第2课 一分为二开与关（教学设计）2025-2026学年六年级全一册信息科技人教版

第2课《一分为二开与关》教案 课程名称：第5课 一分为二开与关 年级：六年级 课时：45分钟 一、教学目标分析 知识与技能 1.能够描述控制系统所具备的状态。 2.能够了解控制系统状态的切换。 3.能够通过对控制系统状态进行切换，了解系统中的控制规则。 过程与方法 1.通过观察实物开关（按键、旋钮、触屏等），归纳开与关的操作方式。 2.通过分析台灯、交通信号灯案例，绘制状态切换算法流程图，提升逻辑思维能力。 3.通过利用虚拟仿真工具或实验教具，体验多状态系统的控制过程。 情感态度价值观 1.感受人工智能技术对开关操作智能化的影响（如声控、光感应开关）。 2.通过小组讨论与实践操作，养成严谨的系统分析习惯。 二、教学内容及重点 教学重点 1.开与关操作与控制系统状态的对应关系。 2.多状态系统的切换规则。 3.条件判断的算法逻辑。 教学难点 1.复杂系统状态的完整归纳。 2.多开关组合控制的规则设计。 3.算法流程图的拓展应用。 三、教学过程设计 教学过程 教学内容 教学方法 情景导入 （5分钟） 师：同学们，空调能调节室内温度，给我们带来舒适环境；电灯是照明的关键，点亮我们的生活空间；微波炉可以快速加热食物。它们在生活中作用重大，我们一起深入了解一下它们的控制原理吧。 师：本次学习大家需要学会描述控制系统状态，知晓其状态切换方式，通过实际操作切换来了解系统内的控制规则。 师：学习内容包含三方面：探究开与关对控制系统状态的作用；剖析三色变光灯状态及切换规律；实践交通信号灯的控制方法。 师：首先请同学们思考一下这个问题：“开关” 与 “开与关” 有什么区别？ 生：思考并回答。 师：“开关”是实体设备，像空调遥控器 。“开与关”是对设备的操作行为及对应系统状态，按下为开，再按为关 。 问题导向学习 师生互动 合作探究 （实践操作）（10分钟） 师：大家可以观察身边设备开与关方式，这有助于了解其对控制系统状态的影响。 师：身边设备开与关方式多样。有按键（如电灯开关）、按钮（如电器启动键）、旋钮（如老式收音机）、触屏、光信号感应、操纵杆等不同形式。 师：以按钮式台灯为例，按“开”，台灯通电发光，状态为亮；按“关”，电路断开，台灯状态变为不亮。 师：像图中的墙壁开关，按下开，电路导通，灯亮；温控器按下开，空调等制冷或制热设备启动运行。 师：开与关算法是依据输入指令操作设备。如输入台灯开关指令，是“开”则灯亮，是“关”则灯不亮。 讲授法 师生互动 合作探究 （实践操作）（10分钟） 师：小智购买了一盏具备白光、暖光、中性光三种效果的台灯（三色变光灯），只有一个按钮来控制。大家可以请思考以下问题。这种台灯的状态有多少种？怎样通过开与关操作，改变台灯的状态？ 生：思考。 师：我们来探究第一个问题。台灯的状态有多少种？ 师：这盏三色变光灯有白光、暖光、中性光三种照明状态，加上不亮状态，共四种。 师：对于第二个问题，多种状态的控制系统，像台灯（不亮、亮）、风扇（一档、二档、三档），合理设计开与关操作，就能实现状态切换。 讲授法 讨论法 师生互动 合作探究 （实践操作）（9分钟） 师：大家现在打开交通信号灯控制程序并运行，操控开关，仔细观察红、黄、绿三盏信号灯的状态变化。 生：操作并观察。 师：交通信号灯实验设备包含主控板、磁控开关、4pin连接线。主控板负责控制，磁控开关操作状态，连接线用于连接设备。 师：第一步，用 4pin 连接线将磁控开关连接至主控板的 P0、P1 口，建立起两者间的连接。 师：第二步,使用mPython软件编写程序，实现按下按键 A 绿灯亮，按下按键 B 黄灯亮，磁铁靠近磁控开关，红灯亮。 师：第三步，将第二步编写好的程序刷入主控板。 师：第四步,功能测试,按下按键 A 绿灯亮，按下按键 B 黄灯亮，磁铁靠近红灯亮，以此检验交通信号灯控制程序是否正常运行。 师：最后，同学们在表中写下你对三个开关的控制规则，可以和大家分享。 生：按下按键 A 绿灯亮，按下按键 B 黄灯亮，触发磁控开关红灯亮。 讲授法 实践操作 拓展深化，回归生活 （8分钟） 师： 在学习活动1中，我们绘制了单个开关控制的算法流程图。而学习活动3的交通信号灯中，由三个开关进行组合控制，产生信号灯红、黄、绿三种状态，那么同学们，现在你们能绘制控制的算法流程图吗？ 生：尝试绘制。 师：输入开关指令后，先判断按键 A 是否按下，若按下则绿灯亮；若未按下，继续判断按键 B 是否按下，若按下则黄灯亮；若也未按下，再判断磁控开关是否返回高电平，是则红灯亮。 讨论法 讲授法 实践操作 课后作业（1分钟） 选择家中一个智能设备，分析其控制系统状态、开与关操作，绘制状态切换算法流程图，并用 200 字左右阐述操作条件、算法优势与不足。 课堂小结与评价 （2分钟） 本节课，我们描述了控制系统具备的状态，了解其状态切换方式，通过状态切换掌握了系统中的控制规则。 教学反思 1.反思点：教学中发现，部分学生对多开关组合控制逻辑理解存在困难，难以快速建立开关状态与系统状态的对应关系，尤其在交通信号灯多开关互斥规则的设计上易出现逻辑漏洞。同时，流程图绘制时存在分支结构表述不清晰、条件判断符号使用不规范等问题，反映出逻辑思维的条理性与工具掌握的熟练度不足。 2.改进措施：针对多开关逻辑，增加智能家电（如多档位风扇、智能插座组合）等生活案例类比，通过实物操作演示开关组合效果，降低抽象理解难度。针对流程图规范，采用“拆解 - 分步绘制 - 对照修正” 策略：先分析单开关基础流程，再逐步叠加分支条件，配合标准流程图模板对照讲解，强化符号规范与逻辑层次训练。 学科网（北京）股份有限公司 $