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(共11张PPT)
第四节 智能灯光系统的设计
川教版六年级上册 · 信息科技
旧知回顾
1
问：什么是系统？
答：系统是多个要素按照一定结构联结，实现特定功能的整体。
2
问：系统可以拆分和组合吗？
答：大系统可拆成子系统、模块；模块也可以组合出新系统。
3
问：系统工作的三个基础环节？
答：输入 → 计算 → 输出（学生齐答）。
4
情境导入
欢欢家想改造家里的灯光。普通电灯，有不少烦恼：
!
天黑进屋摸不到开关
!
离开房间忘记关灯，浪费电
!
灯光太亮伤眼睛，老人起夜灯光刺眼
教师主导 · 学生主体 ｜ 项目式探究学习
2
化身小小设计师，完成智能灯光系统设计
说一说：做一个智能产品，我们第一步应该干什么？
1
分析需求
找出现实生活的问题，明确想要实现的功能。
→
2
系统拆分
把大的智能灯光系统，拆成子系统、功能模块。
→
3
梳理工作逻辑
理清系统的输入、计算、输出环节。
→
4
反思优化
思考方案优点与不足，结合安全、节能改进。
→
5
多元评价
自我评价、同伴互评，完善自己的设计。
教师主导 · 学生主体 ｜ 项目式探究学习
3
活动要求：
1.四人小组合作完成本项目任务
2.做好四人分工，一名组织者，一名记录员，全员参与讨论。
化身小小设计师，完成智能灯光系统设计
探究活动一 ：分析需求
小组活动（5分钟）
想一想：我们家里的灯光还可以实现哪些智能功能？解决什么生活问题？
序号 想要实现的功能 功能作用
示例 感应人活动自动开关灯 人走进房间自动开灯，离开后自动关灯，节约用电
1
2
3
4
填写活动单任务1，2 3 个小组分享汇报。
探究活动二 ：系统拆分
回顾拆分图：顶层 = 智能灯光系统；第二层 = 各个子系统；第三层 = 子系统下的功能模块。
智能灯光系统
子系统 1
子系统 2
功能模块
功能模块
6
完成活动单上任务2绘制“智能灯光系统层次结构图”
展示分享
修改
探究活动三 ：梳理工作逻辑
输入
传感器采集信号
→
计算
控制器做判断处理
→
输出
灯具执行动作
7
深度思考 ：反思优化
想一想：如果增加反馈，让灯光亮度跟随自然光自动调节。
需要增加什么模块？工作流程会发生什么变化？
输入
计算
输出
新增：光照感应
（反馈）模块
环境光反馈（自动调节亮度）
提示：反馈让系统能“感知结果、自动调整”，变得更聪明。
多元评价
课后作业
1
完善任务单，补全自己的设计图和反思。
2
回家观察家里照明设备，想一想还可以做哪些智能化改造。
3
预习下一课内容。
小小设计师，继续加油！ 用今天的 5 步流程，发现生活里更多可以智能改造的小角落。
13信息科技学科六年级第（二）单元第（4 ）课时教学设计
课时名称 智能灯光系统的设计
课时核心问题 如何按照“分析需求→系统拆分→梳理工作逻辑→反思优化→多元评价”的流程，设计一个智能灯光系统？
课时教学目标（基于四大核心素养） 1. 信息意识
（1）通过“欢欢家改造灯光”的情境，感知智能灯光系统在解决生活问题中的价值，体会智能系统给日常生活带来的便利。
（2）能够主动观察家里的照明设备，发现可以智能化改造的生活问题，激发对智能系统设计的探究兴趣。
2. 计算思维
（1）能说出系统设计的一般流程：分析需求→系统拆分→梳理工作逻辑→反思优化→多元评价。
（2）能对智能灯光系统进行拆分，画出“智能灯光系统→子系统→功能模块”的层次结构图。
（3）能梳理智能灯光系统的工作逻辑，用“输入→计算→输出”的框架分析传感器、控制器、灯具的工作过程。
（4）能理解反馈的作用（反馈让系统能“感知结果、自动调整”，变得更聪明），能分析增加反馈模块后工作流程的变化。
3. 数字化学习与创新
（1）借助小组合作和活动单，完成智能灯光系统的需求分析、系统拆分、工作逻辑梳理和反思优化，学会用表格、层次图等方式整理信息。
（2）能结合家庭生活实际，提出有新意、实用的智能灯光功能，培养创新思维。
4. 信息社会责任
（1）在设计过程中关注节能、护眼、安全、老人儿童使用体验等问题，具有人文关怀。
（2）在小组合作、多元评价的过程中，学会倾听他人想法，客观评价自己方案的优点与不足，并提出合理改进方向。
（3）感受智能技术改善生活，树立合理看待智能设备、理性使用数字化产品的意识。
教学重点：掌握系统设计的五步流程；能对智能灯光系统进行拆分，画出层次结构图；能梳理智能灯光系统的工作逻辑。 教学难点：理解反馈的作用，能分析增加反馈模块后工作流程的变化；能结合生活实际提出有新意、实用的智能灯光功能。
