第二单元 第四节《智能灯光系统的设计》教学设计-2026-2027学年信息科技六年级上册川教版

学科小学信息科技 授课年级六年级 教学设计 课题 小学信息科技川教版新教材六年级上册第二单元智能家居细分分析第四节《智能灯光系统的设计》 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 一、单元与课时定位：本课是川教版（新教材）小学信息科技六年级上册第二单元《智能家居细分分析》的第四节（教材第51—56页），也是本单元最后一节，承担单元整合与单元评价（教材第56页）。 二、核心内容及素养价值：核心是教材第51—52页的智能灯光系统概念与功能表（自动开关、亮度调节、声音控制、远程控制），以及第53—55页“动手实践·做一做”的三项任务——把系统划分成子系统或模块、绘制系统层次图、绘制工作流程图。学生把本单元学的拆分、组合、层次、流程、控制关系统一到一次完整设计上，发展计算思维中的系统设计与表达能力和数字化学习与创新中的方案表达能力。 三、蕴含的正确价值观念：正确使用灯光可以保护视力；好的设计既要满足功能需求，也要考虑节能环保、便于维护与数据安全。 四、与已学内容的关联：综合运用第一节的拆分与层次、第二节的信息系统五要素与工作过程、第三节的计算机控制系统结构与反馈，形成一次完整的项目式设计。 2.学习者分析 一、已有学习经验与知识储备：已掌握系统层次图与系统方框图的画法，能用“输入—计算—输出”描述流程，会用表格记录功能与作用。 二、学科能力水平：能画图，但图与图之间对不上——层次图里的模块和流程图里的步骤常常不是同一批；设计说明写得较随意，缺少“为什么这样设计”的理由。 三、兴趣与需求：智能灯光与自家照明、教室照明关系密切，愿意为自己家的一个房间或本班教室设计一套灯光方案并说明理由。 四、发展需求与发展路径：从“照着教材画图”走向“自己定义需求、自己拆模块、三张图互相一致”，路径为需求定义—结构设计—流程验证—反思改进。 五、学习本课可能碰到的困难：设计出来的模块与功能表对不上（多出“语音识别模块”却不在功能表里）；流程图里只有一条直线没有判断（人还在就开灯还是人走就关灯）；功能表里的“作用”一栏写成“用来控制灯光”这类同义反复。 3.学习目标及核心素养指向 1. 理解智能灯光系统的概念，能说出它与传统照明的区别，能结合功能表说出自动开关、亮度调节、声音控制、远程控制四项功能各自靠什么实现。 2. 能把一个功能需求拆成若干子系统或模块并写出每个模块的作用，完成教材要求的《智能灯光系统拆表》。 3. 能绘制智能灯光系统的系统层次图与工作流程图，并保证两张图与功能表三者内容一致。 4. 能完成教材“总结反思·评一评”，写出本设计的亮点与改进之处，并完成教材第56页单元评价的六项星级自评。 4.学习重点难点 本课必须让学生完成教材三项任务：拆分表、系统层次图、工作流程图，且三者的模块与步骤必须一一对应。 三张图之间对不上——层次图里的模块在流程图里不出现，流程图里的步骤在拆表里找不到出处；以及功能表的“作用”栏写成同义反复。 5.教学策略选择与设计 教法：项目式学习、任务驱动、问题探究、评价反思 学法：自主学习、合作探究、动手实践、评价展示 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入—为教室设计灯光 教师活动1： 呈现情境：素材为强制性国家标准《中小学校教室采光和照明卫生标准》（GB 7793—2025），由国家疾控局组织修订、国家标准委批准发布，2025年11月1日起正式实施：课桌面维持平均照度不低于300lx、照度均匀度不低于0.7，书写板维持平均照度不低于500lx、均匀度不低于0.8，教室一般照明灯具蓝光危险组别需达到RG0豁免级，并新增频闪效应可视度等指标（来源：央视新闻、国家疾控局等发布解读，2025年9月）。教材第51页正是从“正确使用灯光可以保护视力”引入的。 驱动性问题：教室的灯要满足这些硬指标，谁来决定什么时候开、开多亮？能不能让系统自己判断？ 任务类型：数据阅读、需求提出、方案构思。 思想方法示范：示范把“照度达标”翻译成技术问题——亮度调节；把“保护视力”翻译成自动开关与远程控制。 