内容正文:
湘科版《信息科技》六年级上册 · 单元主题三
节约能源管理员
活动二 节能路灯与逻辑运算控制
与、或、非:让路灯学会聪明思考
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LEARNING GOALS
学习目标
识
认识声音传感器
知道它怎么把声音变成信号
析
理解逻辑运算
认识与、或、非三种运算
用
设计控制方案
让路灯该亮才亮、节约用电
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2
单元导入
聪明的楼道灯
人来了灯亮,人走了灯灭
傍晚走进楼道,
灯就自动亮起来;
它自己知道
什么时候该亮吗?
一起请出我们的节能小管家。
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活动背景
路灯的电,去哪儿了?
1
白天亮着
路上没人,灯却一直亮
2
深夜还亮
后半夜没行人,白浪费电
3
全靠人管
开关灯靠人工,又累又漏
想一想:怎样让路灯不用人管,
还能自己省电?
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4
核心问题
怎样让路灯 该亮才亮?
天黑了,灯要亮;有行人来,灯更要亮。
天黑 → 光线暗
有人 → 有声音
两个条件一起判断
答案,藏在一种叫 逻辑运算 的思考方法里。
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核心知识
声音传感器:系统的“耳朵”
原理:声振感应
捕捉环境中的声波,
把声音变成电信号,
设备就能“听见”世界。
声音大,信号强。
独立的声音传感器模块
它替我们“听”周围的变化。
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信息链接
声音是怎么变成信号的?
声波
→
声音传感器
→
电信号
就像话筒录音:声音进去,电信号出来。
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动手观察
主控板上,它在哪?
有的主控板自带声音传感器
两种用法都可以:
用独立传感器模块,
或用主控板上集成的那一个。
先认识它,再连接它。
找到“耳朵”,是听懂世界的开始。
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探究实践
拍拍手,看看读数变化
安静、说话、拍手,读数大不同
做三件事:
保持安静,记下数值;
轻声说话,记下数值;
用力拍手,记下数值。
比一比,发现了什么?
声音越大,读数越大。
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思维进阶
逻辑运算:让机器会思考
传感器只负责收集信息,怎么用这些信息做决定,
靠的是逻辑运算。
与 AND
两个条件都满足
或 OR
满足其中一个
非 NOT
把条件反过来
三种运算,三种思考方式。
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任务核心
声光控路灯,怎么判断?
感知声音
→
比较条件
→
决定开关灯
亮灯条件:环境光线暗 且 有声音
两个条件同时满足,灯才亮。
这就是“与”运算在控制中的应用。
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新知讲解
“与”运算:全真才真
规则
所有条件都为真,
结果才为真;
有一个为假,
结果就是假。
条件一
条件二
结果
真
真
真 ✓
真
假
假
假
真
假
假
假
假
像一道双保险:缺一个都不行。
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理解关键
两个条件,缺一不可
两块拼图合上,灯才亮
白天有人拍手 → 不亮
夜里没声音 → 不亮
夜里有人走过 → 亮!
省电的秘密:不让灯白白亮。
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新知讲解
“或”运算:一真即真
规则
只要有一个条件为真,
结果就为真;
全部为假,结果才为假。
条件一
条件二
结果
真
真
真 ✓
真
假
真 ✓
假
假
假
手机能亮屏:按键“或”触屏,都行。
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新知讲解
“非”运算:反过来想
规则
只有一个输入,结果总与条件相反:真变假,假变真。
输入
输出
真
假
假
真
像紫外线消毒灯:有“非”把关,人不能进。
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模型成型
一个会“想”的路灯
天黑有人来,灯亮迎行人
用声音传感器,
配上光线条件,
“与”运算把它们连起来:
全满足,才亮灯。
这就是逻辑控制的力量。
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小组活动
我们来设计节能路灯
四人一组,边想边记
讨论清单:
① 用到哪些传感器?
② 亮灯条件是什么?
③ 用到哪种逻辑运算?
④ 怎样做到更省电?
想清楚了再动手,方案会更好。
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展示分享
把成果讲给同学听
我们的条件
什么时候亮灯
选的运算
为什么选它
遇到的问题
怎么解决的
还能怎么改
让它更省电
讲得清楚,方案才算真的成立。
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拓展延伸
感应方式,不止一种
商场自动门:超声波感应
判断“有没有人”,
可以有很多办法:
声音传感器、人体红外,
还有超声波传感器。
解决问题的方法,通常不止一种。
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生活链接
逻辑运算就在身边
门关好 且 水够了,才启动
洗衣机:关门 且 水位够
→ 用了“与”
生产线:过热 或 超压就停
→ 用了“或”
消毒灯:无人才开
→ 用了“非”
处处留心,处处都是逻辑。
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课堂小结
今天我们学会了什么
感知工具
声音传感器:声波变电信号
三种运算
与:全真才真 或:一真即真 非:取反
控制逻辑
光线暗 且 有声音 → 路灯亮
节能智慧
条件不满足就不亮,省电又聪明
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学习评价
我学会了吗?
能说出声音传感器的作用
声波→电信号
能说出三种逻辑运算的规则
与 · 或 · 非
能写出声光控路灯的条件
暗 且 有声音
能和同伴合作完成设计方案
倾听与表达
和同桌说说:你还想给哪些灯装上“逻辑”?
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知识梳理
一张图记住这节课
节能路灯
逻辑控制
耳朵
声音传感器
规则
与·或·非
条件
暗 且 有声
目标
该亮才亮更省电
耳聪目明 + 会思考 = 节能小管家
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拓 展 视 野
绿色城市,从一盏路灯开始
一盏聪明的路灯,
一年能省下不少电;
千万盏一起省,
就是一座会呼吸的城市。
技术,让能源更有归宿。
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课后任务
把逻辑带回生活
图书馆借书要用到哪些运算?
1
看一看
找找家里的声光控设备
2
想一想
借书流程里的逻辑运算
3
试一试
改进你的路灯控制方案
下节课,我们听听你的发现。
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