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信息技术 三单元—跨学科主题—设计并制作简易光控 LE0 灯照明系统
课题 设计并制作简易光控 LE0 灯照明系统 单元 第三单元 学科 信息技术 年级 六年级
教材分析 《设计并制作简易光控 LE0 灯照明系统》该课时教材编排了“分析并设计光控灯控制系统—设计算法—编程实现—测试、优化和改进”。通过简易光控 LE0 灯照明系统项目让学生了解了简易光控 LE0 灯照明系统的含义并且学会了简单制作简易光控 LE0 灯照明系统。教材编排合理，教学环节注重实践与理论相结合，教材内容贴近学生生活实际，符合六年级学生认知特点。
教学目标 1、信息意识：能够了解LED灯的基本原理及应用，掌握光敏传感器的工作原理。 2、计算思维：能够将复杂的光控LED灯项目分解成多个小任务，如传感器数据采集、数据处理、控制逻辑等。 3、数字化学习与创新：能够发挥创意，尝试不同的设计方案，比如使用不同类型的传感器或改进控制系统。 4、信息社会责任：能够提倡节约能源，通过设计高效的照明系统来减少电能消耗。
重点 一、步骤一:分析并设计光控灯控制系统二、步骤二:设计算法三、步骤三:编程实现四、测试、优化和改进
难点 1、编程实现
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 自爱迪生发明照明灯以来，灯已与我们的日常生活密不可分，家庭、学校工厂、商场、公园都需要灯的照明。为了避免能源浪费，杜绝长明灯现象，许多场所使用了光控灯，如路灯(图1)、公园景观灯、公共区域照明灯和家庭楼道灯等。这些灯在白天常处于关闭状态，到了黑夜或天色,阴暗时会自动亮起天亮后又会自动关闭。光控灯既能节约能源，延长灯泡的使用寿命，又能实现无人值守，节省人力。那么，它是如何根据天色明暗程度自动提供照明的呢 让我们通过制作易光控灯实验来共同探究。 以小组为单位完成以下任务: 1.探究光控灯的工作原理; 2.设计光控灯的实现算法，绘制算法流程图; 3.了解光线传感器和 LED灯的工作原理;4.确定光线传感器的光线值与 LED 灯亮度的对应关系;5.选择器材，制作一个简易的光控灯系统;6.对系统进行测试，并针对问题进行改进，实现系统的迭代;7.总结探究过程，撰写实践报告。知识拓展 学生之间相互讨论什么是LED灯的图片系统。 帮助学生了解课堂学习和了解什么是简易LED灯的图片系统。
讲授新课 一 、项目实践指导步骤一:分析并设计光控灯控制系统 光控灯是根据周围环境的光线强度自动提供照明的一种灯具。通常情况下，光控灯系统通过光线传感器感知周围环境的光线强度，并将检测到的光线强度转换成光线值输入给系统。光控灯控制系统三环节如图2所示。数字化学习查阅相关资料，了解光线传感器和 LED灯的工作原理。做一做尝试画出光控灯系统结构图(包括系统、子系统、模块)。尝试画出光控灯系统控制框图。步骤二:设计算法 光控灯系统会将输入的光线值与系统设定的点亮灯所必须达到的最低光线值(设定值)进行比较。如果测量到的光线值小于设定值，系统控制LED灯亮起;如果测得的光线值大于设定值，说明没有达到亮灯条件，系统控制LED灯关闭，达到环保节能的目的。光线传感器每天不间断地探测周围环境光的变化，并将变化结果向系统反馈，从而实现亮灯、熄灯的自动控制。做一做图3所示是根据设定值控制LED灯亮灭的简易光控灯的算法流程图(局部)，请将其补充完整。想一想为了达到理想的控制效果，该如何确定亮灯光线值的大小 步骤三:编程实现连接硬件与电脑，启动图形化编程软件，依次打开软件与电子开发板的通信连接，选择开发板类型、上传模式、编程语言，然后就可以进行编程了。做一做测试光线传感器在什么情况下获取的环境光的值最大，最大值是多少 在什么情况下获取的环境光的值最小 最小值是多少 LED灯在什么情况下最亮，亮度的最大值是多少 在什么情况下最暗，亮度的最小值是多少 根据你的流程图完成编程。步骤四:测试至此，该光控灯系统已搭建完成。运行上传程序，进行测试，看看是否可以正常运行。做一做用移动电源给你的光控灯系统供电，将光控灯放入不同光照强度的测试环境中，观察光控灯是否能根据环境的明暗自动亮灭，或保持灯的状态不变。步骤五:优化和改进把你的光控灯系统放置在一个光线较暗的楼道里，观察其是否始终处于常亮状态。由于这个简易的光控灯系统没有考虑到只在人出现时才需要照明，在光线较暗时灯光会持续亮着，导致能源浪费，不符合节能环保要求，因此需要进行优化和改进。做一做在生活中，为了节能，许多地方的照明灯既能由光线控制，又能由声音控制，甚至还可以由人体感应控制。 想一想，如何设计简易光控灯改进方案，做一个更加节能的光控灯系统 如果需要光控灯能根据周围环境的亮度自动调节 LED的亮度该如何确定光线传感器的光线值与 【ED 亮度之间的关系 该如何修改前面的算法 展示与交流小组上台演示本组制作的光控灯系统，并分享设计与制作过程。反思与评价1、反思存在的问题:改进措施:2、评价四、拓展延伸1、声控灯2、光敏传感器在日常生活中造成了哪些影响？3、生活中光敏传感器给我们带来哪些优势？4、我们如何更好地学习光敏传感器？ 了解观察寻找身边有哪些具体的分析并设计光控灯控制系统步骤。学生小组内部进行讨论生活中有哪些光控灯系统。 学生通过观察寻找身边的编码需求进一步加深对管控等的认识。进一步增强学生的专业素养，让学生在讨论中学到更多。
布置作业 在父母陪同在网上找到相关的光敏传感器小灯素材，购买并制作光敏小灯。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 《设计并制作简易光控 LE0 灯照明系统》课程小结： 本课程中，我们学习了如何设计和制作一个简易的光控LED灯照明系统，它是利用光电效应来检测环境光线的强度啊！然后我们还了解了不同类型的光敏传感器，比如光敏电阻和光敏二极管。不仅让我们学到了新知识，还锻炼了我们的动手能力和解决问题的能力。我们觉得这种理论与实践相结合的教学方式非常棒，希望以后还能有更多这样有趣的课程。我们已经迫不及待想要尝试更复杂的项目了！ 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、步骤一:分析并设计光控灯控制系统二、步骤二:设计算法三、步骤三:编程实现四、测试、优化和改进 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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