第4单元第3课 《城市灯光秀与模块化控制》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4.3课《城市灯光秀与模块化控制》教学设计 课题 城市灯光秀与模块化控制 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 六年级 核心素养目标 信息意识：能敏锐捕捉灯光秀中各类信息，认识到信息在系统协调中的关键作用，学会主动收集和分析相关信息。计算思维：在设计灯光秀控制逻辑时，能够设计简单的灯光秀模型，理解各板块模型之间的相互作用情况。数字化学习与创新：借助数字化工具设计和模拟灯光秀效果，通过调整参数优化方案，将模块化控制理论转化为实际的数字化作品，培养创新应用能力。信息社会责任：在设计和实施灯光秀时，考虑能源消耗、光污染等环境问题，遵循相关技术规范和法律法规。 教学重点 理解通过无线广播实现控制的基本方法。 教学难点 能够设计简单的灯光秀模型，理解各板块模型之间的相互作用情况。 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4.3课 城市灯光秀与模块化控制1、观看视频。2、活动背景：湘江灯光秀是长沙的城市名片。依照湘江两岸不同建筑组团的疏密程度，构建大画面、大气势的城市光影效果，体现了湖湘文化特色和历史文化名城底蕴，展现了长沙的时代新风和发展成就。湘江灯光秀以其壮观的景象和独特的艺术表现形式，深受市民和游客的喜爱。3、活动目标（1）理解通过无线广播实现控制的基本方法。（2）理解模块化控制的基本原理。 课程新知导入。学习本课学习目标。 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、灯光秀的基本工作原理在观赏城市灯光秀时，可以发现一些基本规律。(1)每栋楼可以显示不同的文字或图案。(2)不同楼栋显示的文字可以连接成一句话。(3)不同楼栋显示的图案能联动，产生动画效果。开动脑筋小组讨论：如何实现不同楼栋之间文字、彩灯联动的效果 答：首先需建立统一的通信连接，可采用无线通信（如 5G、Wi-Fi、LoRa）或有线通信（如光纤、以太网）实现数据传输。然后制定统一的控制协议和同步标准，确保各楼栋设备对指令的解读一致。接着通过中心控制系统发送指令，控制各楼栋的文字显示模块（如 LED 屏）和彩灯控制器，精确同步内容切换、闪烁频率、颜色变化等，可借助时间同步技术（如 GPS 授时）保证联动的时效性。可以把每栋楼的显示设计成一个独立的模块，这些模块相互配合，共同实现系统功能。如果把每栋楼看成一名举牌的学生，那么依次举牌就会产生连续的动态字幕效果。模块化设计是一种处理复杂系统的通用方式。每个模块都实现某一特定功能，从而降低设计难度，提高效率。系统模块之间的控制，可以采用多种模式。中心控制中心控制模式：由一个核心控制模块集中管理所有子模块，子模块的动作由中心模块统一指令调度。优点：控制逻辑清晰，便于整体协调和统一管理，能快速响应全局需求变化，故障排查时可集中定位问题。顺序控制顺序控制模式：各模块按照预设的先后顺序依次动作，前一模块完成特定操作后触发后一模块启动。优点：结构简单，模块间依赖关系明确，无需复杂的通信协调，成本较低，适用于流程固定、逻辑简单的系统。二、灯光秀模型的设计与制作要模拟两栋楼共同实现灯光秀效果，即伴随着彩灯和音乐，先后分别显示“你”和“好”两个字符图案，可采用模块化设计思想，为每栋楼设计独立的控制系统，通过无线网络实现两个控制系统的有序联动。温馨提示灯光参数统一：包括灯光颜色、亮度、闪烁频率等需保持一致，保证视觉效果的协调性。通信稳定：两栋楼之间的控制信号传输要稳定可靠，防止因信号中断导致灯光秀出错。设备兼容性：确保两栋楼使用的灯光设备和控制模块兼容，能正确解读控制指令。场景测试：提前进行多次模拟测试，排查可能出现的同步偏差、设备故障等问题。楼 ... ...