1.2从无限到有限（课件）2025-2026学年六年级下册信息科技湘教版

该小学信息科技课件核心围绕连续量与阈值展开，通过“远程监测植物照料”问题导入，结合传感器检测土壤湿度等连续量，借助电热水壶、声控灯等生活案例解析阈值作用，再通过项目设计与Scratch编程实践，构建从生活到理论再到实践的学习支架。 其亮点是以生活案例为载体，融合信息意识（感知环境数据）、计算思维（抽象阈值判断逻辑）和数字化学习与创新（Scratch编程模拟系统）。如植物生长提醒装置设计，从需求分析到传感器原理、阈值判断再到编程实现，让学生在解决实际问题中掌握知识。学生能提升信息应用能力，教师可依托完整教学链条提高教学效果。

第2课 从无限到有限—— 连续量与状态控制 如何用科技手段远程监测植物是否需要浇水或晒太阳？ 爷爷奶奶外出旅游，家中植物无人照料。 安装传感器检测土壤湿度、光照强度等。 阈值 定义 用连续量控制系统的有限状态。 阈值（又称临界值），阈值将连续变化的量划分为“大于阈值”“等于阈值”“小于阈值”，通过这三种情况实现对系统状态的控制。 生活中的连续量案例 声控灯的工作依赖于声音强度这个连续量。环境中的声音强度是不断变化的，可能从很安静时的30分贝，到有人大声喧哗时的80分贝甚至更高。当我们设定一个阈值，如60分贝，当声音强度超过这个阈值时，声控灯就会亮起，实现从声音连续量到灯亮灭开关量的转换。 声控灯的声音连续量 电热水壶在烧水过程中，水温是一个连续变化的量。从室温开始，随着加热时间的增加，水温持续上升，比如从25℃逐渐升高到100℃ ，这个过程中温度的变化是连续的，没有跳跃。而100℃就是设定的阈值，当水温达到这个阈值时，系统就会采取自动断电的控制措施。 电热水壶的温度连续量 生活中的连续量案例 自动空调也是一个很好的例子。室内温度是连续变化的，假设室内初始温度为28℃，空调开启后，温度会逐渐下降，可能降到26℃、25℃等。当温度下降到我们设定的阈值，比如24℃时，空调可能会降低制冷功率或者暂停工作，当温度再次高于阈值时又重新调整运行状态。 自动空调的温度连续量 阈值的关键作用 在电热水壶系统中，100℃的阈值将水温状态分为“未达到100℃”和“达到100℃”两种。当水温未达到100℃时，电热水壶处于加热状态；当水温达到100℃时，系统控制电热水壶断电，进入停止加热状态，从而实现了对电热水壶工作状态的有效控制。 实现状态控制 以温度为例，在0 - 100℃这个连续的温度区间内，温度可以取无数个值。但通过设定阈值，如50℃，就可以将这个连续的区间划分为两个部分：小于50℃和大于等于50℃。这就把原本无限连续的温度量，转化为了有限的、离散的状态，方便系统进行控制。 将连续量离散化 PART TWO 项目设计：植物生长提醒装置 需求分析与功能拆解 土壤湿度是植物生长的关键因素之一。通过监测土壤湿度，设定合适的土壤湿度阈值范围。当土壤湿度低于最低土壤湿度阈值时，提醒用户给植物浇水；当高于最高土壤湿度阈值时，提醒用户注意排水。像多肉植物，对土壤湿度要求较为严格，过湿容易导致根部腐烂，系统的提醒能帮助用户更好地照顾这类植物。 土壤湿度监测需求与提醒逻辑 系统流程图解 计算部分是系统的“大脑”。主控板接收到传感器传来的数据后，会将这些实时数据与预先设定的阈值进行比较。例如，将当前温度值与最低温度和最高温度阈值比较，湿度值与最低湿度和最高湿度阈值比较等。通过一系列的条件判断，确定当前环境数据是否处于适宜植物生长的范围，从而决定是否触发相应的提醒。 系统的输入部分主要依靠各类传感器。温湿度传感器能够实时感知环境中的温度和湿度信息，并将其转化为电信号或数字信号传输给系统。土壤湿度传感器则插入土壤中，测量土壤的湿度情况并传递数据。光线传感器可以检测环境光照强度，为系统提供光照数据。这些传感器就如同系统的“触角”，精准地获取植物生长环境的各项信息。 计算部分 - 阈值判断过程 输入部分 - 传感器工作原理 开始 温度超过阈值？ 是 否 温度正常 温度异常 温湿度传感器检测温度 输出部分 - 提醒方式展示 当计算部分判断出环境数据异常时，系统的输出部分就会发挥作用。通过OLED屏显示文字信息，清晰地告知用户具体的异常情况，如“温度过高”“湿度过低”等。同时，MP3播放器会播放声音提醒，让用户能及时收到提醒。这种文字与声音相结合的提醒方式，确保用户不会错过任何重要信息，以便及时采取措施照顾植物。 系统流程图解 Scratch编程实践 变量定义与初始化 阈值参数变量 连续量输入变量 变量 温度 湿度 土壤湿度 阈值 16℃—29℃ 40%—80% 60%—80% 其它变量 将“下次通风提醒”初始设为43200秒（12小时），“下次土壤提醒”初始设为259200秒（3天） 初始化变量是编程中的关键步骤。在程序开始运行时，对这些变量进行合理的初始设置，能确保程序按照预期的逻辑运行 主循环与数据模拟 主循环在整个程序中起着至关重要的作用。通过“重复执行”模块构建主循环，能让程序持续不断地运行，实时监测植物生长环境的变化。就如同一个永不停止的监测器，时刻关注着各个环境因素的动态。 主循环的作用 由于在实际编程中无法直接获取真实的环境传感器数据，我们采用随机数来模拟环境数据的变化。这样可以模拟出不同的环境状况，让程序在各种可能的情况下进行测试和运行。 随机数模拟环境数据 主循环与数据模拟 数据更新与显示 在主循环中，不仅要模拟数据的变化，还需要将这些数据及时更新并显示出来。通过“说”指令，将当前的温度、湿度、土壤湿度和光照强度等信息展示给用户，方便用户了解植物生长环境的实时情况。就能在屏幕上显示当前的温度数值。 1.变量 2.条件：如果......那么...... 3.执行：说“温度异常” 一、选择题 以下属于连续量的是（），属于开关量的是（）。 A.自动门的开关状态 B.手机屏幕的亮度 C.电热水壶的温度 D.感应水龙头的水流开关 关于“阈值”的作用，描述正确的是（）。 A.将连续量直接转换为另一种连续量 B.通过设定临界值将连续量分段，控制系统的状态 C.用于测量开关量的变化频率 D.仅适用于温度控制系统 二、判断题 判断下列说法是否正确： 植物的光照强度是开关量，因为光线只有“亮”或“暗”两种状态。（） 电热水壶在温度达到100℃时自动断电，说明阈值是系统控制的关键。（） 三、简答题 举例说明如何将连续量转换为开关量。 要求：结合生活中的实例（如电热水壶、声控灯），描述阈值的作用。 设计一个智能路灯系统 任务： 输入：光照强度（连续量）、时间（连续量）。 输出：路灯开关（开关量）。 要求： 设定光照强度阈值（如低于50时开灯）。 增加时间控制（如每天18:00-6:00开灯）。 使用光照传感器检测环境亮度，若光照值<50且时间在18:00-6:00范围内，则打开路灯；否则关闭。 电热水壶通过温度传感器检测水温（连续量），当温度达到100℃（阈值）时，触发开关量控制（断电）。 感谢聆听 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $