第19课 光照温度要适宜（教学设计）-2025-2026学年六年级信息科技全一册（人教版）

第19课《光照温度要适宜》教案

一、教学目标分析

知识与技能

1.能够分析光照控制系统和温度控制系统的工作原理。

2.能够理解阈值的作用和闭环控制的特点。

3.能够通过体验采集数据的过程，提升实验数据分析能力以及计

算思维能力。

过程与方法

1.通过观察简易光照和温度控制系统的组成及运行，培养观察能

力和归纳总结能力C

2.通过在数据采集和分析过程中，观察数据变化与系统状态的关

系，学习如何运用逻辑思维和计算思维解决问题。

3.通过借助小组合作搭建控制系统和展示设计方案，锻炼团队协作

能力和表达能力。

情感态度价值观

1.学生参与光照、温度控制系统实践，深入了解智能种植，激发探

索兴趣与主动性。

2.学生通过参与智能种植实践活动，体会技术在农业中的应用，培

养科技改善生活的认同感。

二、教学内容及重点

教学重点

1.光照和温度控制系统的工作原理，包括传感器、主控器、执行设

备（补光灯、暖风机）之间的协同工作机制。

2.光照强度阈值和温度阈值的测定方法及在系统中的作用。

3.光照控制算法和温度控制算法，以及如何根据算法绘制流程图

和填写真值表。

教学难点

1.理解闭环控制的特点，并能准确判断光照和温度控制过程是否

属于闭环控制。

2.在实际操作中，引导学生根据植物生长需求合理设定阈值，确保

控制系统有效运行。

3.让学生理解传感器采集数据与植物生长实际需求之间的差异，并

能进行合理换算和应用。

三、教学过程设计

教学过教容教学方

程法

师：同学们，在智能温室种植园里，植物生长问题导

环境的数据十分关键。比如光照数值达到向学习

2050,温度保持在26℃时，能为植物营造良好

的生长条件。那这些光照和温度数据是如何精

准控制和调节的呢？这背后藏着不少学问，今

天我们就一起去探索智能种植园里光照与温度

控制的奥秘。

情景导

入

（7分

师：本节课的学习内容有四点。我们首先要深

钟）

入分析光照控制系统的原理与控制算法，而后

转向温度控制系统，剖析其原理与算法。

A食

分析国度的H定

师：传感器是外界信息入口，恰似人的感觉器

官。像眼睛能看、耳朵能听、鼻子能嗅，它也

能收集外界信息，让系统依此作出反应，作用

十分奇妙。

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师：光照和温度是植物生长关键要素，那么怎

么获取这些环境信息？我们可以借助光敏传感

器测光照强度，温湿度传感器测温度、湿度，

知道当前的光照强度和温湿度可助力植物良好

生长。

师：下面请大家可以思考两个关键问题：光照

和温度控制系统如何运行；怎样测定光照、温

度阈值。

生：用传感器。

师：没错，我们可以利用传感器和主控板搭建

一个光照控制系统，光照控制系统由光敏传感

器、主控板、补光灯组成。前者感知光照，主

控板用来分析计算，光照不足时指令补光灯开

启补光。

师：接下来我们用传感器采集5个光照强度讲授法

数据，采集过程中，密切关注主控器屏幕显示实践操

的光照强度数值，同时留意补光灯是处于点亮作

状态还是熄灭状态。问答法

师生互

动1.分・先・时*«■工件■■

合作探

究

（实践

操作）

（7分

钟）

师：第一步，观察简易光照控制系统的组成。

简易光照控制系统由主控板和RGB-LED灯组

成，RGB・LED灯通过连接线连接到主控板的

P13、P14口。大家请仔细观察它们的样子和连

接方式。

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师：第二步，需要运行控制系统，给主控板刷

入程序。现在带大家来解读这些代码。首先初

始化RGB・LED灯。进入循环后，先清空

