第3单元第2课 《节能路灯与逻辑运算控制》教案【湘科版】《信息科技》 六年级上册

中小学教育资源及组卷应用平台 第3.2课《节能路灯与逻辑运算控制》教学设计 课题 节能路灯与逻辑运算控制 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级 核心素养目标 信息意识：能意识到光线、声音等信息在路灯控制中的关键作用，主动关注传感器获取信息的方式，理解逻辑运算对信息处理的意义。计算思维：理解通过逻辑运算实现控制的基本原理，用 “与”“或”“非” 等运算构建控制模型。数字化学习与创新：通过编程实现智能控制功能，结合远程控制工具探索创新应用，实现知识的深度融合与拓展。信息社会责任：认识到节能路灯对节约能源的重要性，在设计控制方案时兼顾环保与实用性。 教学重点 声音传感器的基本原理和功能，认识生活中的声音传感器。 教学难点 学习完相关原理后能够进行声光控制等控制系统模拟实践，理解背后的原理准则。 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3.2课 节能路灯与逻辑运算控制1、观看视频。2、活动背景：在校园的不同场景中，对照明的需求各不相同。例如，教室需要光线充足、稳定，以便学生进行阅读;在校园道路和体育场等地方，则需要大范围的照明，对光强度要求相对较低;在楼道或消防通道中，在有人经过时打开照明，更节约电能。那么，如何根据不同的需求设计控制系统，以减少能源消耗呢 3、活动目标1.了解声音传感器的基本原理和功能。2.初步理解通过逻辑运算实现控制的基本原理。 课程新知导入。学习本课学习目的。 帮助学生初步理解本课研究内容。帮助学生学习更有目标性。 讲授新课 新知讲解：一、了解声音传感器在日常生活中，楼道灯不仅仅根据光线明暗控制开或关，还需要判断是否有人经过。许多楼道灯是感应到声音才会亮起来，这种灯之所以能像人类一样“听”见声音，是因为有声音传感器的帮助。声音传感器是一种可以捕捉和检测声波的设备，可以把声波转换成电信号，这样就可以通过声音实现控制。麦克风传感器（如 MAX9814）：基于驻极体麦克风采集声音信号，能将声音的强弱转换为模拟电压信号。应用于声控玩具（如拍手启动的玩具车）、声音监测设备（如噪声检测仪）等，可检测环境中的声音有无及大致强度。MSGEQ7 音频频谱传感器：能对声音的不同频率成分进行分析，输出对应频率的电压信号。应用于音频可视化设备（如随音乐节奏变化的 LED 灯带）、音乐玩具（如根据不同音调发出不同灯光效果的玩具）。探究实践1.实验目的：熟悉声音传感器的使用。2.实验设计：按A键，读取声音传感器数值，显示在显示屏上。记录不同声音大小条件下，声音传感器输出的数值。3.实验准备：主控板、编程计算机。4.实验过程(1)编写程序。(2)将不同环境中的声音强度值记录在下表中。序号操作声音强度值1大声喊70-90分贝2走路40-60分贝3拍手60-80分贝4安静20-40分贝二、设计制作声光控制路灯模型人走路一般都会发出声音,利用这个现象,可以设计声光控制路灯模型。只有当环境光强度低于预设值并且检测到有人经过发出声音时，路灯才会打开。路灯的开关由“光线”与“声音”两个变量共同控制。环境光线强度和声音强度都是连续量，可通过与圆值的比较，转化为开关量。两个开关量可以用“运算”模块中的“与”逻辑运算积木进行计算，实现对路灯的“与”控制。“光线” 与 “声音” 两个变量之间的关系与关系：当光线暗（满足光线条件）且有声音（满足声音条件）时，路灯打开；其他情况（光线亮或无声音）路灯关闭，这是声光控节能路灯的典型控制关系。或关系：光线暗或有声音时路灯打开，这种情况较少见，可能导致路灯在光线亮但有声音时点亮，节能性较差。非关系组合：如 “非光线亮” 与 “声音” 的与关系，实际同 “与关系”；“光线亮” 或 “非声音” 时路灯关闭，即仅光线暗且有声音时亮， ... ...