第19课 光照温度要适宜（教学设计）信息科技人教版六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦光照和温度控制系统的基本原理及算法分析，通过“植物王国科技展览会”情境导入，结合太阳、温度卡通音频激发兴趣，衔接视频学习影响，再用数字平台模拟操作，搭建从具象到抽象的学习支架。 特色在于情境化与数字化融合，以核心素养为导向。通过数字资源平台模拟实验培养数字化创新与实践能力，绘制流程图锻炼计算思维，数据采集分析提升信息意识。助力学生直观理解抽象概念，为教师提供可操作的探究式教学方案。

第19课《光照温度要适宜》教学设计 一、教学设计理念（新课标） 本课设计遵循新课标理念，强调学生的主体性和探究性学习，注重培养学生的信息意识、数字化创新与实践能力、计算思维以及信息社会责任意识。通过实际案例和互动活动，激发学生的学习兴趣，培养他们解决实际问题的能力。 二、教学内容分析 本课主要讲解光照控制系统和温度控制系统的基本原理及算法分析。通过理论讲解和实际操作，学生将理解如何通过传感器和控制器实现环境的自动调节，掌握基本的控制算法。 三、教学对象分析 教学对象为小学六年级，已具备一定的数学和科学基础，对信息技术有初步了解。他们对新事物充满好奇，喜欢动手实践，但抽象思维能力尚在发展中，需要通过具体实例和直观演示来理解复杂概念。 四、教学目标（核心素养） 1、信息意识：理解光照和温度控制系统的基本原理，认识到信息技术在生活中的应用。 2、数字化创新与实践：通过人教信息科技数字资源平台的模拟仿真实验室进行模拟操作，掌握光照和温度控制系统的设计和实现方法。 3、计算思维：通过光照控制系统和温度控制系统的流程图绘制，培养学生的逻辑思维能力。 4、信息社会责任意识：认识到合理使用信息技术的重要性，培养环保意识。 五、教学重难点 1、教学重点：光照控制系统和温度控制系统的基本原理及算法分析。 2、教学难点：控制算法的设计与实现。 六、教学策略 1、启发式教学：通过提问和讨论，引导学生主动思考。 2、探究式学习：通过人教信息科技数字资源平台的程序体验，在实践中学习。 七、教学资源准备 PPT、教学视频、活动探究单、人教信息科技数字资源平台的账号、编程猫Kitten3.0（学生机） 8、 教学步骤 教学环节 教 师 讲 解 学 生 活 动 设 计 意 图 情景导入 （5分钟） 1、教师讲解：同学们，今天老师收到了一封特别的邀请函！植物王国要举办一场盛大的科技展览会，邀请我们去参观呢！看，展览会上有各种各样的植物，它们都长得特别茂盛！你们知道这些植物为什么能长得这么好吗？【邀请学生回答】 2、过渡：非常棒，植物可以生长的这么好，离不开两位魔法的功劳，我们看他们是谁吧 1、教师讲解：一位是我们的太阳，听一听他是介绍自己的吧【播放音频】--一位是我们的温度，听听温度又是如何介绍自己的吧【播放音频】 2、过渡：我们知道植物的生长离不开阳光和温度。那么先去探索光照对我们植物的生长有什么影响吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、聆听音频 通过创设“邀请函”的故事引入主题，让同学们更有兴趣； 通过创设两个卡通人物形象，将枯燥的光照、温度这两个因素变得更加活泼，便于同学们理解。 新课讲授（30分钟） 1、 光照控制系统的基本原理（10） 1、 教师讲解：那么为什么光照对植物的生长这么重要呢？接下来我们通过一个视频一起来了解一下吧。【播放视频】视频当中提到阳光最主要的作用是让植物进行什么作用？【邀请学生回答】如果阳光太过猛烈，会造成哪些危害？（对植物造成伤害，导致光合作用过程产生的氧化物质过多。）如果阳光太过稀少会怎么样？(植物没有办法进行光合作用，不能够正常的生长) 2、过渡：那你有什么办法可以更加智能的控制这个光照吗？对了，我们可以使用光照控制系统。接下来我们一起在平台上面体验一下这个系统吧 1、教师讲解：接下来，请同学们打开人家信息科技数字资源平台的光照的控制体验程序，尝试完成下面的问题，第一，在基本组成上，他用哪些设备实时检测光照的强度，又用了哪些设备为植物的生长补充必要的光照？第二，在工作过程当中，光照强度和阈值存在着怎样的关系。接下来，同学们一起动手实践吧【动手实践】--时间到，哪个同学说说自己的看法？在光照控制系统中使用了什么来检测光照的强度？(光敏传感器)使用什么设备为植物的生长补充必要的光照(补光灯)那在工作过程当中，当环境光照强度低于设置的预定时，会?(自动开启补光灯)。如果光照强度高于设定的阈值时，会?(自动关闭补光灯) 2、过渡：那么，当环境的光照强度达到了多少米子时，才会触发光照控制系统的自动补光功能或者自动关闭补光功能呢？接下来我们继续探索一下吧 1、教师讲解：那么接下来请同学们对照自己的活动探究单进行刚刚的程序，利用光明传感器采集5个光照强度数据，观察显示的数据以及对应的补光灯状态，并且找出光敏传感器中设定的阈值是多少。