第二单元第4节《智能灯光系统的设计》教学设计-2026-2027学年川教版信息科技六年级上册

第二单元 智能家居细分析 第4节《智能灯光系统的设计》教学设计 ——2026-2027学年川教版（2024）信息科技六年级上册 一、教学基本信息 课题 智能灯光系统的设计 年级 六年级（上册） 课时 1课时 课型 设计实践课 教材版本 川教版（2024）信息科技 授课学期 2026—2027学年 所属单元 第二单元 智能家居细分析 授课教师 ＿＿＿＿＿＿ 二、教材分析 本课是川教版（2024）信息科技六年级上册第二单元的第4节，也是整个第二单元的综合实践课。在学生已经学习了系统概念、工作过程、输入输出、计算环节、智能家居子系统、信息系统组成和计算机控制系统三组成的基础上，教材引导学生综合运用所学知识，小组合作设计一个教室智能灯光系统。本课要求学生回答三个核心设计问题——什么时候灯自动亮、什么时候调暗、人走后多久关灯，并画出系统框图。本课是对整个第二单元知识的综合应用，也是培养学生数字化学习与创新能力的重要载体。 三、学情分析 六年级学生通过前三课的学习，已经掌握了智能家居信息系统的组成和计算机控制系统的三组成，具备分析现有系统的能力，但独立设计一个新系统还是第一次。学生对设计活动充满兴趣，但容易停留在想法层面而忽略用框图清晰表达设计方案。学生小组合作经验丰富，但设计时可能出现分工不均、只画图不说明理由等问题，需要教师提供设计模板和评价标准支架。 四、教学目标（基于2022版信息科技课程标准核心素养） ● 信息意识：通过设计教室智能灯光系统，综合运用所学信息系统知识解决真实问题，能主动从节能、舒适、方便等多角度思考灯光控制需求。 ● 计算思维：能综合运用传感器、控制器、执行器三组成分析方法，设计一个完整的教室智能灯光系统方案，并清晰画出系统框图。 ● 数字化学习与创新：能以小组合作方式，借助设计模板和学习单完成从需求分析、方案设计到框图绘制的完整设计过程，并能在展示中清晰表达设计思路。 ● 信息社会责任：在设计中考虑节能和环保，体会智能控制系统在节约用电、保护地球资源中的作用，增强节能减排和公共资源合理利用的意识。 五、教学重难点 【教学重点】综合运用三组成分析方法，设计一个教室智能灯光系统方案，并画出完整的系统框图。 【教学难点】把设计需求转化为具体的传感器选择、控制器规则设定和执行器动作方案，并画出逻辑清晰、信息完整的系统框图。 六、教学准备 多媒体课件（含教室场景图、三种智能灯光方案范例图、设计评价标准表） 《教室智能灯光系统设计单》每生1份（含需求分析区、方案设计区、框图绘制区） 小组大白纸4张、彩色马克笔 磁吸式三组成标签和箭头卡片 计时器一个（用于控制各环节时间） 七、教学过程 教学环节（时长） 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入：教室灯的烦恼 （3分钟） 教师讲述情境：同学们，我们教室现在的灯是怎么开的？放学后经常发现灯还亮着，没人关；阴天的时候教室里光线不够亮，晴天又太亮刺眼；投影的时候前排灯太亮看不清屏幕。提问：如果我们的教室灯能自己变聪明，你希望它怎么做？板书课题——智能灯光系统的设计。 听情境，自由发言：希望灯天黑了自动亮、人走了自动关、投影的时候自动调暗、光线够的时候自动不开。初步明确设计需求。 用学生每天身处的教室场景导入，让设计任务真实可感；通过列举灯的烦恼，帮助学生明确设计要解决的问题，激发设计动机。 新知支架：设计三问 （7分钟） 教师引导学生梳理设计思路，提出设计三问：第一问——什么时候灯自动亮？（传感器检测什么？如人来了、天黑了）第二问——什么时候灯调暗？（什么情况下？如投影时、阳光强时）第三问——人走后多久关灯？（控制器设定什么规则？