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第1.3课《模拟手动开关灯》教学设计
课题 模拟手动开关灯 单元 第一单元 学科 信息科技 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：模拟手动开关灯的研究时掌握对控制系统的基本原理和程序设计逻辑的理解，并加深程序设计中条件语句和状态管理的理解。计算思维：能够将实际问题（如开关灯）转化为可以通过计算机程序解决的形式，并提高学生抽象思维、分解问题的能力。数字化学习与创新：知晓如何运用数字化工具和编程语言来解决实际问题，提高编程能力和创新思维，学会探索新颖的解决方案。信息社会责任：在设计合理的控制程序时，应该确保其不产生负面影响，并且能够保障用户的安全和隐私。
教学重点 明确算法实践、操作的具体过程以及如何进行算法优化。
教学难点 在实践体验手动开关灯制作过程中，感受系统控制的过程。
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1.3课 模拟手动开关灯1、观看视频。2、活动背景：壮壮在知道控制的相关知识后，特别想通过实际操作来体验生活中的控制。让我们跟随壮壮一起来实践。 课程新知导入。 帮助学生初步理解本课研究内容。
讲授新课 新知讲解：一、想一想在制作前，首先尝试使用“如果……则……”的句式通过自然语言来描述控制手动开关灯的过程，并把下面的流程图补充完整。注意事项灯光状态管理：需要有一个变量来记录灯光的当前状态（亮/灭）。每次按钮按下时，根据当前状态来切换灯光状态。电源管理：模拟的开关灯不涉及实际的电源管理，但在硬件中，考虑电流、电压和电路的稳定性非常重要。按钮状态的检测：确保按钮的状态可以被有效检测到。通常使用输入端口读取按钮的开/关状态。二、做一做1.材料准备。Micro:bit、数据线。2.结合现有资源，明确细化流程图。(1)使用 Micro:bit 的LED屏幕表示灯。(2)使用 Miero:bit 的按钮表示开关。3.根据上述流程图把程序补充完整。使用基本模块中的“显示 LED”和“清空屏幕”代码块将程序补充完整。4.调试运行程序。方法1：程序补充完整后，可直接在模拟器中查看程序执行结果。方法2：程序补充完整后，通过Micro:bit 查看程序执行结果。(1)使用数据线将电脑和 Micro:bit 连接。(2)下载程序，将程序复制到 Micro:bit中。5.程序运行效果。按钮A按下去，LED屏幕亮;抬起后，LED屏幕熄灭。多线程与并发编程当控制多个开关并行操作时，可以思考多线程编程。多线程编程是指在一个程序中同时执行多个线程（Thread）的过程。每个线程可以独立执行自己的任务，多个线程共享程序的资源，如内存和文件。多线程编程主要目的是提高程序的效率，使得程序能够并发地执行多个任务，减少等待时间，提高响应速度。在多线程编程中，处理并发事件需要关注如何管理线程之间的协调和资源的同步。比如，当多个用户同时操作多个按钮时，每个按钮的点击事件可能会触发不同的操作，我们需要确保这些操作不会发生冲突，保证程序的稳定性。三、想一想1、模拟的效果和你预期的一样吗 如果不一样，出现了什么问题 答：效果不一样，灯光状态没有正确切换，可能没有正确记录灯光的当前状态，导致灯光在按键时未正确切换。2、现实生活中，按一下按钮灯就会保持亮的状态，不需要一直按着按钮。想一想，如何修改下图程序，以实现“每次按下按钮，灯切换亮灭的程序设计。答：可以将按钮按下事件与灯光状态切换功能结合，每次按下按钮时，检查当前灯光状态，如果灯是亮的就关掉，反之则点亮。3、你还能从哪些方面优化模拟手动开关灯 答：可以从反馈机制，比如添加LED指示灯或者显示屏，显示当前灯光状态，以便更清楚地看到开关的状态；还可以增加按钮按下后的短暂延时，避免因抖动或者连续按键导致意外行为。四、读一读随着科学技术的发展，系统的控制过程更加强调自动化和智能化处理。智能化控制技术更加注重信息的智能处理，为我们提供更加人性化的服务。如智能空调根据外部温度自动启动工作，调节室内温度;智能灯通过自动检测光线变化调整开关状态和亮度等。伴随人工智能技术和大数据技术的发展，更加人性化的控制场景不胜枚举，如利用语音交互控制智能家居、借助体感互动设备进行体感互动游戏，甚至可以通过仿生技术实现机器与大脑中的信号直接交互，实现脑机对话应用等。控制技术无处不在，并借助科技的力量得到了长足的发展，从而更好地为我们服务。五、课堂练习完成课件19—20页的课堂练习题。六、拓展延伸1、编程组成的各大要素变量与数据类型：变量是程序中存储数据的地方，数据类型定义了数据的形式（如整型、浮点型、字符型等）。控制结构：包括顺序结构、选择结构（如if语句）和循环结构（如for、while循环），它们控制程序的执行流程。函数与模块：函数是程序的基本单元，用来完成特定的任务。模块是由多个相关函数组成的代码单元。输入与输出：程序与外部环境交互的方式，输入来自用户或者传感器，输出可以是显示器、LED、音响等设备。异常处理：程序运行过程中可能会遇到错误，异常处理机制可以帮助程序处理这些错误并确保程序稳定运行。2、优化程序的多种方法中断机制：使用中断来检测按钮状态，可以避免不停轮询，提升程序效率。模块化编程：将不同的功能拆分成独立的模块，提高代码的可读性和可维护性。去抖动：使用硬件去抖动（如电容）或者软件去抖动（如延时去抖动算法）。状态机设计：使用状态机管理程序的不同状态，可以清晰地划分功能，避免状态混乱。七、单元小结【单元结构】【单元学习内容评价】 学会用自语言的方式描述开关灯的流程。学习注意事项。学习具体如何制作手动开关灯。学习多线程与并发编程。完成想一想。进行读一读。完成课堂练习。进行知识拓展。 结合情境引入所学知识点，帮助学生初步了解灯光的流程控制形式。明确实践活动的注意事项，保证实践的高完成度。图文结合引导学生学习具体的操作步骤，明确各个板块的制作流程，调动学生的积极性和课堂参与度。引导学生能够根据不同的情况选择最合适的编程方式，提高学生灵活变通的能力。引导学生进行总结和反思，在实践回顾总结中深化对所学内容的理解和掌握。拓宽所学知识内容，补充讲解，深化所学知识点。考察学生对本课知识内容的理解和掌握。拓宽学生所学知识。
课堂小结 模拟手动开关灯1.进行新知引入2.模拟体验灯光中的控制3.反思总结模拟的效果和预期4.完成课堂练习5.进行知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 在已有的控制程序基础上，进行调试与优化。优化程序结构，使代码更加简洁高效，并解决可能出现的边界情况（例如按钮长时间按下导致的误操作）。总结本单元所学内容，并绘制思维导图。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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