好，那么接下来时间交给同学们【动手实践】--时间到，有没有哪个同学来分享一下自己的数据呢？非常棒，那么同学们可以参考一下老师做的这个数据，看看和你是否有出入，及时调整自己的这个数据，那最后全班同学一起来告诉老师，光敏传感器中设定的阈值是多少？(819) 2、过渡：那么，当环境外光线强度改变了，对于光照控制系统而言，哪个步骤发生改变，又会有哪些影响呢？我们继续去分析吧 1、教师讲解：我们一起结合这三个图一起去分析，当环境光照发生改变时，会影响到光源传感器检测到的光照强度，相当于改变了光照控制系统的哪一个环节呢？(输入环节)--当处理装置接收到数据时，会将数据和阈值进行比较，如果超过阈值，会发送什么指令？关闭补光灯指令，如果低于阈值，会发送什么指令？开启补光灯指令。这个环节改变的是光照控制系统的哪个环节？(计算环节)--最终我们可以看到补光灯亮起或者补光灯关闭，这个过程改变的是光照控制系统的哪个环节(输出环节) 2、过渡：那么我们能否用算法三步骤，结合流程图去分析这个过程呢？接下来我们进一步去探究光照控制系统的算法分析吧 (二)、光照控制系统算法分析（10分钟） 1、教师讲解：我们先一起来回顾一下整个光照控制系统，光照控制系统主要包括光敏传感器、补光灯等设备。通过光敏传感器检测环境的光照强度，当强度低于阈值时，自动打开补光灯；当光照强度高于阈值时，自动关闭补光灯 2、过渡：接下来请同学们打开‘光照控制系统’程序流程图，完成这个过程的流程图吧 1、教师讲解：时间到，那个同学们来展示自己绘制的流程图呢？【广播学生的电脑屏幕，让它进行简单讲解】--非常棒，那么有疑惑的同学可以结合老师的流程图，及时修订自己的流程图吧！ 2、过渡：对于光照强度是否超过阈值以及补光灯是否打开，除了用是否去表示外，我们还有哪些词可以表示呢？一起进一步分析吧 1、教师讲解：哪个同学来说说你能想到的表现形式呢？(数字形式0或1真假值)那同学们能够根据理解完成表格的内容吗？接下来，给同学们一分钟的时间思考，待会老师请同学起来回答问题--时间到，那么当光照强度超过阈值的取值是真，补光灯的状态应该为？(假）。如果光照强度超过阈值为假时，补光灯的状态为（真），如果用数字形式0和1表示的话，当光照强度超过阈值时，取值为0时，补光灯的状态为1，当光照强度超过阈值的取值为1时，补光的中补光灯的状态表现为0 2、过渡：植物生长除了受到光照的影响，还受到哪些因素影响呢？还会受到温度的影响，那么接下来我们一起去探究温度对植物的影响吧！ （三）温度控制系统基本原理 1、教师讲解：那么为什么温度会对植物的生长有这么大的影响呢？我们通过一段视频来了解一下吧【观看视频】视频当中提到温度的作用是影响植物的什么过程？（代谢过程）如果温度过高会带来什么样的影响？（过度蒸腾和水分损失影响导致生长受限）如果温度过低呢，（植物的代谢会减缓，导致生长缓慢） 2、过渡：那你有什么方式可以智能控制植物的生长温度呢？可以使用温度控制系统，接下来我们一起去探究温度控制系统的奥秘吧！ 1、教师讲解：同样，请同学们打开平台的温度的控制体验程序，尝试完成下面两个问题：第一，在组成部分上，温度控制系统中使用了什么设备实时检测环境的温度，又是使用了什么设备为植物的生长补充必要的温度。第二，在工作过程当中，环境温度的变化和预值的范围变化有哪一些影响？接下来同学们开始体验吧【动手体验】--时间到，哪个同学来说一说在基本组成上你发现用什么设备检测外界的温度？（温度传感器）用什么设备为植物的生长补充必要的温度(暖风机)--那么环境温度和阈值之间的关系又是如何的呢？【邀请学生回答】--非常棒，那么老师在这里做个简单的总结，当外界环境温度不在设定的阈值范围内，自动开启暖风机制热或制冷模式，当外界环度在设定的阈值范围内，便会自动关闭暖风机 2、过渡：同样，当外界温度环境达到了多少预测范围时，才会触发温度控制系统的冷风机自动开启或自动关闭呢？接下来，同学们一起看到自己的活动探究单 1、教师讲解：运行温度控制系统，利用温度传感器采集5 个温度数据观察显示的温度 数据以及对应的暖风机状态是否开启，是制热还是制冷，以及温度控制系统设置的阈值范围是多少，接下来同学们开始探究吧【动手探究】--时间到，同学们参考老师的这个表格，看看关键的数据14,30是否都记录到了呢--那么最终温度控制系统设置的阈值范围是？（14℃-30℃） 2、过渡：同样，当外界温度改变时，相当于改变了温度控制系统的什么环节？跟着老师一起来分析吧！ 1、教师讲解：同样也是结合上面这三幅图，当环境温度发生改变时，会影响到温度传感器检测到的温度数据，相当于改变了温度控制系统的哪个环节？（输入环节)当处理装置接收到数据时，会将数据和阈值范围进行比较。如果你的范围在14°C到30°C之间，发送什么指令？(关闭暖风机指令)如果不在这个范围之内呢,发送什么指令？(开启暖风机指令)那这个环节相当于改变了温度控制系统的哪个环节？