课时设计思路 本课以“欢欢家改造灯光”的情境导入，通过普通电灯的烦恼引出智能灯光系统设计；接着讲解系统设计的五步流程（分析需求→系统拆分→梳理工作逻辑→反思优化→多元评价）；然后开展三个探究活动：分析需求（填写活动单，提出智能功能）、系统拆分（绘制层次结构图）、梳理工作逻辑（分析输入→计算→输出）；通过“反思优化”环节，引导学生思考增加反馈模块后工作流程的变化；最后进行多元评价（自我评价、同伴评价、教师评价），布置课后作业。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入：欢欢家的灯光烦恼（5分钟） 1. 教师播放PPT，出示熊猫欢欢形象，讲述情境：欢欢家想改造家里的灯光，普通电灯有不少烦恼：天黑进屋摸不到开关；离开房间忘记关灯，浪费电；灯光太亮伤眼睛，老人起夜灯光刺眼。
2. 提问：化身小小设计师，你能帮欢欢解决这些问题吗？
3. 引出本课主题——智能灯光系统的设计。 1. 认真观看课件图片，聆听故事情境，进入课堂情境。
2. 思考并回答：可以设计感应灯、定时关灯、调节亮度等。
3. 明确本节课学习主题，将课题记录在课本上。 选用学生熟悉的家庭照明场景，制造认知疑问，激发探究好奇心，自然引出本课学习主题。
新知讲授：系统设计的五步流程（5分钟） 1. 提问：做一个智能产品，我们第一步应该干什么？
2. 出示PPT，讲解系统设计的五步流程：
（1）分析需求：找出现实生活的问题，明确想要实现的功能；
（2）系统拆分：把大的智能灯光系统，拆成子系统、功能模块；
（3）梳理工作逻辑：理清系统的输入、计算、输出环节；
（4）反思优化：思考方案优点与不足，结合安全、节能改进；
（5）多元评价：自我评价、同伴互评，完善自己的设计。
3. 讲解活动要求：四人小组合作完成本项目任务，做好四人分工，一名组织者，一名记录员，全员参与讨论。 1. 思考并回答：第一步应该分析需求。
2. 认真听讲，理解系统设计的五步流程。
3. 明确小组分工，做好活动准备。 通过讲解五步流程，帮助学生建立系统设计的整体框架；通过明确分工，为后续小组活动做好准备。
活动探究一：分析需求（5分钟） 1. 布置任务：小组活动（5分钟）填写活动单任务1，2-3个小组分享汇报。
2. 提问：想一想，我们家里的灯光还可以实现哪些智能功能？解决什么生活问题？
3. 出示表格范例：
序号1：感应人活动，功能作用：人走进房间自动开灯，离开后自动关灯，节约用电；
序号2、3、4由学生填写。
4. 组织小组讨论，教师巡视指导。
5. 邀请2-3个小组分享汇报，教师点评总结。 1. 4人小组开展讨论，结合家庭生活实际，提出智能灯光功能。
2. 填写活动单任务1，记录想要实现的功能和功能作用。
3. 小组代表发言，分享本组的需求分析结果。
4. 其余同学认真倾听，可以补充不同意见。 通过分析需求，帮助学生发现生活中的问题，明确设计目标；通过小组讨论，培养学生的合作精神和创新能力。
活动探究二：系统拆分（8分钟） 1. 回顾拆分图：顶层=智能灯光系统；第二层=各个子系统；第三层=子系统下的功能模块。
2. 布置任务：完成活动单上任务2，绘制“智能灯光系统层次结构图”。
3. 组织学生展示分享，修改完善。
4. 教师巡视指导，对学生的层次结构图进行点评。 1. 回顾系统拆分知识，理解层次结构图的画法。
2. 4人小组合作，绘制“智能灯光系统层次结构图”。
3. 小组代表上台展示，讲解本组的系统拆分方案。
4. 根据同伴和教师的建议，修改完善层次结构图。 通过绘制层次结构图，帮助学生理解系统的层次性；通过展示分享，锻炼学生的表达能力和逻辑思维能力。
活动探究三：梳理工作逻辑（8分钟） 1. 出示PPT，讲解智能灯光系统的工作逻辑：
（1）输入：传感器采集信号；
（2）计算：控制器做判断处理；
（3）输出：灯具执行动作。
2. 组织学生梳理本组设计的工作逻辑，填写活动单。
3. 邀请小组代表分享工作逻辑，教师点评总结。 1. 认真听讲，理解智能灯光系统的工作逻辑。
2. 4人小组合作，梳理本组设计的输入、计算、输出环节。
3. 小组代表上台展示，讲解本组的工作逻辑。
4. 其余同学认真倾听，可以补充不同意见。 通过梳理工作逻辑，帮助学生将“输入→计算→输出”框架应用到具体系统中；通过展示分享，锻炼学生的分析能力和表达能力。
