资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
《第4课 光温联控巧实现》教学设计
教学内容分析
本课时是2025年广东教育出版社六年级信息科技教材第4单元“打造智能种植园”的第4课，是单元知识整合与综合应用的关键环节。教材承接前一课“湿度调节有方法”的单一子系统实践，聚焦光照与温度双因子的协同控制，通过“设计算法流程图—搭建硬件原型—编程实现联动”的递进式结构，构建了“单一控制→多系统协同”的认知进阶路径。 教材紧扣2022年新版课标要求，以“植物生长需光温双重守护”为真实情境驱动，将多系统协同逻辑、硬件整合搭建、复杂条件编程等核心内容融入实践任务。内容编排注重综合性与逻辑性，既巩固了前序课程的传感器应用、闭环控制、图形化编程等知识技能，又重点突破“多子系统协同工作”的核心难点，强调“协同逻辑”的设计与实现。教材设置了情境分析、表格填写、流程图绘制、硬件搭建、编程测试等多样化活动，兼顾知识整合、技能提升与思维发展，符合小学高年级学生从“单一操作”到“综合应用”的认知发展规律，凸显信息科技学科“学以致用、综合创新”的教学理念。
学情分析
六年级学生通过前3课的学习，已具备扎实的基础：掌握了智能种植系统的子系统分解与功能认知，能独立完成单一子系统的原理图解读、硬件搭建和图形化编程，熟悉行空板、传感器、执行器等硬件的使用方法，理解条件判断、循环等基本编程逻辑。在能力层面，学生具备一定的自主探究、小组合作和问题解决能力，能够应对简单的实践任务挑战。 从学习特点来看，学生对“多系统协同”这类综合性实践任务兴趣浓厚，乐于探索“如何让多个设备一起工作”的技术原理。但学生也存在明显的能力短板：一是对“多因子协同逻辑”的梳理能力不足，难以清晰分析光照与温度不同组合情境下的执行策略；二是硬件整合搭建时，对多传感器、多执行器的引脚分配和接线规范容易混淆，可能出现设备冲突或接线错误；三是编程时，对复杂条件判断的逻辑梳理不够清晰，容易出现逻辑漏洞；四是故障排查能力有限，当系统出现问题时，难以快速定位是硬件接线、协同逻辑还是程序编写导致的，需要教师通过分层引导和实例示范提供支持。
教学目标及核心素养指向
1.能准确识别光温联控系统中的关键信息，并通过分析这些信息梳理协同控制逻辑，提升对复杂系统信息的解码与整合能力；能关注硬件搭建和程序运行中的反馈信息，并根据信息及时调整操作，增强对信息的敏感度和应用意识。（信息意识） 2.通过分析光温组合情境、填写协同策略表，培养情境分析与逻辑归纳能力；绘制光温联控系统算法流程图，将复杂协同逻辑转化为可视化的流程模型，提升逻辑建模能力；在编程实现中，运用多条件判断、并行执行等编程思想，将协同策略转化为计算机可执行的程序指令，提升复杂问题转化与逻辑推理能力；在系统测试与优化中，分析故障原因并迭代改进方案，培养综合排查与迭代优化的思维。（信息意识、计算思维） 3.熟练完成多传感器、多执行器的硬件整合搭建，掌握多设备协同工作的硬件连接规范与测试方法；运用图形化编程工具编写复杂条件控制程序，提升数字化工具的综合应用能力；能结合实践中的问题，尝试优化协同策略或程序设计，展现基于信息科技的综合创新实践能力。（数字化学习与创新） 4.在硬件整合搭建和编程实践中，强化严谨细致的操作态度和安全用电意识，养成规范接线、有序测试的良好习惯；通过小组合作完成综合性任务，提升团队协作、沟通分工与互助共赢的能力；体会多系统协同技术解决实际问题的价值，认识信息技术从“单一控制”到“综合服务”的发展趋势，树立“科技赋能生活、创新服务社会”的责任意识，激发对信息科技综合应用的热爱。（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 分析光温不同组合情境，梳理协同控制策略，绘制规范的光温联控系统算法流程图。 规范完成光温联控系统的硬件整合搭建与测试，确保多传感器、多执行器稳定协同工作。 运用图形化编程编写多条件判断程序，实现光照与温度的智能联动控制。 