生成关注与纠错：学生只提“换成更亮的灯”，追问“那谁来决定开和关”。 评价方式与工具：提问即时评价，四项功能各由一组认领。 学生活动1： 阅读标准数据卡片，找出其中与“智能”有关的两条要求（例如课桌面照度不低于300lx对应亮度调节，均匀度不低于0.7对应自动调节），并把它翻译成一条家庭或学校里的真实需求。 每组认领一项功能（自动开关／亮度调节／声音控制／远程控制），写下“实现这项功能，系统至少要能感知到或接收到什么”，形成设计的起点。 活动意图说明：组织与实施意图：用刚生效的国家标准把“设计”放在真实约束上，避免设计沦为自由想象。 预设学生可能出现的障碍：把标准里的照度数值当成产品宣传语；只提功能不提实现条件。 对目标达成与学生发展的意义：为环节三的三个任务提供明确需求来源，使设计有据可依。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：个人读数→组内翻译需求→全班认领四项功能，教师把四项功能写在黑板顶部，作为后续三张图的共同上限。 环节二：读教材—明确设计任务 教师活动2：呈现情境：教材第51—52页“知识积累·学一学”与“集思广益·说一说”，含智能灯光系统的概念（对房屋灯光进行智能控制与管理的系统）、可实现自动开关、亮度调节、远程控制等功能，以及第53页的《智能灯光系统功能表》（教材已填自动开关：能够感应人的活动并自动开关照明灯；远程控制：可以远程控制照明灯的开关）。 驱动性问题：教材给了四项功能，其中“亮度调节”和“声音控制”两项的作用栏空着，我们该怎么填？设计这个系统要完成哪三个任务？ 任务类型：读教材、补表、明确任务。 思想方法示范：示范用“感知到什么—判断什么—做什么”的三问把一项功能拆成模块。 生成关注与纠错：学生把“作用”写成“控制灯光”，示范反问“控制谁、通过什么控制”。 评价方式与工具：功能表填写质量直接进入环节三的拆分表。 学生活动2：阅读教材第51—53页，在《智能灯光系统功能表》上补写“亮度调节”和“声音控制”两行的作用，其余两行读懂后复述一遍。 记下教材第53页列出的三项任务：把智能灯光系统划分成子系统或模块；绘制系统层次图；绘制工作流程图。 齐读教师板书的四问：感知到什么—判断什么—发出什么命令—执行什么动作。 活动意图说明：组织与实施意图：把教材的三项任务讲清楚，把“功能—模块”的推导方法交到手，学生带着方法而不是带着答案去做设计。 预设学生可能出现的障碍：把四项功能当成四个模块；把“作用”栏写空或写同义反复。 对目标达成与学生发展的意义：直接对应目标1、目标2，并为三图一致提供推导依据。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：个人读教材补表→同桌互查（只查“作用”栏有没有说清实现方式）→全班齐读三任务与四问，教师板书定格。 环节三：项目实践—三张图一次做 教师活动3：呈现情境：教材第53—55页“动手实践·做一做”全部内容，含《智能灯光系统拆表》（已给出第一行“环境感知系统—用于检测环境信息，如光线、人体感应等”）、系统层次图作图区（已给出智能灯光系统下挂环境感知系统，环境感知系统下挂光线感应模块、人体感应模块）、工作流程图空白作图区。 驱动性问题：你拆出来的模块与你的工作流程步骤，能不能互相找得到？ 任务类型：小组项目，按任务一、任务二、任务三顺序完成三项任务。 思想方法示范：示范用“表格里的一行，就是层次图里的一个框；流程图里的一步，就能在表格里找到它的模块”来保证三图一致。 生成关注与纠错：重点纠三处——表格多出功能表没有的功能；层次图分支与表格行数不符；流程图只有直线没有“有人／无人”的判断分支。 评价方式与工具：三项任务作品，教师按“三图一致”这一条核心标准逐组检查。 学生活动3：4—6人小组分工完成三项任务，用时18分钟：任务一（6分钟）填写《智能灯光系统拆表》，在教材已给的“环境感知系统”（用于检测环境信息，如光线、人体感应等）之外，再补写至少三个子系统或模块（教师示例：控制执行系统、远程通信系统、用户设置系统，学生可自拟），每个都要写清作用；任务二（5分钟）绘制系统层次图，第一层画智能灯光系统，第二层画表中的各子系统，第三层把其中一个子系统拆到模块；任务三（7分钟）绘制工作流程图，起点是人进入或离开房间，依次画出感知、判断、执行的过程，其中必须有一个判断分支（人还在／人已离开）。