深度思考：反思优化（5分钟） 1. 出示PPT，提出问题：如果增加反馈，让灯光亮度跟随自然光自动调节，需要增加什么模块？工作流程会发生什么变化？
2. 讲解：新增光照感应（反馈）模块，环境光反馈（自动调节亮度）。
3. 强调：反馈让系统能“感知结果、自动调整”，变得更聪明。
4. 组织学生思考并交流，教师点评总结。 1. 思考并回答：需要增加光照感应模块。
2. 理解工作流程的变化：输出后增加反馈环节，反馈信号影响下一次控制。
3. 记录关键词：反馈、感知结果、自动调整。 通过反思优化，帮助学生理解反馈的作用；通过深度思考，培养学生的批判性思维和创新能力。
多元评价（4分钟） 1. 出示评价量表，讲解评价维度：
（1）知识理解：能说出智能灯光系统的基本组成，理解输入、计算、输出的工作过程；
（2）系统思维：能把复杂问题拆成子系统和功能模块，理解整体与部分之间的关系；
（3）创新思维：设计不局限于课本示例，能结合家庭生活提出有新意、实用的功能；
（4）批判反思：能客观评价自己方案的优点与不足，并提出合理改进方向；
（5）责任意识：关注节能、护眼、安全、老人儿童使用体验等问题，具有人文关怀。
2. 组织学生完成自我评价、同伴评价、教师评价。 1. 认真听讲，理解评价维度和标准。
2. 完成自我评价，给自己亮星。
3. 开展同伴评价，给同伴亮星。
4. 听取教师评价，反思自己的设计。 通过多元评价，帮助学生反思学习效果；通过评价量表，引导学生关注设计的人文关怀和社会责任。
课时教学评价 1. 知识掌握：能否说出系统设计的五步流程；能否说出智能灯光系统的工作逻辑；能否理解反馈的作用。
2. 实践能力：能否正确绘制智能灯光系统层次结构图；能否梳理系统的工作逻辑。
3. 创新思维：智能灯光功能设计是否结合家庭生活实际，有新意、实用。
评价标准
- ★★★：能完整复述系统设计流程，准确绘制层次结构图，设计有新意、实用，能理解反馈的作用。
- ★★：基本理解系统设计流程，能绘制部分层次结构图，设计基本可行，了解反馈的作用。
- ★：对系统设计流程模糊，不能正确绘制层次结构图，设计缺乏新意。
评价方法：课堂观察、学生活动单展示、小组/同伴互评、课后作业批阅。
教学反思智能灯光系统设计 学生活动任务单
班级：____________ 小组：____________ 姓名：____________
一、活动背景
正确使用灯光可以保护我们的视力。结合家庭日常用光需求，运用系统拆分与组合、系统层次性、信息系统等知识，设计一套智能灯光系统，实现家庭灯光的智能控制。
二、活动目标
梳理智能灯光系统可实现的实用功能，联系生活真实需求。
能够将智能灯光系统拆解为若干子系统与功能模块，理清模块之间关系。
绘制智能灯光系统层次结构图，厘清系统整体与局部的从属关系。
绘制系统工作流程图，完整呈现 “输入计算输出” 的工作过程。
学会客观反思设计方案，发展系统思维、创新思维，树立节能、安全、人文关怀意识。
三、活动任务
任务 1：梳理智能灯光系统功能
想一想智能灯光可以帮我们解决哪些生活问题，完成下表。
序号 想要实现的功能 功能作用
示例 感应人活动自动开关灯 人走进房间自动开灯，离开后自动关灯，节约用电
1
2
3
4
任务2：绘制智能灯光系统层次图
任务3：绘制工作流程图
四、总结反思
反思问题 我的思考
1. 我设计的智能灯光系统最有价值的地方是什么？为什么？
2. 我的设计中体现了哪些对家人的关心？例如护眼、节能、安全、方便老人或小孩使用等。
3. 在设计过程中，我遇到的最大困难是什么？我是怎样思考并解决的？
4. 如果再改进一次，我最想优化哪一个模块或功能？请说明理由。 _
五、评价
评价维度 评价内容 自我评价 同伴评价 教师评价
知识理解 能说出智能灯光系统的基本组成，理解输入、计算、输出的工作过程。 ★★★★★ ★★★★★
系统思维 能把复杂问题拆成子系统和功能模块，理解整体与部分之间的关系。 ★★★★★ ★★★★★
创新思维 设计不局限于课本示例，能结合家庭生活提出有新意、实用的功能。 ★★★★★ ★★★★★
批判反思 能客观评价自己方案的优点与不足，并提出合理改进方向。 ★★★★★ ★★★★★
责任意识 关注节能、护眼、安全、老人儿童使用体验等问题，具有人文关怀。 ★★★★★ ★★★★★
合作表达 愿意分享设计思路，能倾听同伴意见，并清楚表达自己的想法。 ★★★★★ ★★★★★

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