开关量的“或”“非”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 5 开关量的“或” “非”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“或”“非”运算在日常生活中的应用。 能结合控制系统实例分析“或”“非”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: 汽车的车锁系统的各个功能是如何实现的呢？ 新知探求 PART THREE 在控制系统中，经常会遇到只要满足多个条件中的一个即可触发系统工作的情况，能够实现这种功能的逻辑运算被称为“或”运算。 新知探究 “或”运算 “或”“或者……或者……”“要么……要么……就……”来表示 开锁过程：用机械钥匙开锁或智能钥匙即可远程开锁 用机械钥匙开锁 汽车行驶中 “或”运算 车锁打开 “或”运算的运算规则：多个条件中的一个即可 新知探究 生活中的需要进行“或”运算的事件 事件 “或”运算的描述 进出教室有两个门：前门和后门 手机解锁：输入密码、指纹识别和人脸识别 乘坐公交：刷公交卡、扫码付款 ……（请你举例） 进出教室，可以走前面或后门 手机解锁方式可以输入密码或指纹识别或人脸识别打开 乘坐公交可以刷公交卡或扫码支付上车 新知探究 汽车车锁系统逻辑运算表 条件1 （是否使用智能钥匙） 条件2 （是否使用机械钥匙） 判断结果 （是否打开） 是否满足 开关量1 是否满足 开关量2 开关量3 执行结果 满足 真 满足 真 真 满足 真 不满足 假 真 不满足 假 满足 真 真 不满足 假 不满足 假 假 打开 打开 打开 不打开 汽车车锁系统通过检测是否使用智能钥匙形成开关量1，检测是否使用机械钥匙形成开关量2，利用“或”运算计算形成开关量3，根据开关量3对应的值对系统进行控制。 模拟搭建汽车车锁系统时，可以用按键A和按键B分别模拟汽车的智能钥匙和机械钥匙，通过逻辑运算，判定车辆是否开锁，当条件满足时车锁打开。 新知探究 智能车锁除了可以用多种方式开锁，还有一个很重要的功能，那就是在车门未关闭时，通过图标及时提醒驾驶员和乘客，防止事故发生。 通过分析不难看出，在这个控制系统中，条件为“车门是否关闭”，运算结果为“提示灯是否亮起”。当“车门关闭”（真)时，“提示灯不亮”(假)；当“车门未关闭”(假)时，“提示灯亮起”(真)。这种输出结果需要对条件结果“取反”的逻辑运算被称为“非”运算。 “非”运算的运算规则：将得到的条件结果 “取反” 新知探究 用表格对车门提示系统中“非”运算如下： 条件（是否关闭） 运算结果（是否提醒） 是否满足 开关量1 开关量2 执行结果 满足 真 假 不满足 假 真 提醒 不提醒 汽车的每个车门处都安装了车门感应开关，当车门打开时，开关会弹起；当车门关闭后，开关被按下。汽车会检测每一个车门的开关情况，通过检测车门是否关闭生成开关量1，利用“非”运算生成新的开关量2，根据开关量2的值对系统进行控制，会出示图标提醒驾驶员。 新知探究 模拟车门提示系统时，可以用按钮作为车门感应开关，红灯作为车门开关提示灯。 使用积木进行逻辑运算示例程序如下，验证结果 新知探究 开关量的运算包括“与”运算、“或”运算和“非”运算，根据不同的规则实现输入量的变化。 逻辑运算 “与”运算 “或”运算 “非”运算 都“真”才真 有“假”则假 有“真”则真 都“假”才假 遇“真”则假 遇“假”则真 智能化灯光管理系统是一种可以进行自动控制的灯光系统。通过网络、传感器和计算机等技术进行数据的采集、分析和处理，实现灯光的智能调控和灵活运作，提高照明的质量和效率，减少灯光污染和能源浪费。