如没人后5分钟关灯）教师在黑板上写出三问，并请学生说一说每一问对应三组成中的哪个部分。 跟随教师梳理设计三问，在学习单上记录：第一问对应传感器和控制器；第二问对应传感器和控制器；第三问对应控制器的规则设定。初步形成设计框架。 用设计三问给学生提供清晰的设计支架，避免设计活动无序；把三问和三组成对应起来，帮助学生把新知识迁移到设计任务中。 小组设计：我们的智能灯光系统 （12分钟） 布置设计任务：每组在大白纸上完成教室智能灯光系统设计方案，包含三部分——①需求分析：写出本组设计要解决哪几个灯的烦恼；②方案设计：回答设计三问，写明用什么传感器、控制器按什么规则、执行器做什么动作；③系统框图：用方框和箭头画出从传感器到执行器的完整信息流。教师巡视指导，提醒学生分工——一人写需求、一人设计方案、一人画框图、一人准备讲解。 小组合作完成设计方案。例如：需求是没人关灯、投影调暗、阴天自动亮；方案是人体红外传感器检测有没有人、光敏传感器检测光线强弱、控制器设定人走5分钟后关灯、投影时前排灯调暗50%；框图画出传感器→控制器→执行器的完整流程。 给学生充分的设计时间，让他们在动手实践中综合运用三组成知识；分工要求确保每位同学都参与；设计三问和框图要求确保方案完整可评。 方案展示：我们的灯光我设计 （10分钟） 请每组派代表上台展示大白纸，讲解本组设计方案：解决了什么问题、用了什么传感器、控制器设了什么规则、框图怎么走。教师引导其他组按照设计评价标准提问：你们为什么选这种传感器？人走后为什么是5分钟不是2分钟？投影时灯调暗多少？ 代表上台讲解2分钟；其他组同学按照评价标准提问和评价，例如：你们的光敏传感器放在哪里？放在窗边还是教室中间？如果窗外有树影晃动会不会误判？在互评中完善方案。 用展示和互评代替教师单向评价，让学生在提问和答辩中深化设计思考；评价标准引导学生关注设计的合理性和细节，而非只看创意。 总结拓展：从设计到现实 （5分钟） 教师引导全班回顾：今天我们综合运用了系统概念、输入输出、计算环节、信息系统组成、三组成等知识，完成了教室智能灯光系统的设计。教师总结：好的设计要考虑真实需求、合理选择传感器、设定明确规则、画出清晰框图。教师拓展：课后同学们可以把设计方案讲给爸爸妈妈听，也可以思考家里的灯光还可以怎样智能化。布置分层作业。 认真听总结，回顾整个第二单元学过的知识，记录课后作业。对把设计方案变成现实产生兴趣。 结构化总结本课设计过程，同时回顾整个单元知识脉络；拓展环节引导学生把课堂设计延伸到家庭生活，培养持续创新意识。 八、板书设计 主板书居中：第二单元 智能家居细分析 第4节 智能灯光系统的设计（设计实践课） 设计三问： ① 什么时候自动亮？——传感器检测人/光线 ② 什么时候调暗？——投影时/强光时 ③ 人走后多久关？——控制器设规则（如5分钟） 系统框图： 传感器 → 控制器 → 执行器 （人体红外/光敏） （设定规则） （灯亮/暗/关） 九、作业设计（分层） 【基础作业】（全体必做） 在作业本上画出你设计的教室智能灯光系统框图，标注传感器、控制器、执行器分别是什么，并写出至少2条控制器规则。 【拓展作业】（学有余力选做） 把你的教室智能灯光设计方案讲给家人听，请家人提出改进建议，下节课带来交流；有兴趣的同学还可以思考：如果设计一个卧室智能灯光系统，和教室有什么不一样？ 十、教学反思 本课作为单元综合实践课，学生设计热情很高，大部分小组能完整画出三组成框图。不足在于：部分小组在控制器规则设定上过于粗略，例如只写人走了就关灯而没有写具体几分钟、什么条件触发，下次教学可在设计支架中给出规则示例——当人体红外传感器连续5分钟检测不到人且光敏传感器检测到光线充足时，控制器发出关灯指令，让学生看到规则要写得具体可执行；另外展示环节时间偏紧，下次可把设计时间从12分钟调到10分钟，给展示多留2分钟。 学科网（北京）股份有限公司 $