教学难点： 梳理光温联控的协同逻辑，准确分析不同光温组合情境下的执行策略，并转化为规范的算法流程图。 多传感器、多执行器的硬件整合搭建，解决引脚分配、设备兼容等问题，确保硬件系统稳定运行。 编写多条件组合判断的程序，清晰呈现光温协同控制逻辑，避免出现逻辑冲突或漏洞。 重难点设计原因： 协同策略梳理与流程图绘制是后续硬件搭建和编程实现的核心依据，只有明确不同光温组合下的执行逻辑，才能确保实践操作的方向性和准确性，这是多系统协同控制的基础；硬件整合搭建是系统实现的物理载体，多设备的规范接线和引脚分配直接影响系统能否正常运行，是综合实践环节的核心技能；编程实现是将协同策略转化为实际功能的关键，通过多条件判断编程，能让学生深刻理解多子系统协同工作的技术原理，落实课标对“过程与控制”概念深度应用及数字化综合实践能力的要求。 光温联控涉及“光照状态”与“温度状态”的多种组合情境，学生需要逐一分析每种情境的执行策略，还要梳理出统一的协同逻辑，对情境分析和逻辑归纳能力要求较高；硬件整合搭建时，学生需要同时处理多个传感器和执行器的接线，既要避免引脚重复分配，又要确保接线规范，还要考虑设备之间的兼容性，相较于单一子系统搭建，复杂度大幅提升；多条件组合判断编程需要学生清晰梳理“光照条件”与“温度条件”的逻辑关系，并转化为编程语句，而六年级学生对复杂逻辑的梳理和表达能力有限，容易出现逻辑顺序错误或条件遗漏，因此成为教学难点。
教学策略
情境递进法：延续单元“打造智能种植园”的核心情境，以“植物生长需要光温双重守护”为切入点，通过“夏季正午闷热、冬天阴天低温”等生活化情境，引发学生对“多系统如何协同工作”的思考，激发探究欲望，让学生在真实情境中开展学习。 分层引导法：针对协同逻辑梳理这一难点，采用“情境分析→策略填表→流程图绘制”的分层引导步骤，从具体情境到抽象逻辑，逐步降低理解难度；针对硬件搭建，采用“引脚分配示范→分步接线指导→整体测试排查”的方式，帮助学生有序完成整合；针对编程实现，采用“单一条件编程回顾→多条件逻辑拆解→程序编写整合”的路径，逐步突破复杂逻辑编程难点。 实例示范法：针对流程图绘制、硬件接线、多条件编程等重难点，通过实物示范、屏幕投影、示例展示等方式，清晰呈现操作步骤、规范要求和逻辑梳理方法，为学生提供直观参考，降低实践难度。 任务驱动法：设计“梳理协同策略→搭建硬件原型→编程实现联动→测试优化”四个递进式任务，以任务为载体，引导学生逐步推进实践过程，让学生在完成任务的过程中整合知识、提升技能、发展思维。 小组合作法：将学生分成小组，在策略梳理、硬件搭建、程序测试、故障排查等环节开展合作，通过分工协作、交流讨论，解决个体操作中遇到的问题，培养团队协作能力和综合问题解决能力。
教学过程
课堂导入
教师活动：情境描述：除了"按需浇水"保证健康成长，植物还需要更精细的守护。当阳光不足时，补光灯如何自动亮起 当园区的温度过高时，又该如何让通风风扇及时运转 如何让两个子系统一起工作 如何用程序编写它们的"合作规则" 让我们和小智、小慧一起化身"系统协调师"，为智能种植园设计能给予植物光照与温度双重守护的系统吧! 学生活动：倾听情境描述。 教师活动：明确本节课目标：1.能通过分析光照与温度控制需求，理解多个子系统协同工作的基本逻辑，并绘制光温联控系统算法流程图。2.能通过硬件连接示意图的解读与实践，搭建光温联控系统原型。3.能通过图形化编程，编写光温联控系统的程序，实现光照与温度智能联动。 学生活动：明确本节课学习主题，产生学习兴趣。 问题设计： 问题1：如何绘制光温联控系统算法流程图，如何搭建光温联控系统原型？ 问题2：如何通过图形化编程，编写光温联控系统的程序，实现光照与温度智能联动？
设计意图： 通过回顾旧知搭建知识桥梁，让学生在“单一控制→多系统协同”的逻辑衔接中自然进入新课；通过生活化情境和问题提问，引发学生对协同控制的思考，激发探究欲望；明确核心问题和任务，帮助学生梳理学习思路，为后续探究活动指明方向。
活动1：设计光温联控系统算法流程图
