开关量的“与”运算（教学课件）信息科技六年级

第1单元 智慧汽车系统 项目主题 Project Theme 4 开关量的“与”运算 六年级下 01 Learning goal 学习目标 02 Lead-in 课堂导入 03 Exploring New Knowledge 新知探究 04 Knowledge Summary 知识总结 05 Smart Challenge 智慧挑战 06 Interest Area 兴趣园地 目录 2 学习目标 PART ONE 了解“与”运算在日常生活中的应用 能结合控制系统实例描述“与”运算的规则 项目学习目标 课堂导入 PART TWO 课堂导入 请你用喜欢的方式进行描述： 想法1: 想法2: 想法3: 车辆在行驶过程中，驾驶员和乘客都必须系好安全带。当安全带没有系好时，汽车中的安全带报警器便会报警，那么安全带报警器是怎样工作的呢？ 新知探求 PART THREE 在过程控制系统中，有时会有需要同时满足多个条件时才会执行特定的操作，这种逻辑关系就是“与”运算。在安全带报警器系统中，只有在“乘客未系安全带”“汽车行驶速度超过阈值”这两个条件同时满足的情况下，报警系统才回发出警报。 新知探究 未系安全带 速度超过阈值 报警 “与”运算 相当于 “和” “不仅……并且……”等 不仅要未系安全带，并且汽车要行驶超过阈值速度，才能自动开启报警 “与”运算的运算规则：当多个条件同时满足时，结果为真，否则为假。 新知探究 汽车安全带报警系统中的“与”运算如下表 条件1（是否未系安全带） 条件2（汽车是否行驶） 结果（报警） 真 真 真 假 假 真 假 假 真 假 假 假 新知探究 用系统方框图表示汽车安全带报警系统的工作流程 通过逻辑运算，可以实现对控制系统的精确控制，防止控制系统因逻辑混乱造成的控制失效发生。 未系安全带 汽车行驶中 结果为真 报警 与 新知探究 如果想要模拟搭建一个汽车安全带检测系统，可以用按键A和按键B分别模拟安全带的佩戴情况和车速是否到达阈值。 参考以下程序，验证方案设计 在设计实现过程中，可能会遇到各种各样的困难，请在下表中记录你遇到的问题和解决办法。 遇到的问题 解决方案 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 驾驶员监测系统是一种基于人体生理反应特征的驾驶员疲劳监测预警系统。最早出现于飞机、高速列车等具有自动驾驶或高阶级辅助驾驶的领域中，后逐渐应用于汽车领域。 驾驶员监测系统通过安装在驾驶员前仪表板处的小型摄像机及红外线扫描装置，监视驾驶脸部表情变化，并对这些变化进行处理。在汽车行驶中，计算机能实时分析驾驶员的眼睛活动、头部姿势、脸部表情和身体动作，判别驾驶员是否打瞌睡。当驾驶员注意力不集中或处于危险状态时，系统会提醒驾驶员采取行动或休息，这有助于减少驾驶员由于注意力不集中而导致的事故风险。 新知探究 驾驶员监测系统 知识总结 PART FOUR 知识总结 控制系统中开关量的“与”运算规则 生活事件中的“与”运算迁移到控 制系统中的“与”运算 智慧挑战 PART FIVE 2.某学校的门禁系统需要同时满足两个条件才能开门：①持有效校园卡；②录入的指纹匹配。这属于控制系统中“与运算”的典型应用。如果小明持有效校园卡，但指纹录入失败，门禁会如何反应？ A. 门会打开，因为校园卡有效 B. 门会打开，因为指纹匹配不是必须的 C. 门不会打开，因为“与运算”要求所有条件都满足 D. 门会发出报警声，但不影响开门 1.在控制系统中，“与运算”的规则可以描述为： A. 只要有一个输入条件为真，输出就为真 B. 只有所有输入条件都为真时，输出才为真 C. 输入条件为真时，输出为假 D. 输入条件为假时，输出为真 解析：这是“与运算”最核心的逻辑规则。我们可以用一个简单的口诀来记：“全真才真，一假则假”。 1.答案：B 智慧挑战 解析：这个门禁系统的规则就是“与运算”——两个条件（校园卡有效且指纹匹配）必须同时为真，输出（开门）才为真。 2.答案：C 兴趣园地 PART SIX 兴趣园地 合理运用“与”运算，可以解决一些生活中具体问题。想一想，楼道灯是在什么情况下点亮，请分别用自然语言和系统方框图来表述。 讨论 楼道灯点亮的条件是：同时满足“光线较暗”和“有人经过（触发人体感应）”这两个条件，只有当这两个条件都成立时，楼道灯才会点亮；只要有一个条件不满足，灯就不会亮。 自然语言表述 光线传感器 人体传感器 结果为真 楼道灯亮 与 系统方框图 小丽家里种植了一盆绿萝，在20~25℃的适宜温度范围内，土壤湿度保持在60%左右，绿萝才能够茂盛生长。请你利用本节课学习的有关知识，帮小丽设计一个自动灌溉系统，说一说它需要运用什么运算，并分别用自然语言和系统方框图来表述。 兴趣园地 讨论 当同时满足以下两个条件时，系统启动自动灌溉： 1. 温度条件：环境温度在 20~25℃ 的适宜范围内。 2. 湿度条件：土壤湿度低于设定的下限阈值 20%。 只要有一个条件不满足，系统就不会进行灌溉。 温度传感器 湿度传感器 结果为真 灌溉水泵/喷头开启 与 自然语言表述 系统方框图 谢谢 下节课见！ Thanks！ $