资源简介

第8课《检测噪声有方法》——控制系统的输入
教学设计
一、学习内容
本课为《安徽省义务教育信息科技教学指南》六年级上册第三单元中的第一课，本单元围绕“过程与控制系统可以抽象出输入、计算、输出三个典型环节”展开，通过创设“星级文明小区”这一情境，引导学生认识生活中常见的“输入、计算和输出”的过程与控制系统，从而进一步理解系统实现过程与控制的原理。本课主要研究的是控制系统的“输入”，在本单元后面的几课中，学生还将通过“点亮噪声警示灯”、“探秘车位计数”、“控制道闸升降”三个子项目来继续探究控制系统的“输出、计算和综合应用”。
二、学习基础
本课的学习者为六年级学生，对控制的“分类、环节、方式和安全”有了一定了解，具备一定的逻辑思维水平、动手能力和编程平台的使用经验。学生在探究本课时，需认识声音传感器，认识采集声音是“连续量输入”，最后通过控制板和编程平台搭建噪声检测装置，体验其工作流程。
三、学习目标与重难点
1．学习目标
（1）项目目标：制作噪声检测装置，检测噪声大小。
（2）素养目标：能分辨输入环节中的数据是开关量还是连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量。
2．学习重点和难点
（1）学习重点：带领学生对“输入、计算、输出”这一系统控制原理进行验证，进一步建构系统思想。
（2）学习难点：使用合适的编程模块完成“噪音检测装置”程序。
四、教学准备
类别 项目 具体要求
软件资源 图形化编程软件 图形化编程软件，可以编写程序并将程序上传至设备中。
多媒体学习资源包 供学生在线学习，为学生提出问题、解决问题做参考。
硬件资源 主控板与数据线 内置声音传感器、灯光模块。
计算机 每组一台
人力资源 课前分组 每组三位同学，共用一套控制板，其中一人为“硬件工程师”，主要负责控制板的连接与调试；另一人为“软件工程师”，主要负责图形化程序的设计与调试；第三人为小组长，负责对内协调本组事务、对外汇报学习成果。
学习评价
采用过程性评价和总结性评价相结合的方式，通过学生在设计制作“噪音监测器”活动中的表现，结合《学习活动评价量表》进行评价。
评价内容 评价标准 评价结果
项目达成 能说出噪音检测仪的工作原理。
上传程序，完成噪音检测装置的制作。
能够顺利检测噪声大小。
素养提升 能分辨出输入环节的数据是开关量还是连续量
能了解连续量可以经由阈值判断形成开关量
建立“运用法律法规”“用数据说话”的法治意识、信息意识。
过程参与 积极参与小组活动的研讨、汇报、展示、评价等环节。
七、学习过程
教学环节 学习内容和活动 设计意图
课前活动承上启下 1.教师宣布游戏规则，学生拿出“控制板”并开机运行。2.学生随音乐挥动控制板，观察其灯光变化规律。3.师生总结游戏规律：挥舞力度连续变化，力度达到45时灯光亮起。4.小结：该系统为“过程与控制”系统，包含“输入、计算、输出”三个典型环节，其中“挥舞力度”是一个不断变化的“连续量”。 通过课前游戏，引发学生对“控制板”的兴趣；复习过程与控制的三大典型环节，初步接触到“连续量”概念，为后续学习做好铺垫。
创设情境
引出问题 1.出示情境：居民们跳广场舞时，被物业提醒可能存在噪声污染，应如何规范处理小区噪音问题？2.学习思考：学生阅读《学习单》，了解“噪音”相关法律法规和知识库，讨论该如何解决噪音问题。（1）根据法律法规，应如何规范处置噪声污染？
（2）多大的噪声污染对人体有害？
（3）如何检测噪声大小？3.小组汇报：各组根据以上问题，研讨相关资料后汇报。4.小结并揭示课题：我们可以使用噪声检测器来测量噪声响度值（分贝），出示课题《噪音检测有方法》 通过生活中的案例，引导学生思考解决问题的方法：先上网搜索相关的法律法规，再用信息手段收集佐证数据。在此过程中培养学生的信息意识、法治意识、数字化学习能力和信息社会责任感。
实验操作探究原理 1.观看“噪声检测器”照片，讨论它是如何感知噪声的？（声音传感器、麦克风）；2.使用“鼓膜模型”进行声音实验，体验声波震动引发小球连续跳动。3.实验中，声波会引发薄膜的振动，从而让泡沫小球连续跳动。物体震动时会产生声音，一段声音实质上是一段连续变化的振动。这种随时间连续变化的量被称为连续量。4.小组研讨：“自然光亮度、水流速度、空气湿度、天气温度、交通红绿灯”是否属于连续量。以上连续量可以使用对应的传感器感知，生成连续的数据。【学生完成《任务单》活动2：实验操作 探究原理】 引导学生了解声音传播和“噪声监测仪”的监测原理；再组织学生认识手中的“控制板”，通过知识迁移，引导学生构想出自己的“噪音检测仪器”方案，在此过程中培养学生解决问题的能力。
小组合作提出方案 2.提出方案学生观察“控制板”，分析如何实现噪声监测功能，找到“麦克风”传感器；
（2）学生观察“编程”软件，找到与声音采集相关的程序模块。学生总结，提出“噪声检测装置”制作方案。【学生完成《任务单》活动3：小组合作 提出方案】
完成制作验证原理 1.测试程序（1）用编程软件打开“程序1”，阅读程序，说出其功能。
（2）将主控板连接到计算机，将程序上传到主控板，测试采集教室声音的数值。（3）思考：屏幕上不断刷新的声音响度数值，属于噪声吗？应该如何修改程序，令其自动过滤较小的声音，只显示提数值较大的噪音？【学生完成《任务单》活动4：测试反馈 优化程序】3.阶段小结（1）教师板书总结，明确“连续量”和“开关量”的概念。连续量可由阈值判断，转化为开关量。 教师直接提供简单的程序，目的是建立学习支架，让学生迅速掌握“慧编程”软件的使用方法；让学生理解测试优化程序的重要性。引导学生解决实际问题，提升学生思维能力，加深学生对连续量、阈值、开关量的理解。
完善方案拓展提升 1.观看“噪声监测站”视频，分析其中“噪声报警功能”是如何实现的？2.了解“阈值”与“开关量”概念。3.学生打开“程序2”，设定阈值，实现报警功能。4.拓展1：修改完善程序，实现声音报警功能。5.拓展2：修改完善程序，实现“声控灯”功能。6.学生操作，现场展示，说一说在“声控灯”程序中，连续量、阈值、开关量分别对应什么内容？【学生完成《任务单》活动4：综合运用 拓展提升】 通过拓展提升环节，让在做中学、创中学，培养学生动手解决问题的能力，进一步提升学生综合运用所学知识解决实际问题，锻炼计算思维能力。
总结评价自我提升 1.教师回顾本课板书。2.学生分别从项目角度、素养角度谈谈本课收获。 生活中有很多连续量，我们可以通过传感器，把他们变为连续的数据，并通过阈值判断，使其成为开关量。

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