教师活动：讲解：要实现光温联控，我们首先要明确光照和温度控制的需求，确定触发条件和响应动作。关于光照控制，我们需要根据植物的光照需求来控制补光灯的开关。关于温度控制，我们需要根据环境温度和植物适宜的温度范围来控制通风设备的启停。 布置任务一：请根据以下可能出现的情境，分析对应的光温联控策略，填写在表中。 邀请小组展示协同策略表，进行点评和补充。 布置任务二：请依据策略分析表，绘制光温联控系统算法流程图。 学生活动：小组合作，讨论并填写协同策略表，明确不同组合下的执行动作和协同逻辑。参与班级展示，倾听教师点评，完善协同策略表。参照示例，绘制光温联控系统算法流程图，规范呈现协同控制逻辑。
设计意图: 通过情境分析和策略填表，帮助学生梳理复杂的协同逻辑，降低抽象思维难度；绘制流程图的任务，能将协同逻辑转化为可视化的模型，培养学生的逻辑建模能力，为后续硬件搭建和编程实现奠定基础；小组合作和班级展示环节，促进学生之间的思维碰撞，完善协同策略。
活动2：搭建光温联控系统原型
教师活动：讲解：光温联控系统的搭建需要分别准备传感器、控制器和执行器。接下来，让我们一起探究如何将这些硬件设备连接并调试，确保两个子系统能够稳定地协同运行。 布置任务：请根据以下步骤，连接硬件设备并进行简单测试。 1.按照图的指示连接各硬件设备。 2.硬件设备测试，打开Mind+，连接行空板与计算机，运行"光温联控系统测试程序.mp"，观察传感器数据。 组织讨论：小组讨论在搭建硬件过程中遇到的问题，并记录讨论结果。 组织小组汇报硬件搭建和测试结果，对连接规范、测试成功的小组给予表扬，对存在问题的小组进行针对性指导，确保所有小组完成硬件搭建并测试通过。 学生活动：认识硬件设备，倾听教师讲解硬件整合要点和引脚分配规则，明确接线要求。小组合作，按照示意图和引脚分配表分步进行硬件接线，严格遵守断电操作规范。连接行空板与电脑，运行测试程序，观察传感器数据传输情况，判断硬件连接是否成功。汇报小组搭建和测试结果，接受教师指导，及时修正接线错误。
设计意图: 通过硬件整合要点讲解和引脚分配表提供，降低多设备连接的难度；教师分步示范，帮助学生掌握规范的接线方法；小组合作搭建和测试，培养学生的动手操作能力、分工协作能力和安全意识；巡视指导和针对性纠错，确保硬件搭建这一重点任务的落实，为后续编程实现提供稳定的物理载体。
活动3：编程实现光温联控系统
教师活动：讲解：接下来，我们要使用图形化编程工具，编写光温联控系统的控制程序，实现光照与温度的协同控制。 布置任务：1.打开Mind+，连接行空板与计算机，并根据图中的提示编写程序。 2.测试程序，观察光温联控系统能否根据所设定的阅值执行相应的操作。 布置任务：你认为目前的光温联控系统是否存在功能上的问题 如果存在问题，应当如何完善 请写一下你的完善思路。 学生活动：回顾协同逻辑和流程图，明确编程核心需求。小组合作，编写光温联控程序，确保程序逻辑与协同策略一致。参与班级展示和讨论，分享编程思路，排查并优化程序中的问题。
设计意图： 通过教师讲解和示例示范，帮助学生理解复杂条件编程的逻辑的，降低编程难度；小组合作编程和测试，让学生在实践中运用多条件判断等编程知识，将协同策略转化为实际功能，落实计算思维的培养目标；测试后的展示和优化环节，促进学生之间的交流学习，帮助学生发现并解决逻辑漏洞，突破教学难点。
课堂小结
教师活动 引导学生回顾本课学习过程，提问：今天我们实现了光温联控系统，谁能说说我们是分哪三步完成的？在协同策略梳理、硬件搭建或编程中，你遇到了什么问题，是如何解决的？ 总结本课核心知识和技能：本课我们先分析光温组合情境，梳理协同策略并绘制流程图；再整合硬件设备，完成多传感器、多执行器的搭建与测试；最后通过多条件编程实现了光温智能联动。关键是要掌握协同逻辑的梳理方法、多设备硬件连接的规范和复杂条件编程的逻辑，同时要学会综合排查系统故障。 布置课后任务：完善自己的光温联控系统，优化协同策略和程序逻辑；尝试将土壤湿度控制系统与光温联控系统整合，初步构建完整的智能种植园系统；下节课我们将进行单元综合展示与评价。 学生活动：回顾本课学习过程，主动发言分享自己的操作步骤、遇到的问题及解决方法。倾听教师的总结，梳理核心知识和技能，加深对本课内容的理解和记忆。明确课后任务，带着系统整合的思考，进一步完善自己的智能种植园系统。
