第4单元第4课 《跨学科主题——小型开关系统》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4.4课《跨学科主题———小型开关系统》教学设计 课题 跨学科主题———小型开关系统 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：意识到生活中控制系统的普遍性，能综合运用信息科技、数学、科学等知识，搭建一个简易的小型开关系统。计算思维：加深对控制系统的理解，提高运用知识解决问题的能力，学会开展调研活动，确立研究方向，制订项目学习计划。数字化学习与创新：可借助编程软件编写控制程序，结合硬件搭建实现创意功能，提升创新应用能力。信息社会责任：搭建系统时注意用电安全如避免短路；思考技术应用的合理性，如自动灯减少能源浪费等。 教学重点 探索小型开关系统背后的实现原理。 教学难点 能够搭建一个简易的小型开关系统，解决生活中存在问题。 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4.4课 跨学科主题———小型开关系统1、观看视频。2、活动背景：控制系统在生活中很常见。例如，随着热水的消耗和冷水的注入，电热水器里的水温逐渐降低，当温度降低到阈值时，电热水器会自动启动加热功能，这个过程就体现了通过反馈实现的过程控制。通过小组合作，根据生活场景需要，搭建一个简易的小型开关系统模型。3、项目目标（1）综合运用信息科技、数学、科学等知识，搭建一个简易的小型开关系统。（2）加深对控制系统的理解，提高运用知识解决问题的能力。4、项目准备（1）成立学习小组，建议每组3~4人，明确目标和分工。（2）开展调研活动，确立研究方向，制订项目学习计划。 课程新知导入。明确本课项目目标和项目准备。 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、项目实施1、了解身边的控制系统相关案例查阅资料，收集身边的控制系统相关案例，借助搜索引擎和人工智能大语言模型应用工具，分析其基本原理和实现方法。序号名称主要功能实现原理和方法1家用智能灯控系统自动调节灯光亮度 / 开关原理：通过光照传感器检测环境亮度，与设定值对比方法：传感器（光敏电阻）→ 控制器（单片机）→ 执行器（LED 灯 / 继电器）2电热水壶温控系统水沸腾后自动断电原理：检测水温，达到沸点（100℃）时触发断电方法：温度传感器（双金属片）→ 机械开关（受热形变断开电路）3共享单车自动锁系统扫码后解锁，关锁后计费停止原理：检测锁的状态（是否关闭）和扫码信号方法：蓝牙模块（接收解锁信号）→ 控制器 → 电机（驱动锁舌开关）4冰箱温控系统维持箱内温度在设定范围原理：检测箱内温度，与设定值对比（如 4℃）方法：温度传感器（热电偶）→ 控制器 → 压缩机（制冷）/ 加热器反馈实现的过程控制通过反馈实现的过程控制，核心是 “检测 - 对比 - 调整” 的闭环逻辑 。首先通过传感器等装置检测被控对象的实际状态（如温度、位置），将其与预设的目标值（设定值）对比，得到偏差；然后控制器根据偏差信息发出指令，驱动执行器（如电机、阀门）调整被控对象的状态，直至实际状态接近或达到目标值。2、发现生活中的问题，设计方案小组合作，发现生活中存在的问题，选择适宜用系统控制方法解决的项目，设计主要功能、控制原理，画出示意图，并进行硬件设计。项目名称基于土壤湿度的智能花盆自动浇水系统小组成员ABCDEF项目背景：生活中常因忘记浇水导致绿植枯萎，或浇水过多导致烂根；传统浇水依赖人工，无法根据土壤实际湿度动态调整。主要功能：1. 实时检测土壤湿度；2. 湿度低于设定值时自动启动水泵浇水；3. 湿度达到设定值时自动停止浇水；4. 缺水时通过 LED 灯提示补水（水箱水位检测）。3、搭建系统，实现功能搭建硬件系统，编写程序，实现项目设计，观察实施过程中的现象根据需要调整设计方案。 ... ...