)程。

-實(shí)踐項(xiàng)目：鼓勵(lì)學(xué)生自行設(shè)計(jì)并制作簡(jiǎn)單的智能調(diào)光系統(tǒng)，如制作一個(gè)可調(diào)節(jié)亮度和色溫的閱讀燈，提升動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)。

-科研探索：對(duì)于對(duì)電子工程和編程有濃厚興趣的學(xué)生，可以引導(dǎo)他們進(jìn)行科研項(xiàng)目，如設(shè)計(jì)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)課堂小結(jié)：

今天我們一起探索了智能調(diào)光這個(gè)有趣的話題。首先，我們了解了智能調(diào)光的基本概念，知道它是一種根據(jù)環(huán)境光線自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度的技術(shù)。通過(guò)學(xué)習(xí)，我們知道了光敏傳感器在智能調(diào)光系統(tǒng)中的作用，它能夠感應(yīng)環(huán)境光線的變化，并將這些信息傳遞給微控制器。

在講解過(guò)程中，我重點(diǎn)介紹了電子電路的基本組成，包括電源、開(kāi)關(guān)、傳感器和執(zhí)行器。通過(guò)電路圖的展示，同學(xué)們能夠清晰地看到這些元件是如何連接在一起的，以及它們?cè)谥悄苷{(diào)光系統(tǒng)中的作用。

在課堂小結(jié)環(huán)節(jié)，我想強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：

1.智能調(diào)光技術(shù)的應(yīng)用非常廣泛，不僅可以用于家居照明，還可以應(yīng)用于商場(chǎng)、工廠、辦公場(chǎng)所等場(chǎng)所，提高能源利用效率。

2.在設(shè)計(jì)和搭建智能調(diào)光系統(tǒng)時(shí)，我們要注意電路的安全性，避免因?yàn)殡娐愤B接不當(dāng)造成安全隱患。

3.編程是實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光的關(guān)鍵，我們要熟練掌握編程語(yǔ)言，以便更好地實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)理念。

當(dāng)堂檢測(cè)：

為了檢測(cè)同學(xué)們對(duì)今天所學(xué)內(nèi)容的掌握情況，我將進(jìn)行以下幾項(xiàng)檢測(cè)：

1.簡(jiǎn)答題：

-請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明光敏傳感器在智能調(diào)光系統(tǒng)中的作用。

-請(qǐng)列舉三種智能調(diào)光系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景。

2.選擇題：

-智能調(diào)光系統(tǒng)的核心部件是（）。

A.電源

B.傳感器

C.執(zhí)行器

D.微控制器

3.編程題：

-編寫一段簡(jiǎn)單的程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：當(dāng)環(huán)境光線低于一定閾值時(shí)，LED燈泡亮起；當(dāng)環(huán)境光線高于一定閾值時(shí)，LED燈泡熄滅。

同學(xué)們，請(qǐng)認(rèn)真思考并完成以上檢測(cè)題目，這將有助于鞏固我們今天所學(xué)的知識(shí)。檢測(cè)結(jié)束后，我會(huì)進(jìn)行講解和點(diǎn)評(píng)，幫助大家更好地理解和掌握智能調(diào)光的相關(guān)內(nèi)容。典型例題講解1.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)，當(dāng)環(huán)境光線低于20勒克斯時(shí)，LED燈自動(dòng)點(diǎn)亮；當(dāng)光線高于50勒克斯時(shí)，LED燈自動(dòng)熄滅。

解答：

-首先，我們需要一個(gè)光敏傳感器來(lái)檢測(cè)環(huán)境光線強(qiáng)度。

-然后，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，將光敏傳感器與LED燈泡連接。

-使用微控制器（如Arduino）作為控制核心，編寫程序來(lái)讀取光敏傳感器的值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的光線閾值控制LED燈的開(kāi)關(guān)。

-代碼示例：

```cpp

constintsensorPin=A0;//光敏傳感器連接到模擬輸入A0

constintledPin=13;//LED燈連接到數(shù)字輸出13

intsensorValue=0;//用于存儲(chǔ)光敏傳感器的值

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);//設(shè)置LED燈為輸出模式

pinMode(sensorPin,INPUT);//設(shè)置光敏傳感器為輸入模式

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(sensorPin);//讀取光敏傳感器的值

if(sensorValue<20){

digitalWrite(ledPin,HIGH);//光線低于20勒克斯，點(diǎn)亮LED燈

}elseif(sensorValue>50){

digitalWrite(ledPin,LOW);//光線高于50勒克斯，熄滅LED燈

}

delay(1000);//延時(shí)1秒，避免頻繁讀取

}