设计意图: 通过提问引导学生自主梳理学习过程和问题解决经验，帮助学生构建完整的知识体系；教师的总结强化核心知识和技能，巩固学习效果；课后任务将课堂学习延伸到课外，既巩固了本课所学，又为单元综合展示做好铺垫，同时培养学生的系统整合与创新意识。
教学反思
（一）成功之处 教学环节设计紧扣教材逻辑，“梳理协同策略—搭建硬件原型—编程实现联动”三个模块层层递进，符合学生“从逻辑梳理到实践操作”的认知规律，确保了教学目标的有序落实；同时，各环节均呼应前序课程知识，实现了单元知识的有效整合。 注重分层引导和实例示范，针对协同逻辑梳理、硬件整合、复杂编程等重难点，通过情境分析、表格填写、流程图示例、硬件接线示范、编程逻辑讲解等方式，为学生提供了充分的支持，有效降低了综合实践任务的难度，提升了课堂效率。 强化任务驱动和小组合作，以“实现光温智能联动”为核心任务，让学生在小组协作中分工负责、相互配合，既培养了学生的动手操作能力、分工协作能力，又激发了学生的学习主动性和参与感，有效解决了综合实践任务的复杂性问题。 关注反馈与优化，在策略梳理、硬件测试、程序运行等环节，通过班级展示、小组互评、教师点评等方式，引导学生及时发现问题并优化方案，培养了学生的迭代优化思维和综合问题解决能力，落实了核心素养目标。 （二）不足之处 协同策略梳理环节，部分学生对复杂情境的执行策略判断不够准确，说明对植物生长需求与环境因素的关联讲解不足，导致学生难以精准匹配“光温状态”与“执行动作”。 硬件搭建环节，部分学生对多设备引脚分配的逻辑理解不清，出现引脚重复分配或接线错误的情况，虽然提供了引脚分配表，但个别学生仍未养成“先核对引脚再接线”的习惯，反映出对硬件连接规范的强调和检查环节不够强化。 编程环节，部分学生对多条件判断的逻辑顺序梳理不够清晰，出现“条件遗漏”或“逻辑冲突”的问题，例如未考虑“光照充足且温度适宜”的情况，导致程序运行不完整；同时，部分学生对程序与硬件接线的对应关系关注不够，出现“程序指令引脚与实际接线引脚不一致”的错误。 课堂时间分配略显紧张，尤其是程序测试和优化环节，部分小组未能充分开展探究，导致展示和交流的深度不够，未能充分发挥互评互学的作用，部分学生的问题未能得到及时解决。 （三）改进措施 优化协同策略梳理环节，提前结合上一课的植物“生存档案”，补充讲解不同植物对光温的协同需求，让学生结合植物需求判断执行策略；同时，增加“协同策略示例解析”环节，详细分析1-2个复杂情境的策略制定思路，帮助学生掌握“情境分析—需求匹配—动作确定”的逻辑方法。 强化硬件连接规范，在硬件搭建前，增加“引脚分配逻辑讲解”环节，说明“不同设备需分配不同引脚”的原因，帮助学生理解而非死记硬背；在学生接线完成后，设置“小组互查+教师抽查”的检查环节，对照引脚分配表逐一核对，确保接线规范，减少错误。 细化编程指导，在编程前，引导学生先列出所有光温组合条件，再对应编写执行指令，避免条件遗漏；提供“多条件判断逻辑模板”，帮助学生梳理逻辑顺序；编程完成后，要求学生先核对程序中的引脚与硬件接线是否一致，再进行测试，减少“指令与硬件不匹配”的错误。 调整课堂时间分配，适当延长程序测试和优化环节的时间，可提前布置前置性学习任务，缩短课堂上的基础讲解时间；在展示交流环节，采用“小组重点展示+问题聚焦讨论”的方式，针对共性问题进行集中分析，提升交流的有效性。 丰富评价方式，设计“综合实践能力评价表”，从协同策略合理性、硬件连接规范性、程序逻辑完整性、测试优化效果、小组合作积极性等维度对学生的表现进行全面评价，激发学生的学习动力，同时为后续教学提供更精准的反馈。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