OLED显示，在第一行显示“当前光照：”及

光线值。通过条件判断，若光线值小于设定阈

值，设置RGB-LED灯为白色并生效；否则

关闭该灯。最后等待1秒，循环执行，以此实

现根据光线值控制灯的状态，完成光照控制功

能。

师：第三步，填写数据记录表，这里已经有了

第一个光照强度数据50,而且补光灯是打开状

态。大家要继续采集4组光照强度数据，记录

到对应的空格中，同时观察补光灯的状态。填

完后，我们就能分析出光敏传感器中设定的光

照强度阈值大概是多少。

生：填表并分析工

我们来看这两个问题。环境光照强度改变

相当于改变了控制系统的什么呢？

生•我觉得改变的是控制系统接收的输入信

息

,就像给系统不同的数据。

师

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化那输入信息变了，会让控制系统有什么变

口

生：是不是会让补光灯的状态改变，比如本来

亮着的会关掉？

师：正确！环境光照强度作为输入信息改变

后，控制系统会依照设定程序和阈值，调整执

行部件的工作状态，比如补光灯开关，或是其

他光照调节操作。

师：环境光照强度改变，就如同给系统输入新

指令。主控板会像大脑一样计算，输出也会跟

着变。

生：老师，输出变化具体会怎样影响系统呢？

师：输出变化主要体现在补光灯上。光照弱

时，系统计算后补光灯就会亮起，从而实现对

智能种植大棚光照强度的控制。

师：光敏传感器监测光照强度，低于阈值时自

动开补光灯，高于阈值时自动关闭，为相关场

景营造适宜光照环境。

师生互师：现在我们要依据学习活动1记录的光照讨论法

动强度阈值，去补充光照控制的算法流程图，填合作学

合作探写光照强度与补光灯状态真值表。另外要知习

究道，传感器采集的光照强度数值是换算过的，实践操

（实践和植物生长需求有差别，要以实际传感器为作

操作）准。

（7分

钟）

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师：光敏传感器收集光照强度数据输入系统，

系统判断其是否低于阈值，低则开补光灯，否

则关闭，实现光照智能控制。

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师：在光照强度与补光灯状态真值表中，

“1”代表是，“0”代表否。光照低于阈值

时，真值为“1”时补光灯开，真值为“0”

时补光灯关闭。

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师：“监测环境光照强度一判断光照强度是

否低于阈值一控制补光灯工作”这个过

程，它属于闭环控制吗？闭环控制有反馈回

路，系统会根据输出调整输入。在光照控制

中，光敏传感器获取光照信息，系统据此控制

补光灯，而补光灯又会改变环境光照成为新输

入，这就形成了反馈。

生：我明白了，所以这就是闭环控制。

师：除了补光灯，暖风机也可以用这种方式智问答法

能的控制开关。温度计检测环境温度并转化成讲授法

数据传至主控板，主控板分析后向暖风机发送实践佛

指令，依温度高低控制其工作，实现环境温度作

调控。

师生互

动

合作探

究

（实践

操作）

（7分

钟）

师：现在用传感器采集5个温度数据，我们

采集过程中，要仔细观察主控器屏幕上显示的

温度数值，同时留意暖风机是处于启动运转状

态，还是已经停止工作，都要记录清楚。

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师：第一步，认识简易温度控制系统的组成,

温度传感器接主控板的P15、P16□，感知环

境温度并传输数据；风扇接主控板的Ml口，

根据主控板指令工作，调节温度。

“光黑温度要通宣4x”—―]

