《模拟智能手机屏幕亮度的自动控制》教案-2025-2026学年鲁教版（新教材）小学信息技术六年级下册

《模拟智能手机屏幕亮度的自动控制》教案-2025-2026学年鲁教版（新教材）小学信息技术六年级下册学情分析六年级学生已完成本单元前两课学习：掌握系统稳态、反馈机制、优化维度；理解开环/闭环控制、输入-计算-输出模型；能分析恒温空调、楼道灯等闭环案例。他们对智能手机非常熟悉，每天使用，对“屏幕亮度自动调节”有直观体验（暗处变亮、亮处变暗），但对背后的光敏传感器、闭环反馈、动态调节逻辑缺乏系统理解，容易把“自动调节”等同于“简单开关”。学生具备一定的流程图绘制、小组合作与简单方案设计能力，具象思维强于抽象思维，需要通过“实物观察、流程拆解、模拟实验、图表辅助”降低抽象难度，引导其从“体验现象”到“理解原理”再到“模拟设计”，落实计算思维与数字化创新能力的培养。教材分析本课以“智能手机屏幕亮度自动调节”为真实项目，遵循“情境体验→原理拆解→流程建模→模拟设计→优化提升”的逻辑编排：先通过体验活动感知自动调节的便捷；再讲解光敏传感器、控制器、屏幕（执行器）的组成与功能；接着拆解闭环反馈调节流程（光强→传感器→控制器→屏幕亮度→反馈）；然后给出模拟设计任务（用流程图或简易工具模拟亮度调节）；最后引导优化设计（灵敏度、延时、节能模式）。教材配有实物图、系统结构图、闭环流程图、模拟示例图，语言贴近学生生活，案例典型、实践性强，完全契合新课标“通过小型系统模拟，理解过程与控制，能进行简单的创新设计”的学段要求。本课是学生从“分析系统”到“设计系统”的跨越，重在培养“真实问题→系统建模→模拟实现→优化创新”的能力，为后续复杂智能系统设计奠定实践基础。核心素养目标信息意识：能说出智能手机屏幕亮度自动调节的组成部件与功能；感知智能控制在提升体验、保护视力、节约电量中的价值；认识光敏传感器等技术元件在生活中的广泛应用。计算思维：理解屏幕亮度调节是闭环反馈控制系统；能拆解“光强检测→亮度计算→屏幕调节→结果反馈”的完整流程；能用流程图准确表达控制逻辑；能根据环境变化分析亮度调节的动态规律。数字化学习与创新：能小组合作完成“屏幕亮度自动控制”的模拟设计（流程图或简易模拟）；能结合生活需求提出优化方案（灵敏度、延时、节能）；能清晰表达设计思路与优化理由，提升系统建模与创新实践能力。信息社会责任：了解自动亮度调节对护眼、节能、延长屏幕寿命的意义；在设计与使用智能设备时，兼顾“便捷、健康、低碳、安全”，养成绿色用机、合理用技术的习惯。教学重难点教学重点：识别屏幕亮度自动控制系统的组成部件（光敏传感器、控制器、屏幕）；理解闭环反馈调节流程；能用流程图模拟亮度自动控制逻辑。教学难点：分析光强与亮度的动态对应关系（非简单开关，而是连续调节）；理解反馈环节如何修正亮度、维持视觉稳态；设计合理、实用、护眼、节能的优化方案。教学过程情境体验：亲身感受，提出问题体验活动：学生拿出手机（或教师用演示手机），开启“自动亮度调节”；用手捂住手机正面（模拟暗处），观察屏幕变化；移开手（模拟亮处），再观察变化；反复2—3次，感受差异。师问：刚才大家看到了什么现象？暗处和亮处，屏幕亮度有什么不一样？为什么手机能自己变亮、变暗？生答：捂住（暗）→屏幕变亮；移开（亮）→屏幕变暗；不用手动调；手机能感知光线；有“眼睛”看亮暗。教师小结并板书课题：大家体验得很认真！手机屏幕能根据环境光线自动调节亮度，既护眼又省电，这就是我们今天要模拟设计的——《模拟智能手机屏幕亮度的自动控制》。我们要解决三个问题：①它由哪些部件组成？②它是怎么一步步工作的？③我们能自己模拟并优化它吗？设计意图：从学生每天使用的手机入手，通过亲身体验感知现象，激发好奇心与探究欲，自然引出课题；用三个问题明确本课探究方向，贴合教材“情境导入—问题驱动”的设计思路。新知探究一：认识系统组成——部件与功能教材内容讲解（屏幕亮度控制系统组成）教师讲解教材内容：智能手机屏幕亮度自动调节，是一个典型的闭环反馈控制系统，由三大核心部件组成，缺一不可。教师展示教材图1：智能手机亮度控制系统结构图（标注：光敏传感器、控制器、屏幕（执行器））。