智能控灯教学设计

智能“控”灯

点亮美好生活

一、项目简介

•项目主题智能“控”灯一点亮美好生活

•项目目标编程控制智能灯

•项目背景为响应“绿色低碳、节能先行”的号召，学校少先队大队

部设定每周评选流动红旗时，将各班是否落实节能减排作为量化考核

的一项指标。为唤起同学们的节能意识，少先队大队部特向各年级组

征集创意作品，经过商讨，六年级组的孩了•们打算通过编程搭建简易

的智能灯控制系统，呼吁“节能降耗，低碳生活”。

二、目标分析

•教材分析

本课是项目学习“搭建简易小型控制系统”的第3课时，是新课标”过

程与控制”模块下“系统与模块”部分的内容，本课是在前两个子项目方案

设计与硬件搭建的基础上，借助开源硬件设备，通过编程实现智能灯的控制

过程。同时，为学生后续学习“反馈与优化”打下基础，具有承上启下的作

用。

本课内容旨在让学生根据需求设计外计算机实现过程与控制的方

案。先尝试用自然语言描述其工作流程,接着再把自然语言转换为流程图，

将思维可视化C最后，在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系

统的设计.实现科能灯的过程与捽制C

•学情分析

本课授课对象为六年级的同学,我校六年级的学生在此之前已经接触

了Mind+软件，熟悉Mind+的编程环境，具备积木式编程的基础。通过上

一课时的学习，他们也认识了开源硬件Arduino,但是结合开源硬件，使

用计算机编程实现过程与控制的系统还缺少实践，存在急于动手，缺少思

考与分析的不足。

此外，通过课前与学生的交流，我了解到孩子们对于结合开源硬件设

计制作智能作品非常感兴趣，他们思维活跃，探索欲强，有一定的自主探

究、自主学习能力，同时他们也很乐意与同伴分享自己获取和学习到的知

识。

•素养目标

基于以上对内容与学情的分析，结合学科核心素养，我制定了如

下素养目标：

1.能根据需求设计用计算机实现过程与控制的方案，并用自然语言、流

程图简要地描述算法、分析问题。（信息意识、计算思维）

2.在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计，理解用计

算机实现过程与控制的优势。（计算思维、数字化学习与创新）

3.感受智能产品给生活带来的便捷，了解过程与控制系统中可能会存在

安全问题，知道自主可控的系统对于解决安全问题的重要性。（信息社会责任）

三、教学方法与策略

本项目基于“绿色低碳、节能先行”的项目背景，在项目教学中，主要

采用多感官参与学习法和启发性探究学习法，引导学生在开口说、动手画、

体验看、思考编程的过程中建构新知，同时为学生提供导学案和学习支架，

帮助学生攻克壁垒，降低学习难度。让学生在亲身体验和合作探究的过程中，

理解用计算机实现过程与控制的优势。从而•形成项目学习成果，提升信息学

科核心素养。

四、教学活动设计

智能控灯一点亮美好生活

环节教师活动学生活动设计意图

为响应“绿色低碳、节能先行”结合项目情境进行以学校生活

的号召，学校少先队大队部特向各思考，如何通过编程搭中的真实问题出

年级组征集创意作品，经过商讨，建简易的智能灯控制系发作为项目情

情境六年级组的孩子们打算通过编程搭统。境，立足学生实

导入建简易的智能灯控制系统，呼吁“节观看创意智能作际，启发学生积

能降耗，低碳生活”。品，回想Mind+软件的编极思考，激发学

播放利用Mind+软件编程实现程环境。生探究学习的兴

控制的创意智能作品。趣。

引出问题：根据上一课时的学梳理思路，对问题关联旧知，

习经验，要想结合开源硬件，通过进行分解，小组讨论，探究新知，通过

项目Mind+软件编程实现智能灯的控制展开头脑风暴。头脑风暴启发学

分析过程，需要考虑哪些问题？思考并提出问题生思考问题、提

规划分析问题：要解决这一问题，如何根据需求设计出问题，并在分

需要分为哪几步骤来完成？用计算机实现过程与控析问题的基础上

提出方案：制的方案？逐步提炼出问题

1、用自然语言描述算法。在分析问题的基础的解决方案。

2、用流程图描述算法。上提出解决方案。师生共同完

3、编写程序验证算法。成项目分析与规

划的过程。

一、用自然语言描述算法。回顾旧知，回想过回顾旧知，

