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智能楼道灯 教学设计
课题 智能楼道灯 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 八年级
教材分析 本教材《智能楼道灯》一课，紧密围绕信息科技八年级第二单元《生活中的万物互联》的主题，通过介绍智能楼道灯的工作原理及光敏、声音传感器的应用，引导学生深入理解物联网技术在实际生活中的应用。教材内容丰富，实践性强，通过项目式学习，学生能够动手搭建智能楼道灯系统，提升编程能力和创新思维，同时培养节能环保意识。
学习目标 信息意识：学生能够认识到智能楼道灯在日常生活中的实用性和节能环保的重要性，从而增强对信息技术在改善生活质量方面作用的认识。通过项目实践，学生能够主动关注和利用信息技术解决生活中的实际问题。计算思维：学生通过编程实践，学会将智能楼道灯的控制问题抽象化，利用逻辑判断和条件语句来设计算法。通过调试和优化程序，学生能够培养问题解决能力和逻辑思维能力，提升计算思维水平。数字化学习与创新：学生通过学习和使用光敏传感器、声音传感器和RGB全彩LED模块等数字化工具，掌握数字化设备的基本操作和编程技能。在项目实践中，学生能够发挥创意，利用数字化工具进行创新和设计，实现智能楼道灯的控制功能。信息社会责任：学生通过了解智能楼道灯的节能环保意义，认识到信息技术在可持续发展中的作用。在项目实践过程中，学生能够遵守信息社会的法律法规和道德规范，负责任地使用信息技术，为构建绿色、智能的社会环境做出贡献。
重点 认识智能楼道灯的工作原理。
难点 了解并掌握光线传感器的功能和使用；通过编程,掌握利用光感和声音传感器模块控制小灯的方法。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入：播放一段智能楼道灯工作的视频，展示其白天熄灭、夜晚有人经过时自动亮起的功能。提问：“同学们，你们知道这段视频中的楼道灯是如何实现自动开关的吗？”引导学生思考并讨论，激发学习兴趣。引出课题：教师总结：“这就是我们今天要学习的智能楼道灯，它结合了光敏传感器和声音传感器的技术，实现了节能环保和智能控制。接下来，我们将一起探索它的工作原理和编程方法。” 观看视频，思考并回答问题。聆听教师引出课题，明确学习目标。 通过情境导入，激发学生的学习兴趣和好奇心。引出课题，明确本节课的学习内容。
讲授新课 环节一：光敏传感器教师活动：展示光敏传感器：展示光敏传感器的实物或图片，介绍其种类和外观。提问：“光敏传感器是如何感应光线变化的？”讲解工作原理：详细介绍光敏电阻的工作原理，即感应光线明暗变化，输出微弱电信号，通过电子线路放大处理，控制LED灯具的自动开关。展示光敏传感器的电路原理图，讲解信号传输和处理过程。编程演示：展示如何使用编程读取光敏传感器的亮度值，并根据亮度值控制LED灯的开关。给出示例代码，并逐行解释代码的功能和作用。python复制代码# 示例代码：光敏传感器控制LED灯开关 from microbit import * while True: brightness = pin0.read_analog() # 读取光敏传感器的亮度值 if brightness < 100: # 设定阈值，低于100表示光线较暗 pin2.write_digital(1) # 控制LED灯亮起 else: pin2.write_digital(0) # 控制LED灯熄灭 sleep(1000) # 暂停1秒，减少循环频环节二：声音传感器教师活动：展示声音传感器：展示声音传感器的实物或图片，介绍其外观和内部结构。提问：“声音传感器是如何接收声波并转化为电信号的？”讲解工作原理：详细介绍声音传感器的工作原理，即内置电容式驻极体话筒接收声波，导致电容变化，产生微小电压，通过A/D转换后传输给计算机。展示声音传感器的电路原理图，讲解信号传输和处理过程。编程演示：展示如何使用编程读取声音传感器的声音值，并根据声音值控制LED灯的开关。给出示例代码，并逐行解释代码的功能和作用。