就一步：爸昼温度控制系统的组成

师：第二步，主控板刷入程序。代码进入循环

后，先清空OLED显示，在第一行显示“当前

温度：”及DHT11传感器检测的温度值。若

温度小于设定值，在OLED第二行显示“暖风

机启动”并打开风扇Ml；否则在第二行显示

“暖风机停止”并关闭风扇Mio最后使OLED

显示生效，等待1秒后循环执行，实现根据温

度控制暖风机启停并实时显示状态。

师：第三步，填数据记录表。已有20度时暖

风机启动，再采4组数据记录，据此推断温度

阈值，理解温度控制系统工作机制。

际明看・及瞥・■中・****・■文/■

师：环境温度改变，对控制系统意味着什么，

又会引发怎样的变化？其实，环境温度的改

变，等同于改变了控制系统的输入量。温度传

感器能敏锐感知这一变化，及时把新温度数据

传送给主控板。主控板经过计算分析，依照预

设规则发出指令，进而可能使暖风机等执行部

件的工作状态改变，或启动或停止，以此来调

节环境温度。

师：环境温度发生改变，就相当于改变了温度

控制系统的输入。经过计算，温度控制系统的

输出也会发生变化，暖风机的状态也随之改

变，这样就实现了对大棚温度的控制啦。

生：懂了！温度一变，系统收到的信息就变

了，信息经处理后就更改了暖风机的工作状态

以调节大棚温度。

师：温度控制系统中，温度传感器检测环境温

度。实际温度高于阈值，系统关闭暖风机；低

于阈值，则启动暖风机升温，以此实现环境温

度的有效调控。

师：我们依据学习活动3记录的温度阈值，问答法

去补充温度控制的算法流程图，同时填写温度讲授法

与暖风机状态真值表。这能帮我们更透彻理解实践操

温度控制系统的工作原理，大家认真完成。作

师生互

动

合作探

究师：温度传感器先将检测到的温度数据输入系

（实践统，随后系统判断该温度是否低于预先设定的

操作）阈值。若低于阈值，系统指令暖风机启动升

（7分温；若不低于，则关闭暖风机防止温度过高。

钟）如此一步步流程下来，就能有效控制环境温

度。

师：在温度与暖风机状态真值表中，“1”为

是，“0”为否。温度低于阈值时两格填

“1”，否则填“0”，呈现二者对应关系。

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师：“检测温度一判断温度是否低于阈值

-控制暖风机工作”这个过程，是否属于自

动控制和闭环控制？另外，如果要结束系统的

工作，是不是只能断开电源开关呢？

生：我觉得它属于自动控制，也属于闭环控

制。因为系统能自己根据温度情况控制暖风

机，而且暖风机工作后又会影响温度，形成了

反馈。至于结束工作，应该不只是能断开电源

开关，也许还能通过修改程序设置来停止。

风机工ft"过个UH*it・干&U投N?

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V.昊于2期

拓展深师：现在我们要搭建光照和温度控制一个综合问题导

化，回系统，在搭建过程中，亲身体验传感器用法，向学习

归生活感受阈值对补光灯、暖风机等设备的控制。这实践操

（7分既能应用所学知识，还能探索控制系统的奥作

钟）秘。

师：来看看搭建光照及温度控制系统需要用到

的实验设备。首先是主控板，它就像系统的

“大脑”，负责处理各种数据和发出指令。温

湿度传感器能感知环境的温度和湿度信息，并

传递给主控板。RGB-LED灯可作为补光设

备，受主控板控制来调节光照。风扇能调节温

度，也是执行主控板的指令工作。还有4pin

连接线，它用于连接各个设备，让它们之间能

顺畅通信。大家要熟悉这些设备，以便顺利搭

建系统。

师：第一步主控板连接设备。先看温度传感

器，要用4pin连接线将它连接到主控板的

P15、P16口，这样温度传感器就能把检测到的

数据传给主控板啦。风扇则连接主控板的Ml

口，主控板后续就能通过这个接口控制风扇的

运转。还有RGB-LED灯，把它连接到主控板

的P13、P14口，以便主控板对灯光进行调

控。

►►光照温度要适宜

第一步：支按板连接温湿度传感学，RG8-LEMI和风施

ttVID

师：第二步编写程序。这个程序主要做两件

事，一是读取环境光线值和温度值。然后进行

判断，如果光线值低于我们设定的阈值，RGB

-LED灯就会开启补光；要是光线值不低于阈

值，灯就关闭。同时呢，当温度值低于阈值，

电机带动风扇转动来升温，反之，电机停止，

风扇也就不转。

师：第三步主控板刷入程序。这里有个蓝色的

“刷入”按钮，我们点击它，就能把编写好的

程序传输到主控板里。

师：最后一步功能测试。我们已经把设备连接

好，程序也刷入主控板了，接下来就可以实际

检验系统的效果。大家试着改变环境光线的强

弱，比如用遮挡物或者增加光源，同时也可以

调整环境温度，像靠近热源或使用降温设备。

然后仔细观察RGB-LED灯和风扇的启动状

态，看看它们是不是按照我们编写的程序逻辑

来工作的。

师：现在就到了大家动手实践的时候了，连接

设备、编写程序、刷入程序并进行功能测试。

在操作过程中，认真体验传感器是怎么工作

的，仔细感受阈值是如何精准控制补光灯、暖

风机等设备的运行状态的。

生：动手操作。

小组合作完成种植园的设计方案，介绍种植园

课后作

控制系统包含的子系统及其功能，介绍本小组

业（1

搭建控制系统的过程，汇报本单元的学习心

分钟）

得。

本节课，我们了解了光照控制系统和温度控制

系