智能化灯光管理系统可以满足不同灯光需求和使用场景，比如在小区景观灯系统中，可以实现根据不同情境和时间的需要，自动调整照明的亮度、色温和视觉效果，达到节能环保、时尚美观、生态养生、舒适优雅的目的。 智能化灯光管理系统的工作原理是由电源、传感器、控制器和执行器组成的。首先，电源将电能转化为灯光能量，然后传感器将环境的信息(如亮度、温度、人流量等)传输到控制器。接下来，经过控制器对环境信息的处理和逻辑判断，产生控制信号，通过执行器控制灯光的开关、亮度和色温等参数的调整。在具体的实现过程中，智能化灯光管理系统可以运用多种技术，包括无线通信技术、智能算法、云计算技术等，以实现更便捷、高效和智能化的操作。 此外，室外智能照明系统还可通过手机App、PC客户端、智能控制面板、无线网络等多种形式来控制照明设备的工作状态和照明情况，包括开关灯时间、开灯数量、亮灯效果、场景设置及切换等，满足个性化照明需求，以及人们对庭院功能和品质要求。 新知探究 智能化灯光管理系统 知识总结 PART FOUR 知识总结 控制系统中开关量的“或”“非”运算规则 生活事件中的“或”“非”运算迁移到控制系统中的“或”“非”运算 智慧挑战 PART FIVE 2.某工厂的报警系统设计为：当检测到烟雾时，报警器响起。但工程师增加了一个“手动关闭”按钮，只要按下这个按钮，即使有烟雾，报警器也不会响。这个“手动关闭”按钮在系统中起到什么作用？ A. 与运算——与烟雾检测共同决定 B. 或运算——与烟雾检测共同决定 C. 非运算——对报警信号进行取反 D. 没有作用 1.某自动售货机的支付规则是：可以投硬币，也可以扫码支付，两种方式任意一种成功，商品就会出货。这个规则体现了什么逻辑？ A. 与运算——两种方式必须同时用 B. 或运算——任意一种方式成功即可 C. 非运算——不能用硬币 D. 异或运算——只能用一种 解析：售货机的设计给用户提供了多种选择。只要硬币支付成功（条件A为真）或者扫码支付成功（条件B为真），出货电机就会启动。 1.答案：B 智慧挑战 解析：正常情况下，报警规则是“有烟雾→报警”。但加入了手动关闭按钮后，规则变成了：如果手动关闭按钮被按下，那么即使有烟雾，也不报警。这相当于把原来的报警信号（有烟雾时应报警）给“反转”了。 2.答案：C 兴趣园地 PART SIX “或”运算 兴趣园地 小区的门禁系统用到了许多基本逻辑运算，请找出一个你喜欢的逻 辑运算，说一说它是如何运行的。 讨论 如果只刷了门禁卡但密码输错，或者只输入了密码但没有有效门禁卡，只要有一个条件不满足，门禁就不会打开。 “与”运算 小区大门可以用门禁卡、人脸识别或指纹识别任意一种方式打开。 当门禁系统检测到非法闯入时，自动触发报警并锁定大门。 “非”运算 “非”运算看似简单，但它是一种非常常用的逻辑运算。请以手机展厅中的手机防盗系统为例，说一说“非”运算是如何运行的。 兴趣园地 讨论 手机展厅的防盗报警系统，其运行逻辑可以表述为： 当手机正常连接在防盗底座上（条件为真）时，报警器不响（结果为假）。 当手机被人从防盗底座上取下（条件为假）时，报警器立即响起（结果为真）。 自然语言表述 运行过程 正常状态：手机通过触点或线缆与防盗底座保持连接，系统检测到“连接正常”的信号（真）。根据“非”运算，系统判定为安全状态，报警器保持关闭。 异常状态：当手机被取下，连接中断，系统检测到“连接中断”的信号（假）。根据“非”运算，系统判定为危险状态，触发报警器。 这种“非”运算的应用，使得防盗系统能够在手机脱离正常状态时，立刻做出反应，有效保护展品安全。 谢谢 下节课见！ Thanks！ $