第2课《智能家居背后的技术原理—小程序控制开关灯》教案-2025-2026学年清华版（贵州）信息技术五年级下册

该教案聚焦智能家居四大核心组成及“感知—传输—处理—控制”技术链路，通过回顾旧知智能灯光功能，结合教材情境图提问“小程序为何能控制灯开关”，衔接上节课“认识智能家居”，搭建从感性认知到原理探究的学习支架。 以生活化案例和流程图为载体，采用“自主阅读—类比解读—流程拆解—对比实践”教学方法，落实信息意识（识别核心组成）、计算思维（梳理控制逻辑）、数字化学习与创新（绘制流程图），帮助学生理解抽象原理，为教师提供可操作的探究式教学路径，提升课堂实效。

《智能家居背后的技术原理—小程序控制开关灯》教案-2025-2026学年清华版（贵州）（新）小学信息技术五年级下册 1、 教材分析 本课选自清华版（贵州）新教材小学信息技术五年级下册第三单元《智能家居——小程序实现智能控制》，是单元核心原理课，承接上节课“认识智能家居”的内容，聚焦“智能家居如何实现智能控制”这一核心问题，为后续小程序编程实践奠定原理基础。教材以“小程序控制开关灯”为具象案例，贴合五年级学生认知，从生活化场景切入，先拆解智能家居的核心组成部分，再以“控制灯光”为线索，配套流程图、示意图，详细讲解“感知—传输—处理—控制”的完整技术链路，最后简单介绍小程序的控制作用，逻辑清晰、图文并茂，兼顾知识性、逻辑性与实践性，帮助学生从“认识智能设备”上升到“理解技术原理”，构建智能家居技术的认知体系，是培养学生计算思维与技术探究能力的关键内容。 2、 学情分析 五年级学生已在上节课认识了智能家居的设备、优势与特征，对“智能控制”有感性认知，具备进一步探究技术原理的认知基础。他们好奇心强，对“设备为什么能远程控制”“小程序怎么指挥设备”等问题充满探究欲，喜欢具象化案例、流程图拆解和简单模拟操作。但学生抽象思维较弱，对“传感器、无线通信、控制指令”等抽象概念理解难度较大，难以自主梳理“设备—网络—控制端”的完整数据流向；同时，学生对小程序仅有“手机软件”的表层认知，需借助教材示意图、生活化类比、简单案例拆解知识，降低理解难度，贴合其“具象感知—逐步抽象—逻辑梳理”的认知规律。 3、 核心素养目标 1. 信息意识：了解智能家居的核心组成部分（感知设备、网络设备、控制终端、执行设备），知道小程序是智能家居的控制终端之一，能说出小程序控制灯光的核心作用，感知技术原理与生活应用的关联。 2. 计算思维：通过解读教材案例与流程图，梳理智能家居“感知—传输—处理—控制”的完整技术链路，能用简单流程图或文字描述小程序控制开关灯的步骤，初步建立“指令—传输—执行”的逻辑思维。 3. 数字化学习与创新：学会观察教材示意图、流程图，提取关键技术信息，通过小组讨论、案例拆解、模拟操作，探究智能家居控制原理，提升自主探究与逻辑表达能力。 4. 信息社会责任：了解智能家居技术的核心逻辑，体会科技创新的严谨性与实用性，树立合理使用智能控制技术、规范操作智能设备、保护家庭网络安全的意识。 4、 教学重难点 1. 教学重点：掌握智能家居的四大核心组成部分，理解小程序控制开关灯“指令发送—数据传输—设备执行”的基本过程。 1. 教学难点：理解“传感器感知状态”“无线通信传输数据”的抽象原理，理清控制终端、网络、执行设备三者之间的数据流向。 5、 教学过程 （1） 情境导入：回顾旧知，提出疑问 师：同学们，上节课我们认识了神奇的智能家居，谁能快速回忆一下，智能家居里的智能灯光有什么神奇功能？ 生1：能手机控制开关、调节亮度和颜色！ 生2：能语音控制，还能自动开关！ 师：大家记得真清楚！那老师有一个疑问，教材第17页的情境图里，小明在手机上打开小程序，轻轻一点，家里的智能灯就亮了；再一点，灯就灭了。大家想想，手机里的小程序，为什么能指挥家里的灯开关？这个过程背后藏着什么技术秘密呢？ 生1：是不是小程序和灯之间有“隐形的电线”？ 生2：是不是通过网络把指令传过去的？ 生3：是不是有什么“小信使”帮着传递命令？ 师：大家的猜测很有道理！这些“隐形的连接”“传递命令的过程”，就是智能家居背后的技术原理。（板书课题：智能家居背后的技术原理——小程序控制开关灯）今天我们就一起解开这个秘密，看看小程序是怎么“指挥”灯光工作的，读懂智能家居的技术密码。 