python复制代码# 示例代码：声音传感器控制LED灯开关 from microbit import * while True: sound_level = pin1.read_analog() # 读取声音传感器的声音值 if sound_level > 500: # 设定阈值，高于500表示声音较大 pin2.write_digital(1) # 控制LED灯亮起 else: pin2.write_digital(0) # 控制LED灯熄灭 sleep(1000) # 暂停1秒，减少循环频环节三：RGB全彩LED模块教师活动：展示RGB全彩LED模块：展示RGB全彩LED模块的实物或图片，介绍其外观和内部结构。提问：“RGB全彩LED模块是如何实现全彩混色效果的？”讲解工作原理：详细介绍RGB全彩LED模块的工作原理，即通过R、G、B三个引脚的PWM电压输入调节三种基色的强度，实现全彩混色效果。展示RGB全彩LED模块的电路原理图，讲解信号传输和处理过程。编程演示：展示如何使用编程控制RGB全彩LED模块的亮度和颜色。给出示例代码，并逐行解释代码的功能和作用。python复制代码# 示例代码：控制RGB全彩LED模块的亮度和颜色 from microbit import * import random while True: r = random.randint(0, 255) # 生成随机红色值 g = random.randint(0, 255) # 生成随机绿色值 b = random.randint(0, 255) # 生成随机蓝色值 pin2.write_analog(r) # 控制红色LED的亮度 pin3.write_analog(g) # 控制绿色LED的亮度 pin4.write_analog(b) # 控制蓝色LED的亮度 sleep(1000) # 暂停1秒，改变颜色 观察光敏传感器，回答问题。聆听教师讲解，理解光敏传感器的工作原理。观看编程演示，学习如何编写控制LED灯开关的代码。观察声音传感器，回答问题。聆听教师讲解，理解声音传感器的工作原理。观看编程演示，学习如何编写控制LED灯开关的代码。观察RGB全彩LED模块，回答问题。聆听教师讲解，理解RGB全彩LED模块的工作原理。观看编程演示，学习如何编写控制RGB全彩LED模块亮度和颜色的代码。 通过展示和讲解，让学生了解光敏传感器的种类和工作原理。通过编程演示，让学生掌握如何使用编程读取光敏传感器的亮度值并控制LED灯的开关。通过展示和讲解，让学生了解声音传感器的种类和工作原理。通过编程演示，让学生掌握如何使用编程读取声音传感器的声音值并控制LED灯的开关。通过展示和讲解，让学生了解RGB全彩LED模块的种类和工作原理。通过编程演示，让学生掌握如何使用编程控制RGB全彩LED模块的亮度和颜色。
课堂练习 布置任务：要求学生使用所学知识，编写一个程序，通过光敏传感器和声音传感器控制RGB全彩LED模块，实现白天光线强时LED灯熄灭，夜晚光线弱且声音大时LED灯亮起并闪烁的效果。提供示例代码和编程指导。巡回指导：在学生编写程序的过程中，教师巡回指导，解答学生的疑问，帮助学生解决问题。 根据任务要求，编写程序。在编写过程中遇到问题，及时请教教师或同学。调试程序，实现预期效果。 通过课堂练习，巩固所学知识。培养学生的实践能力和解决问题的能力。激发学生对编程和物联网技术的兴趣。
课堂小结 总结知识点：回顾本节课所学的内容，包括光敏传感器、声音传感器和RGB全彩LED模块的工作原理以及如何使用编程控制它们。展示成果：邀请几位学生展示他们的编程成果，并点评。布置作业：要求学生进一步完善他们的程序，尝试添加更多的功能和效果，如调整LED灯的闪烁频率和颜色变化等。 聆听教师总结，回顾所学知识。展示编程成果，接受点评。接受作业任务，准备课后完成。 通过课堂小结，巩固所学知识。通过展示成果和点评，激发学生的成就感和自信心。通过布置作业，拓展学生的知识面和实践能力。
板书 智能楼道灯一、项目情境二、项目准备
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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