中小学教育资源及组卷应用平台 第2.3课《模拟光控灯》教学设计 课题 模拟光控灯 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 六年级 核心素养目标 信息意识：通过探究光控系统的工作原理，理解光控系统"感知-判断-控制"原理，掌握数据采集与阈值设定方法，培养系统调试与分析能力。计算思维：模拟光控灯过程中，将光控需求转化为程序逻辑，建立"亮度检测-信号处理-设备控制"模型，通过流程图培养模块化设计思维。数字化学习与创新：运用Micro:bit实现智能光控，探索阈值优化和多传感器协同方案，培养技术创新能力。信息社会责任：模拟光控灯时，需要注重节能环保设计，确保系统可靠性和使用安全性，遵守技术应用伦理规范。 教学重点 理解"亮度检测-信号处理-设备控制"原理。 教学难点 运用Micro:bit实现智能光控，能够探索阈值优化和多传感器协同方案。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第2.3课 模拟光控灯1、观看视频。2、活动背景：壮壮了解并体验微波炉、声控灯等控制系统的工作过程后，还想设计并制作一个光控灯。接下来让我们跟壮壮一起利用Micro:bit 完成吧。 课程新知导入。 帮助学生初步理解本课研究内容。 讲授新课 新知讲解：光控灯工作原理光线感应：光敏元件感知环境光线强度。强光环境：光敏元件电阻值降低（或电流增大），触发电路切断电源，灯具关闭。弱光环境：光敏元件电阻值升高（或电流减小），触发电路接通电源，灯具开启。2、控制电路：通过三极管、继电器或集成电路（IC）等元件，将光敏元件的信号转化为开关指令，控制灯具通断电。一、想一想光控灯是利用光控技术发明出来的智能灯，它的神奇之处在于能够根据光线变化进行自我调节。1、请尝试分析：光控灯的控制过程是什么？（1）当光线较暗时，内部线路连通，光控灯自动亮起。（2）当光线较亮时，内部线路断开，光控灯自动熄灭。2、若想实现光控灯的控制过程，Micro:bit 需要具备什么功能？（1）Micro:bit 需要具备控制LED灯的功能。（2）Micro:bit 需要具备识别光线亮度的功能。Micro:bit 自带的LED灯可以亮或灭，还能起到一个基础的光敏传感器的作用。我们可以用它来检测周围光线的亮度级别（ 0~255 ），光线越亮数据越大，光线越暗数据越小。3、开灯的判断条件是光线较暗，但光线较暗是一个模糊的说法，我们必须通过确定的光线亮度级别将它明确表示出来。确定的光线亮度级别即开灯的阈值。开灯的判断条件：光线较暗，即测得的亮度级别小于（填“小于”或“大于” ）开灯的阈值。4、确定开灯的阈值。我确定的开灯的阈值为88。可以通过多次测量获得开灯的阈值。5、根据光控灯的控制过程把简化流程图的方框空白处补充完整。光控灯核心元件与材料光敏元件光敏电阻：光线越强，电阻越小，成本低，应用广泛。光敏二极管 / 三极管：灵敏度高，响应速度快，常用于精密控制电路。2、控制模板简单电路：由电阻、电容、三极管组成。智能模块：集成微控制器（如单片机），可设置延迟关灯时间、光感阈值等。3、灯具类型：适配 LED 灯、节能灯等低功耗光源，节能性更佳二、做一做（一）实践目的通过设计并制作模拟光控灯，体验连续量转为开关量的控制过程。（二）实践准备计算机、Micro:bit、数据线。（三）实践过程1、通过测量获得开灯的阈值。（1）将“测量亮度.hex”程序提前下载到Micro:bit。（2）利用 Micro:bit 的LED灯（内置光敏传感器），采集光线较暗时亮度级别数据(至少采集3个)，并填写在下表中。采集次数亮度级别188292388可以通过遮挡的方式使 Micro:bit 环境光线变暗，肉眼感觉光线暗到可以开灯的时候开始采集对应的亮度级别数据，也就是 LED 灯显示的数值。若环境光线发生改变，应等稳定后再读取数据，保证采集的数据是改变后的环境 ... ...
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