資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
智能樓道燈 教學設計
課題 智能樓道燈 單元 第二單元 學科 信息科技 年級 八年級
教材分析 本教材內容緊密圍繞智能樓道燈的設計與實現，通過介紹光敏傳感器、聲音傳感器和RGB全彩LED模塊的工作原理及應用，引導學生深入理解智能設備的構建原理。通過實際的項目情境和模塊拆解，學生不僅能夠掌握傳感器的基本使用，還能通過編程實踐，實現智能樓道燈的控制功能，從而培養學生的創新思維和實踐能力。
學習目標 信息意識：學生將能夠識別并理解智能樓道燈在日常生活中的應用價值，意識到信息技術在節能減排、提高生活質量方面的重要作用。通過分析智能樓道燈的工作原理，學生能夠培養對信息的敏感性和洞察力，學會從信息科技的角度思考和解決生活中的問題。計算思維：學生將掌握利用編程邏輯和傳感器數據控制燈光的方法，培養抽象思維、邏輯推理和問題解決能力。通過拆解和搭建智能樓道燈的腳本，學生能夠深入理解計算思維中的模塊化設計、條件判斷和循環控制等核心概念。數字化學習與創新：學生將學會使用數字化工具和資源（如編程軟件、傳感器模塊等）進行實踐操作和創意設計，提升數字化學習和創新能力。通過動手實踐，學生能夠體驗到數字化技術在創新設計中的應用，激發對信息技術領域的興趣和熱情。信息社會責任：學生將認識到信息技術在推動社會進步和可持續發展中的重要作用，并承擔起使用信息技術的社會責任。通過設計和實現智能樓道燈項目，學生能夠理解并踐行節能減排、保護環境的理念，為構建綠色、智能的社會做出貢獻。
重點 認識智能樓道燈的工作原理。
難點 了解并掌握光線傳感器的功能和使用；通過編程,掌握利用光感和聲音傳感器模塊控制小燈的方法。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 情境導入：播放一段智能樓道燈的視頻，展示其在白天和夜晚、有無人聲時的不同工作狀態。提問：“大家有沒有注意過樓道里的燈是怎么自動開關的？特別是在白天和夜晚，以及是否有人經過時。”學生回答后，教師總結：“這就是我們今天要學習的智能樓道燈的工作原理，它能夠通過光感和聲音傳感器實現自動開關。”引出課題：提問：“你們知道智能樓道燈是如何實現這些功能的嗎？”引出課題：“今天我們將學習光敏傳感器、聲音傳感器和RGB全彩LED模塊的工作原理，并通過編程實現一個智能樓道燈。” 觀看視頻，回答問題，思考智能樓道燈的工作原理。聆聽教師提問，產生好奇心，準備進入新課學習。 通過情境導入，激發學生的學習興趣和好奇心。引出課題，明確學習目標。
講授新課 環節一：光敏傳感器教師活動：展示光敏傳感器：展示光敏電阻等光敏傳感器的實物或圖片，讓學生觀察其外觀和結構。提問：“光敏傳感器是如何感應光線的明暗變化的？”講解光敏傳感器原理：光敏電阻能夠感應光線的明暗變化，輸出微弱的電信號。通過簡單電子線路放大處理，可以控制LED燈具的自動開關。編程演示：展示如何使用編程讀取光敏傳感器的亮度值，并根據亮度值控制小燈的亮滅。給出示例代碼（如下），并講解代碼中的關鍵部分。python復制代碼# 示例代碼：光敏傳感器控制小燈亮滅 from microbit import * while True: light_level = pin0.read_analog() # 讀取光敏傳感器的亮度值 if light_level < 100: # 假設亮度值小于100時，表示光線較暗 pin2.write_digital(1) # 控制小燈亮 else: pin2.write_digital(0) # 控制小燈滅 sleep(1000) # 暫停1秒互動環節：提問：“如果我們要在白天光線強時關閉樓道燈，應該如何修改代碼？”學生思考并回答，教師給予點評和指導。環節二：聲音傳感器教師活動：展示聲音傳感器：展示聲音傳感器的實物或圖片，讓學生觀察其外觀和結構。提問：“聲音傳感器是如何接收聲波并轉換成電信號的？”講解聲音傳感器原理：聲音傳感器內置一個對聲音敏感的電容式駐極體話筒。聲波使話筒內的駐極體薄膜振動，導致電容的變化，而產生與之對應變化的微小電壓。編程演示：展示如何使用編程讀取聲音傳感器的聲音值，并根據聲音值控制小燈的亮滅。給出示例代碼（如下），并講解代碼中的關鍵部分。