设计意图：通过回顾上节课智能灯光功能，结合教材情境图提出核心疑问，激活学生好奇心，自然引出课题，让学生带着问题进入新知探究，激发学习主动性，同时衔接新旧知识，构建连贯认知逻辑。 （2） 新知探究一：教材解读——智能家居的四大核心组成 师：要解开技术秘密，我们首先要知道，一套完整的智能家居系统，由哪些关键部分组成？请同学们翻开教材第18页，认真阅读“智能家居的核心组成”部分，观察示意图，找出四大核心组成部分，看完后和同桌互相说一说。 （学生自主阅读教材，观察示意图，同桌交流） 师：好，时间到！谁能结合教材示意图，说说智能家居的四大核心组成部分是什么？ 生1：有感知的设备、控制的设备！ 生2：教材里写了，有感知设备、网络设备、控制终端、执行设备！ 师：说得完全正确！教材第18页清晰标注了四大核心组成，我们逐一解读，结合生活中的例子理解： 1. 感知设备（“眼睛和耳朵”） 师：教材里说，感知设备就像我们的眼睛、耳朵，负责感知环境和设备的状态。比如智能灯光里的光线传感器，能感知环境亮暗；智能门锁的指纹传感器，能感知指纹信息。 师：谁能说说，除了光线传感器，智能家居里还有哪些感知设备？ 生：温湿度传感器、人体传感器、门窗传感器！ 2. 网络设备（“传输信使”） 师：教材里的网络设备，就是Wi-Fi、蓝牙、路由器这些，负责传递数据和指令，就像“信使”一样，把控制终端的命令传给执行设备，再把执行设备的状态传回控制终端。 师：为什么智能家居离不开网络设备？ 生：没有网络，命令传不过去，设备就没法被远程控制！ 3. 控制终端（“指挥中心”） 师：控制终端是我们操作的设备，也是“指挥中心”，教材里提到手机小程序、智能音箱、平板都是控制终端，我们通过它们发送控制指令，比如用小程序点“开灯”，就是发送了“开灯”的命令。 师：上节课我们认识的智能音箱，属于哪个部分？ 生：控制终端！因为它能语音发送命令，指挥设备工作！ 4. 执行设备（“行动手脚”） 师：执行设备就是我们控制的对象，负责接收指令、完成动作，就像我们的手脚。教材里的智能灯光、智能空调、智能门锁都是执行设备，接收“开灯”指令就亮，接收“开空调”指令就启动。 设计意图：紧扣教材核心组成示意图与文字说明，通过“自主阅读—师生问答—生活化类比”，拆解四大核心组成部分，用“眼睛耳朵、信使、指挥中心、手脚”等类比简化抽象概念，贴合五年级学生认知，落实“掌握核心组成”的教学重点。 （3） 新知探究二：教材拆解——小程序控制开关灯的完整过程 师：我们已经认识了智能家居的四大核心组成，现在我们聚焦最熟悉的“小程序控制开关灯”，看看这四个部分是怎么配合工作的。教材第19页给我们画了详细的流程图，我们一步一步拆解这个“指挥与执行”的过程。 （教师引导学生观察教材第19页流程图，标注四个核心环节） 师：教材里把这个过程分成了四个关键步骤，我们跟着流程图走一遍： 1. 第一步：控制终端发送指令（小程序发命令） 师：大家看流程图第一步，我们打开手机上的智能家居小程序，点击“开灯”按钮。教材里写了，这时候控制终端（手机小程序）就生成了“开灯”的控制指令，准备发送出去。 师：谁能说说，我们点击小程序按钮，这个动作的目的是什么？ 生：给灯光发送“打开”的命令，让灯光亮起来！ 2. 第二步：网络设备传输指令（信使传命令） 师：流程图第二步，手机连的Wi-Fi（网络设备）收到小程序的“开灯”指令，通过无线通信技术（Wi-Fi信号），把指令变成数字信号，远程传输给智能灯光。 师：教材里说的“无线通信”，和我们学过的物联网数据传输一样吗？ 生：一样！都是通过Wi-Fi、蓝牙传数据，不用电线！ 3. 第三步：感知设备确认状态（传感器查情况） 师：流程图第三步，智能灯光里的**光线传感器（感知设备）**先感知当前状态——灯是关着的，同时确认网络信号正常，准备执行指令。 师：为什么需要传感器确认状态？ 生：避免重复命令！如果灯已经亮了，就不用再执行“开灯”指令了！ 4. 第四步：执行设备完成动作（灯光亮起来） 师：流程图最后一步，智能灯光（执行设备）收到指令，确认状态后，电路接通，灯光亮起；如果点击“关灯”，电路断开，灯光熄灭。同时，灯光会把“已开灯”的状态，通过网络传回小程序，我们在手机上就能看到灯已经亮了。 