师生互动：部件功能大揭秘（类比+提问）师问1：结构图左上角这个“小探头”是光敏传感器，它相当于我们的什么器官？有什么作用？生答1：相当于眼睛；能看亮暗；检测环境光强；把光的亮暗变成电信号。教师补充：非常准确！光敏传感器是系统的“感知器官”，安装在手机顶部，专门检测环境光线强弱：光强（亮）→信号强；光弱（暗）→信号弱；把光信号转换成控制器能识别的电信号。师问2：中间这个“小芯片”是控制器，它相当于我们的什么？没有它，传感器能直接让屏幕变亮吗？生答2：相当于大脑；不能；传感器只负责检测；控制器要计算、判断、发命令。教师小结：没错！控制器是系统的“大脑”，里面提前设置好“光强—亮度”对应规则（如：光强高→亮度低；光强低→亮度高）；接收传感器信号后，计算并判断，向屏幕发送“调亮”或“调暗”的指令。师问3：右边的屏幕是执行器，它的作用是什么？没有它，系统能实现亮度调节吗？生答3：负责变亮变暗；执行命令；不能；控制器发了指令，得有部件去做。教师总结（板书部件+功能）：光敏传感器：感知（输入）→检测环境光强控制器：计算（处理）→判断并发送亮度指令屏幕（执行器）：执行（输出）→调节屏幕亮度设计意图紧扣教材结构图，用“器官类比+递进提问”，把抽象的电子部件转化为学生熟悉的“眼睛—大脑—手脚”，降低理解难度；引导学生自主推导部件功能，加深对系统组成的理解，落实“信息意识”，对应教材“系统组成”知识点。新知探究二：拆解工作流程——闭环反馈教材内容讲解（亮度自动调节闭环流程）教师过渡：知道了部件，我们来看它们是怎么配合工作的。教材告诉我们，屏幕亮度调节是闭环控制，有反馈环节，能动态调整，不是一次性开关。教师展示教材图2：屏幕亮度调节闭环流程图（文字+箭头，标注“反馈”）：环境光强→光敏传感器（检测）→控制器（计算判断）→屏幕（调节亮度）→反馈（传感器再检测新亮度下的环境光）→控制器再计算→循环调节师生互动：分步拆解，理解动态闭环第一步：输入——传感器检测光强师问：白天室外、室内、夜晚被窝里，光强一样吗？传感器会怎么做？生答：不一样；室外最强，夜晚最弱；传感器一直检测；光强变了，信号就变。第二步：计算——控制器判断亮度师问：控制器里的规则是什么？光强高（亮），屏幕要亮还是暗？光强低（暗）呢？生答：光强高→屏幕暗（省电、不刺眼）；光强低→屏幕亮（看得清、护眼）。教师补充（教材规则表）：控制器内置连续调节规则（不是只有“亮/暗”两档）：环境光强屏幕亮度（0—100%）强（室外阳光）20%—30%中（室内灯光）50%—60%弱（夜晚/被窝）80%—90%第三步：输出——屏幕调节亮度师问：控制器发指令后，屏幕会怎么做？是一下子变亮，还是慢慢变？生答：慢慢变；不会突然刺眼；保护眼睛。第四步：反馈——再检测，循环调整师问：亮度调好就结束了吗？为什么传感器要“再检测”？生答：不结束；环境光还会变（如云遮太阳、关灯）；要一直盯着；不断微调；保持舒服亮度。教师总结（闭环四步，板书）：检测：光敏传感器感知环境光强判断：控制器按规则计算，确定目标亮度调节：屏幕执行指令，调整实际亮度反馈：传感器再检测，循环修正（闭环）对比辨析：开环vs闭环（强化反馈理解）师问：如果去掉反馈环节（变成开环），会怎么样？比如：只检测一次光强，调好亮度就不管了。生答：环境光变了，亮度不变；阳光出来太暗，关灯后太暗；刺眼、看不清、费电；不稳定。教师小结：反馈是动态调节的关键！有反馈，系统能“实时跟踪、不断微调、维持稳态”；无反馈，系统“一劳永逸、无法适应变化、容易失控”。设计意图以教材闭环流程图和规则表为核心，通过“分步拆解+规则量化+反馈辨析”，把抽象的动态调节过程转化为可理解、可复述、可对比的具体步骤；用表格量化光强与亮度的对应关系，打破“只有两档”的误解，落实“计算思维”，突破“闭环反馈理解”的难点，对应教材“工作流程”知识点。实践探究一：绘制流程图——模拟控制逻辑教材内容讲解（绘制亮度控制流程图）教师说明教材实践任务：请大家根据刚才拆解的闭环流程，绘制“智能手机屏幕亮度自动控制”流程图；要求：①包含三大部件；②体现闭环反馈；③标注清楚“检测、判断、调节、反馈”四环节；④用标准流程图符号（开始/结束、过程、判断、箭头）。