组织形式为小组内分工：一人填表、一人画层次图、一人画流程图、一人检查三图是否对得上。 活动意图说明：组织与实施意图：用一次完整设计把本单元四个课时的方法串起来，是单元的综合应用课。 预设学生可能出现的障碍：四个人各画各的，最后三图对不上；流程图写成一条直线没有判断；把教材示例照抄而没有自己设计的模块。 对目标达成与学生发展的意义：直接对应目标2、目标3，三张图加功能表构成完整的单元作品集。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：组内分工→巡视逐组检查“三图一致”→组间互查（用一条标准：随便指一个框，问对方它在另两张图里对应什么）→教师抽两组当堂对指，抽不上的当场补。 环节四：评一评—反思与单元收束 教师活动4：呈现情境：教材第55页“总结反思·评一评”，给出两栏“我设计的智能灯光系统的设计亮点是”“我设计的智能灯光系统的改进之处是”；第56页为单元评价六条星级自评。 驱动性问题：你的设计里哪一处是别的组想不到的？哪一处你自己也知道还不够好？ 任务类型：自评互评、单元整合。 思想方法示范：示范用“功能—实现—改进”三段式写评语，避免只写“很好”。 生成关注与纠错：学生评语写成空话，追问“具体是哪一步、为什么”。 评价方式与工具：教材评一评两栏＋单元评价六条星级自评与小组互评，教师抽查作品。 学生活动4：在教材第55页完成两栏评语：亮点写一条具体的（例如把“人离开”设为延迟关灯，避免摸黑找开关）；改进之处写一条可操作的（例如夜间起夜时灯光太亮，需要加一档感应）。 完成教材第56页单元评价的六条星级自评，并与同桌互评一次，在本子上记下自己准备继续努力的一项。 小组讨论：用本单元的四张图（结构图、层次图、方框图、流程图）分别说明它们表现系统的哪一方面，整理成一句话贴在教室的作品墙上。 活动意图说明：组织与实施意图：以学生自己的评语收束单元，让评价成为下一单元的起点而非终点。 预设学生可能出现的障碍：把“改进之处”写成“还要继续学习”；单元图示归纳时把层次图和方框图混为一谈。 对目标达成与学生发展的意义：完成单元目标达成度的整体检验，学生带走的不是四张图而是一套看系统的方法。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：个人自评→同桌互评→小组归纳四图分工→教师用一句话收束：“任何一件自动化的事，都能被拆开、连起来、画出来、控得住。”并预告第三单元《智能控制更便捷》将进入系统的控制与反馈。 课后学习评价 【学生活动】课后学习单（每人一份，15分钟内独立完成，下节课收齐）：①誊清本组的三项任务作品（拆分表、系统层次图、工作流程图）并标注每张图对应的模块名称；②完成教材第56页单元评价的六条星级自评；③写出本设计的“改进之处”一条具体措施和实施步骤。教师据此统计三图一致率与单元六项目标的达成度。 【设计意图】第①题对应目标2、3，第②题对应目标4，第③题对应目标3并延伸至改进意识。誊清作品这项作业本身就是“教—评一致性”的证据：图对不对，看得见摸得着。单元评价六条与本课目标逐条对应，合并即可判断本课及本单元的达成度。 7.学习评价设计 评价目标：检验功能需求的实现设计、拆分表与两张图的质量及一致性、评一评的自我反思质量与单元整体达成度，对应目标1至目标4及单元目标。 评价主体：学生自评、同桌互评、小组互评、教师评价。 评价方式与工具：教材第53—55页三张任务作品与第56页单元评价表、课后学习单。 评价标准（量规）：设计质量30%（功能实现合理、模块拆得有依据、作用写清实现方式）；一致性25%（三张图互相对得上，任意一个框都能在另两张图中找到对应）；流程完整性25%（流程有起点、判断分支与终点）；反思与单元评价20%（评语具体可操作、单元六条自评真实）。 评价结果的运用：三图对不上的小组课后补做并由同伴复检；评语空泛的学生在第三单元用“具体到哪一步”的追问继续跟进；单元评价星级集中在低段的学生名单，作为第三单元分层辅导的依据。 课堂与课后具体安排：课堂评价占60%（三张作品40%、评一评与互评20%），课后学习单与单元评价占40%。 8.