python復制代碼# 示例代碼：聲音傳感器控制小燈亮滅 from microbit import * while True: sound_level = pin1.read_analog() # 讀取聲音傳感器的聲音值 if sound_level > 300: # 假設聲音值大于300時，表示有聲音 pin2.write_digital(1) # 控制小燈亮 else: pin2.write_digital(0) # 控制小燈滅 sleep(1000) # 暫停1秒互動環節：提問：“如果我們要在聲音較大時開啟樓道燈，并且希望燈光能夠閃爍，應該如何修改代碼？”學生思考并回答，教師給予點評和指導。環節三：RGB全彩LED模塊教師活動：展示RGB全彩LED模塊：展示RGB全彩LED模塊的實物或圖片，讓學生觀察其外觀和結構。提問：“RGB全彩LED模塊是如何實現全彩混色效果的？”講解RGB全彩LED模塊原理：RGB全彩LED模塊由一個貼片全彩LED制成，通過R、G、B三個引腳的PWM電壓輸入可以調節三種基色（紅/藍/綠）的強度。通過調整R、G、B三種基色的強度比例，可以實現全彩的混色效果。編程演示：展示如何使用編程控制RGB全彩LED模塊的顏色變化和閃爍效果。給出示例代碼（如下），并講解代碼中的關鍵部分。python復制代碼# 示例代碼：RGB全彩LED模塊顏色變化和閃爍效果 from microbit import * import random while True: r = random.randint(0, 255) g = random.randint(0, 255) b = random.randint(0, 255) pin2.write_analog(r) # 控制紅色亮度 pin3.write_analog(g) # 控制綠色亮度 pin4.write_analog(b) # 控制藍色亮度 sleep(500) # 暫停0.5秒 # 實現閃爍效果 pin2.write_digital(0) # 關閉紅色 pin3.write_digital(0) # 關閉綠色 pin4.write_digital(0) # 關閉藍色 sleep(500) # 暫停0.5秒互動環節：提問：“如果我們要讓RGB全彩LED模塊在被觸發后實現呼吸閃爍的效果，應該如何修改代碼？”學生思考并回答，教師給予點評和指導。 觀察光敏傳感器，回答問題。聆聽教師講解，理解光敏傳感器的工作原理。觀看編程演示，學習如何編寫控制小燈亮滅的代碼。參與互動環節，思考并回答問題。觀察聲音傳感器，回答問題。聆聽教師講解，理解聲音傳感器的工作原理。觀看編程演示，學習如何編寫控制小燈亮滅的代碼。參與互動環節，思考并回答問題。觀察RGB全彩LED模塊，回答問題。聆聽教師講解，理解RGB全彩LED模塊的工作原理。觀看編程演示，學習如何編寫控制RGB全彩LED模塊顏色變化和閃爍效果的代碼。參與互動環節，思考并回答問題。 通過展示和講解，讓學生了解光敏傳感器的種類和工作原理。通過編程演示和互動環節，讓學生掌握如何使用編程讀取光敏傳感器的亮度值，并根據亮度值控制小燈的亮滅。通過展示和講解，讓學生了解聲音傳感器的種類和工作原理。通過編程演示和互動環節，讓學生掌握如何使用編程讀取聲音傳感器的聲音值，并根據聲音值控制小燈的亮滅和閃爍。通過展示和講解，讓學生了解RGB全彩LED模塊的種類和工作原理。通過編程演示和互動環節，讓學生掌握如何使用編程控制RGB全彩LED模塊的顏色變化和閃爍效果。
課堂練習 布置任務：要求學生使用所學知識，編寫一個程序，通過光感和聲音傳感器模塊控制RGB全彩LED模塊實現智能樓道燈的功能。白天光線強時，樓道燈關閉。夜晚光線弱且聲音傳感器檢測到聲音較大時，樓道燈開啟，并顯示一種顏色。如果沒有聲音，樓道燈保持關閉或顯示另一種顏色。巡回指導：在學生編寫程序的過程中，教師巡回指導，解答學生的疑問。 根據任務要求，編寫程序。在編寫過程中遇到問題，及時請教教師或同學。 通過課堂練習，鞏固所學知識。培養學生的實踐能力和解決問題的能力。
課堂小結 總結知識點：回顧本節課所學的內容，包括光敏傳感器、聲音傳感器和RGB全彩LED模塊的工作原理以及如何使用編程控制它們。展示成果：邀請幾位學生展示他們的編程成果，并點評。布置作業：要求學生進一步完善他們的程序，并嘗試使用其他傳感器（如溫度傳感器）來控制RGB全彩LED模塊的顏色變化。 聆聽教師總結，回顧所學知識。展示編程成果，接受點評。接受作業任務，準備課后完成。 通過課堂小結，鞏固所學知識。通過展示成果和點評，激發學生的成就感和自信心。通過布置作業，拓展學生的知識面和實踐能力。
板書 智能樓道燈一、項目情境二、項目準備
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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