(计算环节)最后。我们的暖风机就会打开制冷或制热，或者关闭。那这个环节相当于改变了温度控制系统的哪个环节?(输出环节) 2、过渡：那么你能结合这个分析的思路，用算法三步骤结合流程图去分析这个过程吗？ (4) 、温度控制系统算法分析 1、教师讲解：那么同学们结合温度控制系统的工作过程，去完成流程图的绘制吧~ 1、教师讲解：由于时间关系，老师就不邀请同学展示自己的流程图了，同学们可以画几分钟时间参考老师的流程图，看看自己的流程图都绘制对了没有。 2、过渡：对于温度是否超过阈值范围以及暖风机是否打开，除了用是否值表示外，我们还有哪些词可以表示呢？1、教师讲解：我们可以用数字显示0或1以及真假值。那么同学们，给你们一分钟的时间思考，如果让你完成这个表格的话，你会如何填写呢？好时间到，那么由于时间关系呢，老师就不再去邀请同学回答了。同学们可以看到老师的这一个参考图，看一下和刚刚自己思考的是否有误 2、过渡：快乐的时光总是短暂的，我们今天的学习旅程也即将进入尾声啦，下面我们一起复习今天的学习内容吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 2、 观看视频 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手实践 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 5、填写任务单 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 5、填写任务单 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、动手体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 通过视频让同学们对“光照对植物的生长有很重要的作用”的问题有进一步的认识，通过简单分析太阳果过多或者过少都不利于植物的生长，为后续的算法分析奠定基础。 通过让同学们体验光照控制系统的控制过程，并且在整个光照控制系统当中的基本组成设备是，光敏传感器以及补光灯并且知道当环境光照强度超过或者低于阈值时。那么补光灯便会。关闭或者开启，为后面的算法分析流程图奠定基础 结合活动探究单，让同学们带着目标去学习。培养学生的专注力和目标性 通过活动探究任务单，同学们在体验的过程中更加有目标性 通过图文讲解的方式，让同学们对光照控制系统的基本过程更加理解。 通过程序拖动完成流程图的绘制，让每个同学的计算思维都可以得到锻炼 通过程序拖动完成流程图的绘制，让每个同学的计算思维都可以得到锻炼 通过用不同的方式来表达光照控制系统中这些开关量的变化。来培养学生举一反三的能力 通过视频让同学们知道温度对植物生长的影响是影响到了光合作用，拓展学生的知识面 通过平台的程序体验，帮助学生找出温度控制箱系统的组成部分以及基本的工作过程，化抽象为具象 结合活动探究单，让同学们带着目标去学习。培养学生的专注力和目标性。 通过图文讲解的方式，让同学们对温度控制系统的基本过程更加理解。 通过程序拖动完成流程图的绘制，让每个同学的计算思维都可以得到锻炼 通过程序拖动完成流程图的绘制，让每个同学的计算思维都可以得到锻炼 通过用不同的方式来表达温度控制系统中这些开关量的变化。来培养学生举一反三的能力 学生实践 （5分钟） 1、体验平台“光照控制好、温度控制好”两个程序 2、完成任务单的填写 3、完成流程图的绘制 （该环节包含在新课讲授中） 1、体验程序 2、完成任务单的填写 3、完成流程图的绘制 通过程序体验加深对控制系统的工作过程；通过图形化绘制流程，能够锻炼每个同学的计算思维能力 课堂总结 （3分钟） 1、教师讲解： 1、光照强度控制系统主要用到的设备是__________。 2、温度控制系统主要用到的设备是__________。 3、改变光照强度，相当于改变了系统的____，导致系统的输出（状态）发生了相应的变化，中间经历了计算的环节，从而实现了对系统的控制。 4、改变外界环境的温度，相当于改变了系统的输入，导致系统的____（状态）发生了相应的变化，中间经历了计算的环节，从而实现了对系统的控制。 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 锻炼学生的语言表达能力和课堂总结能力 课堂练习 （2分钟） 1、学生回答 通过练习，巩固知识 九、教学板书 （1）光照控制系统的基本组成 （2）光照控制系统算法分析 （3）温度控制系统的基本组成 （4）温度控制系统算法分析 十、教学反思 （1）学生反馈：通过学生的实践操作和讨论，了解他们对系统组成和算法的理解程度。 （2）教学效果：评估学生是否能独立流程图的绘制。 （3）改进建议：根据学生的反馈和实际操作情况，调整教学策略和内容，提高教学效果。 学科网（北京）股份有限公司 $