板书设计 四、智能灯光系统的设计 【功能表】自动开关｜亮度调节｜声音控制｜远程控制 【拆表】智能灯光系统 　　　　├─ 环境感知系统 ──┬─ 光线感应模块（教材示例） 　　　　│　　　　　　　　└─ 人体感应模块（教材示例） 　　　　├─ 控制执行系统 ── 调光驱动模块／开关模块（教师示例） 　　　　└─ 远程通信系统 ── 网络通信模块／用户设置模块（教师示例） 【流程图】人进入/离开 → 感知（光线·人体）→ 判断（有人？无人在多久？） 　　　　　→ 是：开灯并调至适合亮度　→ 否：延时后关闭 【三图一致】表里的一行 = 层次图的一个框 = 流程图的一步 【价值】照度不低于300lx、均匀度0.7（GB 7793—2025，2025年11月1日实施）；正确用光保护视力 黑色写主干：功能表四项、拆分表的四类子系统、流程图的感知—判断—执行三段；红色画出流程图上的判断分支（有人在／无人在），提醒学生这是本课最容易漏的一笔；蓝色写学生小组当堂补充的模块名与作用；绿色写“三图一致”这条自检口诀与 GB 7793—2025 的照度数据来源及实施日期。 9.作业与拓展学习设计 一、作业意图与时间：巩固三项设计任务的成果并完成单元自评，基础作业15分钟内完成。 二、分层作业：A档（全体）完成学习单三项，15分钟；B档（自选）给流程图再加一个分支——天色已黑时只开走廊小灯不开主灯，实现“夜间起夜不刺眼”，画出新流程并说明改动理由，20分钟；C档（能力较强）设计“课间自动关灯系统”：写清输入有哪几类（光照、人体、声音）、计算环节需要哪些判断规则、输出是什么，画出完整流程图并写3句设计说明，25分钟；另加全体一项：写下自己使用照明设备的一条约定（如离开房间随手关灯、睡前检查智能灯是否关闭），3分钟。 三、作业衔接：A档为检测类，B档为改进类，C档为设计类；C档的判断规则将成为第三单元《智能控制更便捷》中“系统中的控制”与“反馈”的直接素材，优秀方案在第三单元导入展示。 四、完成情况分析：统计三图一致率、判断分支缺失率与单元六条星级分布，把三图一致率低的班级在第三单元导入时用教材原理图重做一次对指，把星级分布与第三单元的分组安排对接，形成个性化辅导名单。 10.特色学习资源分析、技术手段应用说明 校本资源：教材第51—56页投屏、GB 7793—2025《中小学校教室采光和照明卫生标准》要点卡片（自制的课桌面300lx、书写板500lx、均匀度0.7/0.8、蓝光RG0、频闪管控五项）、智能灯光系统实景照片。 器材学具：教材第53—55页任务页（每人一套，共12份/班）、方格纸、铅笔、彩笔、直尺；本课以纸笔设计为主，不上机。 网络资源：GB 7793—2025 强制性国家标准（国家疾控局组织修订、国家标准委批准发布，2025年11月1日实施）及其发布解读（央视新闻、国家疾控局、国家市场监管总局、国家标准管理委员会，2025年9月），仅作课堂导入与板书背景引用，学生无需上网。；多媒体课件用于呈现标准要点卡片与教材第51—56页页面；纸质任务页与方格纸用于完成三项核心作品；教师用相机逐组拍照，把各组三张图上传至班级共享文件夹，形成一个可互评的作品集；教师机投屏用于对指环节，把两组作品并排放在屏幕上互相找对应。 11.教学反思与改进 一、经验性总结：把“三图一致”提炼成一句口诀交给学生，效果最好——巡视时不再逐项检查，只要问“指一个框，另两张图里在哪”，问题立刻暴露。 二、对照学习者分析与目标达成度：拆分表完成质量较好，但流程图出现判断分支缺失的比例较高，约三成小组把流程画成一条直线；这与第三节画方框图时漏画反馈线是同一类问题，说明学生对“控制里有判断”的理解还需回补。 三、自我评估与改进：18分钟做三张图偏紧，挤压了展示与互评时间，下次把“拆表”提前到课前作为准备任务，课上只做层次图与流程图；组内四人分工在时间紧时沟通成本偏高，下次改为三人分工，“三图一致”的检查并入互评环节由教师抽检完成。 四、单元衔接与后续运用：本课产出的三张图与单元评价六条星级结果，是第三单元《智能控制更便捷》学习“系统中的控制”“闭环控制”“反馈与优化”的起点；C档作业中的判断规则可直接作为第三单元的预学材料，单元星级偏低名单将直接用于第三单元的分组辅导安排。 1 学科网（北京）股份有限公司 $