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第4.3课《模拟大棚温度报警器》教学设计
课题 模拟大棚温度报警器 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：学生能熟知模拟大棚温度报警器的典型环节具体内容，在复杂的农业环境中，能快速甄别有价值的学习、文化信息。计算思维：面对模拟大棚温度报警器的分析问题，能像算法解题一样，精准分析，迅速熟悉温度采集、数据处理、报警输出三个经典环节。数字化学习与创新：在使用模拟大棚温度报警器的实践中，勇于尝试新技术，创新内容和形式，实现知识的深度融合与拓展。信息社会责任：学习模拟大棚温度报警器时，需要注意技术应用的伦理问题，如在农业生产中确保人类安全，不滥用技术，保护个人数据隐私等。
教学重点 了解大棚种植以及Micro:bit程序。
教学难点 使用Micro:bit程序进行大鹏温度报警器的设计。
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4.3课 模拟大棚温度报警器1、观看视频。2、活动背景： 壮壮已经知道了大棚温度报警器的工作过程，也明确了用什么装置可以实现它的多种执行功能，接下来他要通过Micro:bit 模拟实现这一控制过程。 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、查一查查找资料，了解模拟大棚温度报警器需要做哪些工作。小组成员间进行分工与合作，并填写下表。阶段人工安排工作内容准备尹小小学习相关知识并进行工具和材料的准备最后进行方案的设计。了解大棚温度控制的重要性；学习基础的电路原理；准备电子元件以及辅助材料；绘制电路图并规划大棚结构。探究金小粒进行实验的组装测试与优化。组装电路搭建大棚，并进行数据登记。总结李明进行实验结果的总结并进行最终的成果展示。梳理最终实验数据，记录问题及解决方案。二、想一想1.请思考Micro:bit的哪些部件可以实现温度报警器的多种执行功能。25颗LED点阵显示温度数值；25颗LED点阵、外接LED灯闪烁灯光；内置扬声器发出报警声音（Micro:bit V2 版具有发出声音的功能）。①Micro:bit自带温度传感器，可以获取 Micro:bit 的温度（等同于 Micro:bit 所处的环境温度），范围为﹣5~50℃。 ②Micro:bit 的目前版本还不能支持显示文字的功能，所以无法显示提示文字。2.由于设备受限，报警时无法通过文字提示"温度偏高"或"温度偏低"，如何通过其他可行的执行操作给出提示？温度偏高时，可以通过LED灯显示“箭头向上”闪烁图案；温度偏低时，可以通过LED灯显示“箭头向下”闪烁图案。可以把闪烁灯光改成某个特定闪烁图案，表示温度偏高或偏低。3.探究如何实现闪烁某个特定图案，如果灯一直开着或一直关着，能够实现闪烁吗？灯一直开着：间接实现是可行的，可以通过PWM（脉宽调制）即高频脉冲信号控制 LED 的导通时间（占空比），若占空比在100%→0%→100%→0%之间周期性切换，可模拟亮灭闪烁。灯一直关着：间接实现是可行的，通过程序控制引脚输出高低电平切换若 LED 负极接GND，正极接Micro:bit引脚，需在程序中让引脚周期性输出高电（亮）和低电平（灭）。4.根据温度报警器的功能及现有设备，进一步细化温度报警器的流程图。大棚温度设置的重要性明确大棚种植中温度对作物生长的影响（如高温可能导致作物枯萎，低温影响生长速度）。认识温度报警器的作用：当温度超出设定范围时自动报警，提醒及时调控。做一做搭建程序框架。2.补充三个判定条件。(1）在"逻辑"模块列表中找到"与运算""大于""小于"。(2）在"输入"模块列表中找到"温度（℃)"，并补充进条件中。3.补充多个执行操作，将不同的执行操作补充在相对应的条件下。(1）显示温度数值。(2）播放报警声音。①在"音乐"模块列表中找到micro:bit V2 下的第四个积木块"设置内置扬声器"，并设置为"开"。②找到第一个积木块"播放声音"，点击"+"选择声音。(3）显示特定图案灯（如显示"+"图案灯）闪烁。4.程序完成后，可通过模拟器或下载程序到Micro:bit，查看程序执行结果。使用Micro:bit搭建程序的常见问题及解决方案1.程序无法下载：（1）检查USB连接是否稳定，尝试重新插拔。（2）清除MICROBIT磁盘中的.hex文件，重新拖入新程序。2.传感器读数异常：（1）检查接线是否松动，是否有电磁干扰。（2）添加滤波算法（如滑动平均）处理噪声数据。3.内存不足错误：（1）减少全局变量使用，及时删除不再需要的对象。（2）避免递归调用，改用循环实现。四、试一试一个问题的解决往往不止一种解决方案，不同的解决方案效率有所不同。与小组同学讨论有没有更简易的流程图和程序框架，以实现温度报警器的相同功能。简化流程图：可以尝试将两个判断条件合并成一个判断条件，减少判断步骤。例如，如果两个条件是相互独立的，可以合并成一个复合条件。简化程序框架：可以尝试减少嵌套的判断语句，使程序结构更简洁。例如，可以使用if-else语句的组合，减少嵌套层次。我们在解决问题时，不仅仅是找到解决方案就行，而是要不断寻求最佳解决方案，力求高效。六、课堂练习完成课件19—20页的课堂练习题。七、拓展延伸Micro:bit系统稳定性与可靠性处理传感器读数异常（如超过物理范围）时，使用上一次有效值或触发警报。添加了看门狗定时器，避免程序卡死（Micro:bit 可通过定时器任务实现）。断电保护若需记录历史温度数据，使用 Micro:bit 的 EEPROM 存储关键参数（如当前温度、设置点）。外接备用电池（如 CR2032）维持实时时钟（RTC）运行。抗干扰措施传感器线路采用屏蔽线，避免电磁干扰。软件层面添加超时判断，防止传感器通信阻塞。Micro:bit的基本知识Micro:bit 是一款专为青少年编程教育设计的微型计算机，它是一款便携式、可编程的设备，旨在通过简单直观的方式帮助学习者掌握编程和电子学的基础知识。Micro:bit的核心功能包括25个LED矩阵、两个可编程按钮、加速度计、磁力计、内置传感器以及蓝牙无线通信等。这些功能使其成为学生探索编程、电子和物理实验的理想工具。Micro:bit支持多种编程语言，包括图形化编程（如MakeCode块编辑器）、JavaScript和Python。MakeCode 是最常用的编程环境，它提供了一个基于块的图形化界面，适合初学者快速上手。Micro:bit 还支持无线通信功能，包括蓝牙和无线电，使其能够与其他设备或传感器进行无线连接。 查找资料了解模拟大棚报警装置相关事项。了解Micro：bit如何实现温度报警器的制作。完成做一做。完成试一试。完成课堂练习。进行知识拓展。 认识本课主要研究内容，引入所学知识内容。引导学生学习使用Micro：bit程序，提升学生编程知识储备。指导学生进行程序搭建，强化学生实践能力。思考程序简化问题，提升学生编程水平。考察学生对本课知识内容的理解和掌握。拓宽学生知识面。
课堂小结 探究控制系统的典型环节1.进行新知引入2.了解模拟大棚温度报警器需做工作3.尝试搭建大棚温度报警器程序4.完成课题练习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 1、课后进行设计并通过Micro:bit简单搭建一个大棚温度检测装置. 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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