資源簡介

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信息技術 三單元—跨學科主題—設計并制作簡易光控 LE0 燈照明系統
課題 設計并制作簡易光控 LE0 燈照明系統 單元 第三單元 學科 信息技術 年級 六年級
教材分析 《設計并制作簡易光控 LE0 燈照明系統》該課時教材編排了“分析并設計光控燈控制系統—設計算法—編程實現—測試、優化和改進”。通過簡易光控 LE0 燈照明系統項目讓學生了解了簡易光控 LE0 燈照明系統的含義并且學會了簡單制作簡易光控 LE0 燈照明系統。教材編排合理，教學環節注重實踐與理論相結合，教材內容貼近學生生活實際，符合六年級學生認知特點。
教學目標 1、信息意識：能夠了解LED燈的基本原理及應用，掌握光敏傳感器的工作原理。 2、計算思維：能夠將復雜的光控LED燈項目分解成多個小任務，如傳感器數據采集、數據處理、控制邏輯等。 3、數字化學習與創新：能夠發揮創意，嘗試不同的設計方案，比如使用不同類型的傳感器或改進控制系統。 4、信息社會責任：能夠提倡節約能源，通過設計高效的照明系統來減少電能消耗。
重點 一、步驟一:分析并設計光控燈控制系統二、步驟二:設計算法三、步驟三:編程實現四、測試、優化和改進
難點 1、編程實現
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 自愛迪生發明照明燈以來，燈已與我們的日常生活密不可分，家庭、學校工廠、商場、公園都需要燈的照明。為了避免能源浪費，杜絕長明燈現象，許多場所使用了光控燈，如路燈(圖1)、公園景觀燈、公共區域照明燈和家庭樓道燈等。這些燈在白天常處于關閉狀態，到了黑夜或天色,陰暗時會自動亮起天亮后又會自動關閉。光控燈既能節約能源，延長燈泡的使用壽命，又能實現無人值守，節省人力。那么，它是如何根據天色明暗程度自動提供照明的呢 讓我們通過制作易光控燈實驗來共同探究。 以小組為單位完成以下任務: 1.探究光控燈的工作原理; 2.設計光控燈的實現算法，繪制算法流程圖; 3.了解光線傳感器和 LED燈的工作原理;4.確定光線傳感器的光線值與 LED 燈亮度的對應關系;5.選擇器材，制作一個簡易的光控燈系統;6.對系統進行測試，并針對問題進行改進，實現系統的迭代;7.總結探究過程，撰寫實踐報告。知識拓展 學生之間相互討論什么是LED燈的圖片系統。 幫助學生了解課堂學習和了解什么是簡易LED燈的圖片系統。
講授新課 一 、項目實踐指導步驟一:分析并設計光控燈控制系統 光控燈是根據周圍環境的光線強度自動提供照明的一種燈具。通常情況下，光控燈系統通過光線傳感器感知周圍環境的光線強度，并將檢測到的光線強度轉換成光線值輸入給系統。光控燈控制系統三環節如圖2所示。數字化學習查閱相關資料，了解光線傳感器和 LED燈的工作原理。做一做嘗試畫出光控燈系統結構圖(包括系統、子系統、模塊)。嘗試畫出光控燈系統控制框圖。步驟二:設計算法 光控燈系統會將輸入的光線值與系統設定的點亮燈所必須達到的最低光線值(設定值)進行比較。如果測量到的光線值小于設定值，系統控制LED燈亮起;如果測得的光線值大于設定值，說明沒有達到亮燈條件，系統控制LED燈關閉，達到環保節能的目的。光線傳感器每天不間斷地探測周圍環境光的變化，并將變化結果向系統反饋，從而實現亮燈、熄燈的自動控制。做一做圖3所示是根據設定值控制LED燈亮滅的簡易光控燈的算法流程圖(局部)，請將其補充完整。想一想為了達到理想的控制效果，該如何確定亮燈光線值的大小 步驟三:編程實現連接硬件與電腦，啟動圖形化編程軟件，依次打開軟件與電子開發板的通信連接，選擇開發板類型、上傳模式、編程語言，然后就可以進行編程了。做一做測試光線傳感器在什么情況下獲取的環境光的值最大，最大值是多少 在什么情況下獲取的環境光的值最小 最小值是多少 LED燈在什么情況下最亮，亮度的最大值是多少 在什么情況下最暗，亮度的最小值是多少 根據你的流程圖完成編程。步驟四:測試至此，該光控燈系統已搭建完成。運行上傳程序，進行測試，看看是否可以正常運行。做一做用移動電源給你的光控燈系統供電，將光控燈放入不同光照強度的測試環境中，觀察光控燈是否能根據環境的明暗自動亮滅，或保持燈的狀態不變。步驟五:優化和改進把你的光控燈系統放置在一個光線較暗的樓道里，觀察其是否始終處于常亮狀態。由于這個簡易的光控燈系統沒有考慮到只在人出現時才需要照明，在光線較暗時燈光會持續亮著，導致能源浪費，不符合節能環保要求，因此需要進行優化和改進。做一做在生活中，為了節能，許多地方的照明燈既能由光線控制，又能由聲音控制，甚至還可以由人體感應控制。 想一想，如何設計簡易光控燈改進方案，做一個更加節能的光控燈系統 如果需要光控燈能根據周圍環境的亮度自動調節 LED的亮度該如何確定光線傳感器的光線值與 【ED 亮度之間的關系 該如何修改前面的算法 展示與交流小組上臺演示本組制作的光控燈系統，并分享設計與制作過程。反思與評價1、反思存在的問題:改進措施:2、評價四、拓展延伸1、聲控燈2、光敏傳感器在日常生活中造成了哪些影響？3、生活中光敏傳感器給我們帶來哪些優勢？4、我們如何更好地學習光敏傳感器？ 了解觀察尋找身邊有哪些具體的分析并設計光控燈控制系統步驟。學生小組內部進行討論生活中有哪些光控燈系統。 學生通過觀察尋找身邊的編碼需求進一步加深對管控等的認識。進一步增強學生的專業素養，讓學生在討論中學到更多。
布置作業 在父母陪同在網上找到相關的光敏傳感器小燈素材，購買并制作光敏小燈。 完成作業 培養學生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結 《設計并制作簡易光控 LE0 燈照明系統》課程小結： 本課程中，我們學習了如何設計和制作一個簡易的光控LED燈照明系統，它是利用光電效應來檢測環境光線的強度啊！然后我們還了解了不同類型的光敏傳感器，比如光敏電阻和光敏二極管。不僅讓我們學到了新知識，還鍛煉了我們的動手能力和解決問題的能力。我們覺得這種理論與實踐相結合的教學方式非常棒，希望以后還能有更多這樣有趣的課程。我們已經迫不及待想要嘗試更復雜的項目了！ 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、步驟一:分析并設計光控燈控制系統二、步驟二:設計算法三、步驟三:編程實現四、測試、優化和改進 學習、記憶及勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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