师生互动：明确绘制要求，示范关键节点师问1：流程图的“开始”应该写什么？第一步是什么？生答1：开始→环境光强变化→光敏传感器检测。师问2：判断框里要写什么？（光强高/低？）生答2：判断：光强是否变化？或判断：光强等级（强/中/弱）。师问3：怎么画“反馈”？箭头要指回哪里？生答3：从“屏幕调节”指回“光敏传感器检测”，形成闭环。教师在黑板示范简化流程图框架，强调闭环箭头与环节标注。学生实践：独立绘制，教师巡视指导学生独立绘制流程图，教师巡视，重点指导：①符号使用正确；②环节完整；③闭环清晰；④标注规范；对逻辑不清、箭头错误的学生及时点拨。成果展示：互评纠错，强化闭环逻辑挑选2—3份典型作品（优秀、有小错误）上台展示，师生共同点评：师问：这份流程图有没有体现闭环？环节完整吗？标注清楚吗？哪里可以改进？生互评：有闭环箭头；缺“反馈”标注；判断框可以更清楚；流程顺序正确。教师总结绘制要点：部件全、环节清、闭环显、标注明。设计意图基于教材实践任务，通过“示范—绘制—互评”，让学生亲手把抽象流程转化为可视化流程图，强化闭环逻辑理解；培养规范表达与互评纠错能力，落实“数字化学习与创新”，对应教材“流程图绘制”知识点。实践探究二：设计优化方案——提升性能教材内容讲解（屏幕亮度控制系统优化）教师过渡：我们能模拟基础流程了，但实际手机的自动亮度还能做得更好！教材从护眼、节能、灵敏、稳定四个方面给出优化方向，我们来设计自己的优化方案。师生互动：分析痛点，提炼优化方向师问1：你用手机自动亮度时，遇到过哪些不方便？（结合教材问题）生答1：变化太灵敏（一闪一闪）；晚上太亮刺眼；白天太暗看不清；反应太慢；耗电快。师问2：针对这些问题，我们可以从哪些方面优化？（联系上一课“优化四维度”）生答2：调灵敏度、加延时、分场景模式、优化规则、节能省电。教师梳理教材优化方向（板书）：灵敏度优化：减少频繁闪烁（光强变化小，不调亮度；变化大，再调）延时优化：避免瞬间变化（光强稳定3秒后，再调节）场景模式优化：增加护眼模式、省电模式规则优化：细化光强—亮度对应表，更护眼、更省电小组合作：设计优化方案，说明理由小组选择1—2个优化方向，设计具体方案，填写教材优化表：优化方向具体措施优化理由（护眼/节能/稳定）灵敏度光强变化<10%不调节；>10%再调节减少闪烁、更稳定、护眼延时稳定3秒后再调节避免瞬间干扰、稳定护眼模式夜晚最高亮度≤70%不刺眼、护眼省电模式低电量时，亮度上限降低省电、延长续航小组讨论后，撰写100字左右方案说明，教师巡视指导，重点引导“措施—理由”的对应关系。成果汇报：分享方案，互评可行性小组代表汇报方案，师生互评：措施是否可行、是否解决痛点、是否护眼节能、是否符合生活需求。教师小结：优化的核心是平衡“灵敏”与“稳定”、“护眼”与“节能”，让系统更贴合人的使用习惯。设计意图结合教材优化方向与生活痛点，通过“痛点分析—方向梳理—方案设计—汇报互评”，把上一课的优化知识迁移应用到真实设备；培养问题解决与创新设计能力，落实“数字化学习与创新”与“信息社会责任”，对应教材“优化设计”知识点。拓展延伸：智能控制的生活应用师问：除了手机屏幕亮度，生活中还有哪些光敏传感器+闭环控制的应用？生答：智能路灯（天黑亮、天亮灭）；智能窗帘（光强自动开/关）；护眼台灯（自动调光）；汽车自动大灯。教师小结：这些应用都遵循“传感器检测→控制器判断→执行器调节→反馈修正”的闭环逻辑，用技术感知环境、自动调节、提升体验、节约能源。智能控制让生活更便捷、更舒适、更绿色。设计意图：拓展生活应用，迁移本课知识，感知闭环控制的广泛价值，强化“信息社会责任”，呼应新课标“技术与生活”的要求。课堂小结师生共同回顾（板书梳理）：一个系统：智能手机屏幕亮度闭环控制系统三大部件：光敏传感器（感知）、控制器（计算）、屏幕（执行）闭环流程：检测→判断→调节→反馈（循环）优化思路：灵敏度、延时、场景模式、规则细化（护眼+节能+稳定）教师总结：今天我们从体验手机亮度调节出发，认识了三大部件，