资源简介

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六级上册信息技术教学设计
课题 第4节《智能灯光系统的设计》 单元 二单元 学科 信息技术 年级 六年级
学习 目标 【核心素养】 （一）信息意识 能够对比传统灯光与智能灯光的区别，感知智能灯光系统节能、便捷、舒适的优势，理解智能灯光系统在家庭生活中的应用价值，建立“系统设计服务生活需求”的信息认知。 （二）计算思维 学会运用系统层次性、系统与子系统的逻辑关系，对智能灯光系统进行模块化拆分，能够绘制系统层次图与工作流程图，形成拆分系统、梳理流程、结构化设计的思维能力。 （三）数字化学习与创新 能够根据生活用光需求自主设计智能灯光功能，独立完成子系统拆分、层次图绘制、流程图设计，学会自主完成数字化智能系统的简易设计与优化。 （四）信息社会责任 通过设计节能、智能的灯光系统，树立绿色节能、低碳环保的生活理念，学会合理利用智能技术改善生活，养成科学、规范、创新的数字化设计素养。 【教学目标】 （一）知识与技能 1.了解智能灯光系统的定义与功能优势，掌握智能灯光自动开关、亮度调节、远程控制等核心功能。 2.掌握智能灯光系统的模块化拆分方法，理解系统与子系统、模块之间的层次关系。 3.能够独立完成智能灯光系统层次图绘制、工作流程图绘制，完整完成简易智能系统设计流程。 4.学会自评、互评设计作品，能够总结设计亮点与改进方向。 （二）过程与方法 通过情景导入、功能畅想、模块拆分、图形绘制、展示评价、反思优化的课堂流程，掌握智能系统从需求分析、结构拆分到流程设计的完整设计方法。 （三）情感态度与价值观 感受智能科技对日常生活的优化升级，体会系统设计的逻辑性与实用性，培养善于观察生活、立足需求、创新设计的思维习惯，树立节能环保的生活意识。
重点 智能灯光系统的核心功能；智能灯光系统的子系统与模块拆分方法；系统层次图、工作流程图的绘制。
难点 依据生活需求科学拆分系统模块；理清系统层级逻辑；规范绘制工作流程图并合理优化设计方案。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计 教学设计 教学设计 一、新课导入 1、情景展示 同学们，我们每天的生活都离不开灯光。晚上回家、写作业、看书、休息，都需要合适的光线。大家平时使用的普通灯光，需要我们手动开关、手动调节亮度，有时候进门黑漆漆、出门忘记关灯，既不方便也容易浪费电。 随着智能家居的普及，我们的灯光也可以变得更聪明、更节能、更贴心。今天欢欢和爸爸就准备一起设计一套专属的家庭智能灯光系统，用来满足我们多样化的居家用光需求。 2、揭示课题 很多同学可能会问，设计一套智能灯光系统难不难？其实一点都不难，我们只需要运用前几节课学过的系统层次、子系统、信息系统的知识，就能从零开始完成一套智能灯光系统的完整设计。今天我们就一起来学习新课《智能灯光系统的设计》。 二、新课讲授 1.认识智能灯光系统（7分钟） 首先我们先来认识什么是智能灯光系统。智能灯光系统是一套专门对家庭灯光进行智能控制和统一管理的智能家居系统。和我们传统的手动灯光相比，它的优势非常明显，更加节能、环保、舒适、便捷。 传统灯光只有简单的开灯、关灯两个功能，而智能灯光可以实现自动感应开关、自动调节亮度、手机远程控制、定时开关等多种智能功能，完美适配我们的生活、学习、休息等不同用光场景。 想要设计一套优秀的智能系统，第一步不是画图，而是思考需求。我们要先想清楚，我们的智能灯光需要帮我们解决哪些生活问题，实现哪些实用功能。 接下来我们开启“集思广益”说一说环节，请大家结合生活经验，思考智能灯光可以拥有哪些功能，比如人体感应自动开灯、光线暗自动补光、离家自动关灯、手机远程操控等等，把你想到的实用功能记录在功能表格中。 （学生自主思考记录，教师巡视引导） 大家想到的功能都非常贴近生活，这也告诉我们：所有智能系统的设计，都是从生活需求出发的。 2.系统模块化拆分（8分钟） 确定完功能之后，我们就进入设计的核心步骤：系统拆分。我们之前学过，任何复杂的系统都可以拆分成若干个子系统和功能模块，这就是系统的层次性。智能灯光系统也不例外。 我们可以把整套智能灯光系统，拆分为多个各司其职的子系统。本节课最核心的基础子系统就是环境感知系统。 环境感知系统的主要作用是检测外界环境信息，为灯光智能控制提供数据依据。