跨学科一 小型开关系统（教学课件）信息科技鲁教版六年级上册（新教材）

该小学信息科技课件以“小型开关系统”为核心，从生活中电源、炉灶等开关观察记录切入，引导学生探究单控双控原理，制定自动门等场景控制规则，搭建开源硬件模型并扩展功能，通过观察表、分工表等支架构建从生活到实践的学习脉络。 其亮点在于采用跨学科项目式学习，融合信息科技、数学等知识，通过开源硬件搭建与编程实践培养计算思维，如自动门控制的输入-计算-输出环节设计。小组分工协作与功能扩展（如超市客流统计）提升数字化学习与创新能力，安全隐患分析培养信息社会责任，评价体系全面，助力学生综合发展，教师教学更高效。

跨学科主题 小型开关系统 鲁教版·六年级 目录 CONTENTS 项目导入 01 了解开关控制系统的控制方式及原理 02 制定自动门开关控制系统规则 03 用开源硬件搭建实验模型 04 实验系统模块扩展及展示 05 项目评价 06 2 项目导入 开关是一种启动和关闭系统的装置，在生活中随处可见。它们种类繁多应用场合多样。 电源开关 水龙头 燃气灶开关 项目导入 本主题将以小组为单位，确定一种控制场景，设计一款小型开关系统。 双控电源开关 自动门 火灾报警器 综合应用本册所学，融合数学、科学等知识，以项目学习的方式进行研究，并用自制的简单装置及模型验证相关原理。 项目导入 ①根据身边常见的开关应用场景，总结各类开关控制的控制方法。 ②根据设计项目的具体要求，设计合理的开关控制系统。 ③在项目设计过程中，综合运用信息科技、数学、科学等课程知识，合理构建相关模型。 ④项目模型需具有扩展性，能根据不同的应用要求增加子系统或模块做到作品的功能升级。 ⑤树立安全意识，为作品可能存在的安全隐患做出分析，并采取相应的防范措施。 ⑥在项目设计制作过程中，小组团队分工明确、各司其职，并利用多种形式展现自己的作品。 项目目标 项目导入 项目准备 自由组建4~6人的项目小组，根据项目内容，推选一名组长，合理安排分工。 成员 姓名 特长 分工 组 长 成员1 成员2 成员3 成员4 成员5 项目导入 项目准备 材料准备。 接入互联网的计算机、开源硬件、常用工具等。 开源硬件 项目准备 观察学校、家庭等环境里的各种开关，通过互联网简单了解它们的原理和应用场景，以表格形式记录下来。 项目导入 开关名称 核心工作原理 使用环境 应用场景 触摸开关 利用人体微弱电流改变电容屏电场，感应芯片转化为开关信号控制电路 家庭、学校 家庭厨房操作台； 学校实验室、多媒体教室 调速开关 利用电感性负载改变电流大小，调节电机转速 家庭、学校 家庭电风扇； 学校教室吊扇、实验室通风扇 智能开关 集成 WIFI 模块，接收手机 APP / 智能音箱无线信号，控制电路通断 家庭、学校 家庭所有灯光、电器； 学校办公室智能设备 机械开关 物理按动使金属触点闭合 / 断开，控制单一电路通断 家庭、学校 家庭卧室、客厅灯光； 学校教室、办公室顶灯 …… 了解开关控制系统的控制方式及原理 项目实施 在系统中，开关有很重要的作用，它表示系统的开启或关闭。 简单的开关有单控和双控两种方式，用“K表示普通开关，“K1”“K2”表示“单刀双掷开关”，LED为发光二极管相当于小灯泡。 了解开关控制系统的控制方式及原理 项目实施 请尝试将单控开关系统用开源硬件搭建出来，并编写相关程序。 单控控制方式 了解开关控制系统的控制方式及原理 项目实施 请尝试将双控开关系统用开源硬件搭建出来，并编写相关程序。 双控控制方式 了解开关控制系统的控制方式及原理 项目实施 尝试把开关和延时器模块结合在一起，就可以制作出“延时开关”，如让LED 亮3秒钟，然后关闭。 延时开关 了解开关控制系统的控制方式及原理 项目实施 用传感器模块进行开关控制，是我们经常用到的。比如当检测到亮度变化后，结合程序就可以控制 LED的亮灭。 亮度控制开关 了解开关控制系统的控制方式及原理 项目实施 请同学们在互联网上查找更多开关控制方式，并讨论他们的特点有哪写？ 讨论 制定自动门开关控制系统规则 ①小组讨论在项目准备过程中观察和记录的结果。交流时要说清楚自己调查了多少种开关，大约分为几类，每一类的原理是什么，能用在哪些场景。 项目实施 序号 开关名称 种类 原理 应用场景 1 2 3 4 5 开关应用统计表 制定自动门开关控制系统规则 项目实施 ②在组长的组织下，确定主题项目及依据。项目选题可以是开关系统实际应用中需要改进的地方，也可以从实际出发，设计一款开关应用系统。设计的系统既可以是一个实用项目，也可以是一个玩具、益智类游戏系统。 项目设计图： 制定自动门开关控制系统规则 项目实施 ③制定该主题项目运行的规则，划分出输人、计算、输出各个环节，组内充分讨论，确定最终方案。例如，制定自动门开关控制系统规则。 输入环节 用传感器判断是否有人靠近，形成状态信号。“0”代表无人，“1”代表有人。 计算环节 接收、判断状态信号，转化为“开”“关”指令。“1”代表开，“0代表关;设定马达转速、时长等 输出环节 执行指令，启动相关设备(马达转动，门打开或关闭)。 用开源硬件搭建实验模型 按照小组分工，利用开源硬件搭建实验模型，设计算法，编写开关系统程序。搭建的实验模型须体现基本的设计目标，程序编写须实现预期的开关控制目标。 设计主题项目程序 硬件搭建与程序： 用开源硬件搭建实验模型 实验模型满足设计目标后，组内讨论该设计是否存在安全隐患。若存在，该如何改善?如何增加防范措施?达成一致意见后，通过程序和硬件力式进行升级改造。 验证系统设计 项目改进措施： 实验系统模块扩展及展示 小组讨论分析，如果将自动门应用到某超市门口，并实时显示进出的人数。该系统的应用，顾客可以了解客流的高峰期，选择错峰采购;商家可以统计客流量。思考:规则如何修改?需要增加哪些模块? 讨论 为小组的作品完善功能并增加功能模块： 实验系统模块扩展及展示 小组展示成果，包含项目制作过程、学习感悟、合作交流体会、作品展示等内容。 展示交流 项目评价 评价内容 评价指标 评价等级 优 良 一般 项目选题 选题前期调查、论证充分 选题的科学性、实用性 项目实施 模拟系统程序设计情况 实物搭建的模拟系统运行情况 设计目标的实现情况 安全防范措施 开关系统的功能扩展 项目评价 评价内容 评价指标 评价等级 优 良 一般 项目实施 项目过程中资料记录完整性 小组展示的形式及内容、表达情况 组内互评 项目活动参与度高，主动承担任务 团结合作情况 个人评价 通过完成项目，你学习、使用到了哪些学科的知识、能力? 信息科技： 数学： 科学： 你对本次项目学习的评价及建议: 谢谢 下节课见！ Thanks！ 鲁教版 $