```

2.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)，當(dāng)光線變化超過(guò)10勒克斯時(shí)，LED燈閃爍3次。

解答：

-類似于第一個(gè)例題，我們需要光敏傳感器和LED燈泡。

-使用微控制器來(lái)檢測(cè)光線變化，并在變化超過(guò)10勒克斯時(shí)，控制LED燈閃爍。

-代碼示例：

```cpp

constintsensorPin=A0;

constintledPin=13;

intsensorValue=0;

intlastSensorValue=0;

intthreshold=10;//光線變化閾值

intblinkCount=0;//閃爍次數(shù)計(jì)數(shù)器

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(sensorPin);

if(abs(sensorValue-lastSensorValue)>threshold){

blinkCount=3;//重置閃爍次數(shù)

}

while(blinkCount>0){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(500);

blinkCount--;

}

lastSensorValue=sensorValue;

delay(1000);

}

```

3.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)，當(dāng)光線低于30勒克斯時(shí)，LED燈以1Hz的頻率閃爍。

解答：

-使用光敏傳感器和LED燈泡。

-使用微控制器來(lái)檢測(cè)光線強(qiáng)度，并在低于30勒克斯時(shí)，使LED燈以1Hz的頻率閃爍。

-代碼示例：

```cpp

constintsensorPin=A0;

constintledPin=13;

intsensorValue=0;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(sensorPin);

if(sensorValue<30){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

delay(500);

digitalWrite(ledPin,LOW);

delay(500);

}

}

```

4.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)，當(dāng)光線強(qiáng)度在30到50勒克斯之間時(shí)，LED燈保持常亮。

解答：

-使用光敏傳感器和LED燈泡。

-使用微控制器來(lái)檢測(cè)光線強(qiáng)度，并在光線強(qiáng)度在30到50勒克斯之間時(shí)，使LED燈保持常亮。

-代碼示例：

```cpp

constintsensorPin=A0;

constintledPin=13;

intsensorValue=0;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(sensorPin);

if(sensorValue>=30&&sensorValue<=50){

digitalWrite(ledPin,HIGH);

}else{

digitalWrite(ledPin,LOW);

}

}

```

5.例題：

設(shè)計(jì)一個(gè)智能調(diào)光系統(tǒng)，當(dāng)光線低于20勒克斯時(shí)，LED燈變亮；當(dāng)光線高于70勒克斯時(shí)，LED燈變暗。

解答：

-使用光敏傳感器和LED燈泡。

-使用微控制器來(lái)檢測(cè)光線強(qiáng)度，并根據(jù)光線強(qiáng)度調(diào)整LED燈的亮度。

-代碼示例：

```cpp

constintsensorPin=A0;

constintledPin=13;

intsensorValue=0;

intbrightness=0;

voidsetup(){

pinMode(ledPin,OUTPUT);

pinMode(sensorPin,INPUT);

}

voidloop(){

sensorValue=analogRead(sensorPin);

if(sensorValue<20){

brightness=255;//最亮

}elseif(sensorValue>70){

brightness=0;//最暗

}else{

brightness=map(sensorValue,20,70,255,0);//根據(jù)光線強(qiáng)度調(diào)整亮度

}

analogWrite(ledPin,brightness);//設(shè)置LED燈亮度

}

```教學(xué)反思與改進(jìn)教學(xué)反思與改進(jìn)

回顧今天的信息技術(shù)課，我深感教學(xué)是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)和調(diào)整的過(guò)程。以下是我對(duì)本次教學(xué)的反思和一些改進(jìn)措施。

首先，我注意到學(xué)生在理解智能調(diào)光系統(tǒng)的原理時(shí)存在一定的困難。特別是在電路連接和編程邏輯方面，很多學(xué)生表現(xiàn)出迷茫。這讓我意識(shí)到，我在講解新知時(shí)可能過(guò)于理論化，沒(méi)有充分結(jié)合實(shí)際操作來(lái)幫助學(xué)生理解。

為了改進(jìn)這一點(diǎn)，我計(jì)劃在未來(lái)的教學(xué)中增加更多動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)。比如，在講解電路連接時(shí)，我會(huì)先展示一個(gè)完整的電路圖，然后逐步講解每個(gè)元件的作用和連接方式，最后讓學(xué)生自己動(dòng)手搭建電路，這樣能夠更直觀地理解理論知識(shí)。

其次，我發(fā)