它又可以继续拆分为两个基础模块，分别是光线感应模块和人体感应模块。 光线感应模块负责检测环境亮度，判断白天黑夜、光线强弱；人体感应模块负责检测室内是否有人活动。两个模块配合工作，就能实现“人来灯亮、人走灯灭、暗时补光、亮时节电”的智能效果。 除了环境感知系统，我们还可以拓展控制执行系统、远程操作系统、亮度调节系统等模块，让我们的灯光系统功能更完善。请大家对照课本表格，完成智能灯光系统拆分表，清晰填写每一个子系统和模块对应的作用。 3.绘制系统层次图与工作流程图（7分钟） 完成系统拆分后，我们需要用图形化的方式呈现系统结构，也就是绘制系统层次图。层次图可以清晰展示大系统、子系统、功能模块的层级从属关系，让复杂的系统一目了然。 我们以智能灯光总系统为顶层，向下拆分出环境感知子系统，再继续细分出光线感应模块和人体感应模块，层级清晰、逐级拆分，这就是标准的系统层次结构图。 结构画完之后，我们还要梳理系统的完整工作逻辑，绘制工作流程图。简单来说，就是梳理清楚智能灯光从采集信息、判断分析到执行灯光开关调节的全过程。 整套流程非常清晰：首先由感应模块采集光线、人体数据，传输给系统核心；系统根据数据判断环境状态；最后下发指令控制灯光开启、关闭、调亮、调暗，完成整套智能控制流程。 三、拓展实践 1.动手实践设计（8分钟） 现在请大家结合本节课所学知识，完整完成本节课的三大实践任务。 第一，完善智能灯光系统功能表，补充个性化智能功能。 第二，完整拆分系统模块，完善系统拆分表格。 第三，规范绘制系统层次图和系统工作流程图。大家可以在基础功能上自由创新，设计出属于自己的个性化智能灯光系统。 （学生独立动手实践，教师巡回指导，纠正层级混乱、流程颠倒、模块缺失等问题） 2.展示互评与反思总结（5分钟） 设计完成后，请同学们小组内互相展示自己的系统结构图和流程图，互相点评、互相学习。同时完成自评反思，认真思考自己的设计亮点在哪里，还有哪些地方可以优化改进。 大家可以从功能创新、结构完整、流程清晰、节能环保等角度总结亮点，从功能单一、流程简单、模块不全等角度思考改进方向。 通过交流分享，大家可以吸收同学的优秀设计思路，完善自己的作品，真正做到学以致用、优化创新。 四、课堂小结 我们快速复盘本节课重点。第一，智能灯光系统拥有智能、节能、便捷、舒适的优势，可实现自动开关、亮度调节、远程控制等功能。第二，复杂系统可以分层拆分，智能灯光系统可拆分为子系统与功能模块。第三，掌握系统层次图、工作流程图的绘制方法。第四，设计智能系统需要立足生活需求，同时学会自我反思、优化设计。 五、作业布置 1.基础作业：完善课堂智能灯光系统功能表、拆分表，规范整理层次图与流程图。 2.创新作业：为自己设计的智能灯光系统新增1-2个个性化节能功能，优化设计方案。 3.拓展作业：简单观察家中智能灯光设备，对照自己的设计，找出异同点。 七、板书设计 智能灯光系统的设计 一、智能灯光优势：节能、环保、舒适、智能、便捷 二、核心功能：自动开关、亮度调节、远程控制、感应控制 三、系统分层设计 智能灯光系统→环境感知系统 环境感知系统→光线感应模块、人体感应模块 四、设计步骤 需求分析→模块拆分→绘制层次图→绘制流程图→反思优化 五、设计原则：立足生活、节能高效、科学合理 观看 思考；表达 学习 学习 学习 交流讨论 操作实践 交流；分享 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣； 培养表达能力 培养倾听习惯 增加知识面 拓展知识面 培养表达能力 学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。 培养倾听习惯
教 学 反 思 本节课紧扣教材内容，以学生熟悉的家庭灯光场景为切入点，贴近学生生活实际，快速激发学生的设计兴趣与探究欲望。课堂遵循“认知新知—需求分析—系统拆分—图形设计—评价优化”的完整设计逻辑，层层递进引导学生完成智能灯光系统的自主设计，将系统层次性、模块化拆分、流程建模等抽象知识具象化，有效突破教学重难点，全面落实四大核心素养培养目标。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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