师：现在我们把这四个步骤连起来，谁能看着教材流程图，完整说说小程序控制开灯的过程？ 生：第一步，手机小程序点“开灯”，发送指令；第二步，Wi-Fi把指令传给智能灯；第三步，灯光里的传感器确认灯是关的；第四步，灯光接通电路亮起来，还把状态传回小程序！ 师：说得完整又准确！和教材里的流程完全一致。简单总结就是：小程序发指令→Wi-Fi传指令→传感器查状态→灯光执行动作，这就是小程序控制开关灯的技术密码。 设计意图：深度解读教材核心案例流程图，将抽象的控制过程拆解为四个具象环节，结合教材文字细节与生活化提问，逐一突破“指令传输、传感器确认”等难点，用学生易懂的语言解释原理，落实“理解控制过程”的教学重点，培养学生逻辑思维。 （4） 新知探究三：对比深化——传统控制与智能控制的区别 师：我们已经读懂了小程序控制灯光的原理，现在大家小组讨论一下，结合教材第20页的对比表格，想想用小程序控制灯光，和我们手动按开关控制灯光，有什么不一样？ 从控制方式、控制距离、是否智能三个方面梳理，每组填好教材表格。 （学生小组讨论，填写教材对比表格，教师巡视指导） 师：好，哪个小组愿意分享你们的对比结果？ 小组1：控制方式不一样！手动是按开关，智能是手机小程序、语音控制！ 小组2：控制距离不一样！手动只能在灯旁边，智能可以远程控制，离家也能开关灯！ 小组3：智能控制更智能，能定时、能和其他设备联动，手动不行！ 师：总结得太精准了！和教材第20页的对比结果完全一致，我们用表格清晰梳理： 对比维度 手动开关控制灯光 小程序智能控制灯光 控制方式 手动按物理开关 手机小程序、语音 控制距离 仅限灯光旁（近距离） 不限距离（远程控制） 智能程度 只能开关，无附加功能 可定时、可联动、可查状态 师：大家思考一下，教材里为什么说“小程序控制是智能家居的核心控制方式”？它最大的优势是什么？ 生1：方便！不用跑过去按开关，手机一点就行！ 生2：灵活！远程也能控制，还能定时，特别智能！ 生3：能联动！和其他智能设备配合，比如开灯后空调自动开！ 设计意图：结合教材对比表格，通过小组讨论对比传统与智能控制，深化学生对智能控制原理与优势的理解，强化“远程控制、智能联动”的核心认知，同时培养学生对比归纳能力。 （5） 巩固提升：教材实践——绘制控制流程图 师：现在我们来完成教材第20页的“实践任务”：请大家回忆今天学的知识，绘制“小程序控制关灯”的流程图，标注清楚每个环节的名称和作用，参考教材第19页的开灯流程图，独立完成，完成后和同桌互相讲解你的流程图。 （学生独立绘制流程图，教师巡视指导，帮助有困难的学生梳理环节顺序） 师：好，时间到！谁愿意上台展示自己的流程图，给大家讲解小程序控制关灯的过程？ 生：我画的关灯流程图！第一步，手机小程序点“关灯”，发送指令；第二步，Wi-Fi把指令传给智能灯；第三步，传感器确认灯是亮的；第四步，灯光断开电路熄灭，把状态传回小程序！ 师：讲解得逻辑清晰、环节完整，完全掌握了教材里的技术原理，还能举一反三推导关灯流程，非常棒！ 设计意图：紧扣教材实践任务，通过动手绘制关灯流程图，巩固学生对智能控制四个环节的掌握，强化逻辑思维，同时通过讲解交流，提升语言表达能力，落实数字化学习与创新素养。 6、 课堂小结 师：同学们，今天这节课我们一起学习了《智能家居背后的技术原理——小程序控制开关灯》，谁能和老师一起回顾一下，我们都学到了哪些核心知识？ 生1：我们知道了智能家居有感知设备、网络设备、控制终端、执行设备四大核心组成！ 生2：我们读懂了小程序控制开关灯的完整过程：小程序发指令→Wi-Fi传指令→传感器查状态→灯光执行动作！ 生3：我们区分了手动控制和智能控制的不同，知道智能控制能远程、更智能！ 生4：我们还绘制了关灯流程图，掌握了智能家居控制的基本逻辑！ 师：大家总结得太全面、太有条理了！今天我们通过解读教材、拆解流程图、对比分析、绘制实践，解开了智能家居的技术密码，理解了小程序控制灯光的原理，明白了智能家居“万物互联、智能控制”的核心逻辑。这些技术原理是智能家居神奇功能的基础，也为我们后续学习小程序编程、亲手设计控制指令打下了关键基础。下节课我们将走进小程序编程世界，动手尝试编写简单的控制指令，真正实现“自己设计智能控制”，一起期待吧！ 2 学科网（北京）股份有限公司 $