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第1课《广泛应用的开关控制》教学设计
课题 广泛应用的开关控制 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 六年级上
核心素养目标 信息意识：能识别系统中开关量、连续量的信息类型，主动用阈值思维解决自动控制问题。计算思维：知道系统输入和输出有开关量和连续量两种类型，理解连续量可以通过阈值判断形成开关量。数字化学习与创新：能利用数字化工具、用传感器、电子开关等数字化工具，设计自动浇花等创新系统。信息社会责任：利用技术解决生活问题，提高合理使用技术服务生活的责任意识。
教学重点 1、认识多种多样的开关形式以及各自的作用情况和工作原理。
教学难点 1、能够结合所学原理设计自动化浇花开关系统。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。1、活动背景计算是过程与控制的三个典型环节之一。逻辑运算是计算的重要组成部分，掌握了逻辑运算能帮助我们更好地实现控制功能。放暑假了，小慧要和父母外出旅行，由于长时间不在家，家里养的花花草草该怎么办呢 她打算动手制作一个自动浇花系统，利用逻辑运算的知识来解决控制问题。让我们和小慧一起行动起来吧!2、单元目标1、知道系统输入和输出有开关量和连续量两种类型，理解连续量可以通过阈值判断形成开关量。2、分析简单信息系统中的控制逻辑，掌握利用逻辑运算控制输入输出量的方法。3、感悟逻辑运算的价值，形成利用逻辑思维分析生活中事物的意识。3、新知导入观看视频开关用于控制系统功能的开启和关闭，是信息系统中重要的组成部分在生活中得到了广泛应用。机的 “灵魂”，二者协同工作实现各类功能。问：假期我们要出去旅行，家里的花草没人浇水怎么办呢 答：旅行时可用自动浇花系统，通过湿度传感器（连续量）设阈值，触发电子开关（开关量）自动通断浇水电路，实现无人浇花。 学习新知引入，观看教学视频。明确本单元学习目标。 结合具体实际自然引入课题，将学生的注意吸引到课堂。引导学生清晰所学重点。
讲授新课 新知讲解：一、开关控制有多种方式活动一：探析开关的控制方式与作用1、生活中有各种各样的开关(图4-1-1)，观察它们的应用场景和操作方式，分析其作用，并填写表 4-1-1。（出示图片）表 4-1-1 开关的控制方式与作用控制具体作用常见应用场景按压式控制电路等的闭合与断开手电筒开关、门铃按钮旋钮式调节电路通断 / 档位台灯亮度调节、风扇档位开关触摸式感应人体触摸信号控制电路通断智能手机屏幕、触摸台灯遥控式通过遥控信号远程控制电路通断电视遥控器、空调遥控器生物识别式通过生物特征控制通断智能门锁、手机解锁开关种类繁多、用途广泛，控制方法也各不相同，有按压式、旋钮式、还有感应式、触摸式等。随着信息科技的发展，开关被赋予了智能判断的功能，可实现自动开启或关闭。例如指纹(生物)识别式开关，当指纹比对成功时，就可以自动开启门锁。拓展阅读指纹（生物）识别式开关：通过识别指纹（生物特征）控制电路通断，只有匹配的指纹才能触发开关。常见用于智能门锁，保障安全的同时实现便捷开锁，避免忘带钥匙的麻烦。声控开关：通过检测声音信号（如拍手、喊话）控制电路通断，声音达到阈值时触发开关。常见用于楼道灯，无需手动操作，天黑时发声即可开灯，节能又方便。活动二：设计自动浇花系统的开关小慧想制作一个自动浇花系统，用来自动为花草浇水。要实现这一目标，该自动浇花系统至少需要具备以下功能：(1)能够获取土壤湿度值；(2)当土壤湿度低于某个值时，自动打开浇水开关；(3)浇水时，当浇水量或者湿度达到一定的数值时，自动关闭浇水开关。参照图 4-1-2，结合自动浇花系统的功能，分析自动浇花系统中的开关及其作用，并填入表 4-1-2。（出示图片）表 4-1-2 自动浇花系统中的开关开关名称作用电子开关 A判断土壤湿度值，接通或断开电路电子开关 B判断浇水量（流量传感器）或湿度值，接通或断开电路电磁阀控制浇水通路的开启与关闭（电路通断时，阀门开闭）小科提示：浇水量-水流量x浇水时长，其中水流量值由流量传感器获取。小科提示：开关量的 “非此即彼” 特点：开关量就像 “二选一”：只有两种状态，比如灯要么 “亮”，要么 “灭”；门要么 “开”，要么 “关”，没有中间状态。像你按手电筒按钮，要么亮（开），要么不亮（关），这就是 “非此即彼”。二、课堂练习完成PPT15—16页相关课堂练习题。三、拓展延伸1、连续量的 “渐变” 特点特点 1：数值连续变化，没有间隔比如温度：从 20℃升到 30℃，会经过 21℃、22.5℃等无数中间数值，不是 “跳着变” 的；特点 2：能精确到更小单位像身高：从 1.2 米长到 1.3 米，中间会有 1.21 米、1.205 米等细微变化，能一直细分；特点 3：状态是 “渐变” 的，不是 “突变” 的比如音量：调大时是从 “小声” 慢慢变 “大声”，不是突然从 “静音” 跳到 “最大声”。2、连续量如何转化为开关量先确定 “阈值”（判断的标准）比如自动浇花，把 “土壤湿度 20%” 设为阈值；用传感器测连续量湿度传感器测出当前土壤湿度（比如 15%，是连续量）；和阈值对比，变成开关量若湿度＜20%（阈值），触发 “浇水开关开”；若≥20%，触发 “浇水开关关”—— 连续的湿度值就变成了 “开 / 关” 的开关量。3、开关在生活设备的应用台灯的按压开关：按一下 “开”，再按 “关”，控制电路通断，决定灯亮灭。空调的遥控开关：遥控器发出信号，控制空调 “开机 / 关机”（开关量），同时配合温度（连续量）阈值，自动调节运行状态。洗衣机的启动开关：按下 “启动”（开），洗衣机开始工作；按 “暂停”（关），工作停止，同时结合水位（连续量）控制进水。智能门锁的指纹开关：指纹匹配（符合阈值）则 “开锁”，不匹配则 “关锁”，通过生物特征控制开关状态。 完成活动：探析开关的控制方式与作用，根据所学知识填写表格。完成拓展阅读，学习不同的开关的原理。完成活动：设计自动浇花系统的开关。完成表格填空，理解自动浇花系统中的开关的作用。学习小科提示。完成课堂练习。进行课外知识拓展。 结合所出示的图片举例，引导学生分析生活中有各种各样的开关的使用场景和具体作用以及控制方式，初步认识什么是开关控制。详细学习指纹开关和声控开关背后的原理，完善所学内容。引导学生设计自动浇花系统的开关，在实践中认识开关控制的具体原理，初步学习开关量和连续量，并提高学生解决问题、分析问题的能力。继续引导学生结合设计的自动化浇花系统认识开关的作用，强化学生举一反三的能力。拓宽所学内容，引导学生在实践时引起相关的注意。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面。
课堂小结 广泛应用的开关控制1、进行新知引入2、开关控制有多种方式3、设计自动浇花系统的开关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 举例说明一个设备中同时存在开关量和连续量的情况。请同学们判断“手机电量 20%（连续量）→低于则提醒充电（开关量）” 是否正确，说明理由。 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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