在上一课时的学习中，我们已程与控制系统中的三个感受系统控制的

经了解了开源硬件Arduino,也认典型环节：输入、计算、三个典型环节，

识了硬件中的输入、计算、输出部输出及所用到的硬件设通过自然语言描

件。谁能说一说智能灯的过程与控备。述解决问题的算

制是如何实现的？法，帮助学生清

1、提出要求：根据要求，各组分晰地梳理问题求

以小组为单位，每组选择不同工合作，选择不同的传解的操作步骤。

的传感器作为输入设备，说一说智感器，组内讨论、交流由于学生是

项目能灯的工作流程，各组间可以互相使用不同传感器实现智独立的个体，解

实施交流。能灯的过程与控制。决问题时，可能

会选择不同的传

感器作为输入设

%备，因此采取小

组合作学习的方

光线传感器声音传感器

式进行。尊重学

生的主体性，满

足学生多样化的

®叵创新需求。

红外传感器超声波传感器

注意事项：

描述清楚智能灯工作流程中的

输入、计算、输出三个环节。

分蛆汇报使用不同

2、汇报交流：

传感器实现智能灯控制

各组汇报，说一说如何利用不

的工作过程。组内自评,

同传感器实现智能灯的工作流程。

组间互评。

引导学生组内自评和组间互

评。

二、用流程图描述算法。

如何用流程图的方式描述算

法，将思维可视化？

1、提供《智能控灯一点亮美好

生活》导学案。

通过导学案

的填写，流程图

的绘制，将思维

填写导学案，根据可视化，使学生

要求思考选择编号，将对问题求解的具

流程图内空余的部分补体操作步骤产生

提出要求：

充完整。更直观和清晰的

根据情境要求，选择编号，将

认识。再次引导

流程图内输入、计算、输出的部分

学生感受系统控

补充完整。

2、绘制流程图。四个小组分别绘制制的三个典型环

以小组为单位，分组绘制不同使用不同传感器实现智节：输入、计算、

传感器实现智能灯控制的流程图。能灯控制的流程图，组输出，为后续编

注意事项：内交流。写程序做好铺

注意区分流程图内各符号的使垫。

用。

3、展示交流：分组展示、汇报各

各组汇报所在小组绘制完成的组绘制完成的流程图。

流程图，配合自然语言描述出流程

内输入、计算、输出三部分的作用。

师评、自评、学生互评。

体会用流程

三、编写程序，验证算法。思考并与教师合作图描述算法的魅

1、师生在M:nd+软件的积木盒选择程序搭建过程中可力，感受算法设

子中共同选择可能会用到的积木能会用到的积木块。计的重要性。

块，探寻将自然语言、流程图翻译

为程序语言的过程。

从选择积木

块到搭建补全程

序，培养学生的

信息意识和计算

各小组结合本组绘思维。

3、采用半成品加工策略，请各制的流程图补全程序的

小组结合本组绘制的流程图补全程搭建。

序的搭建。

史尸o1阳

思考问题，观看微

MIWi

1课《读取用口数据的奥

MR.・阳久31

秘》。

提炼关键点：通过串口

_____________J

的连接，读取串口数据借助微课视

针对出现的难点问题，给予针进行判断，就可以设定频片段帮助学生

对性的指导：如何设置合适的阈值合适的阈值。攻克壁垒，降低

进行判断控制灯的亮与灭呢？学习难度。

提供学习支架一《读取串口数

据的奥秘》。通过实验检

4、测试控制效果各小组分别测试并验程序的编写情

引导各组学生将编写的程序下修改程序，优化程序。况，感受计算机

载到硬件设备的控制器中进行测实现过程与控制

试，并在测试中继续修改优化程序。的优势。

测试无误后，保存程序。

展示各小组利用不同传感器实分组展示各组作展示作品，

现智能灯控制的效果，分享交流。品，分享在制作中的收收获成功的喜

引导学生自评和互评。获及遇到的问题。悦、提升学生的

项目成就感与幸福

展示感。

1、引导学生以发表感言的方发表感言，畅谈智

式，畅谈智能社会的发展前景能社会的发展前景。

项目

2、呈现智能交通、智能图书激发学生努

拓展

馆、智能餐厅等智能社会的场景，感受技术进步带来力学习，建设科

感受技术进步带来的便捷，引导学的便捷，体验知识服务技强国的动力。

生进一步认识到这些智能产品都可于社会。

以通过“输入-计算-输出”这三个

典型环节实现，激发学生努力学习，

建设科技强国的动力。

引导学生从参与者的角度畅谈总结项目学习的主通过对学习

在项目学习过程中的收获与感受。要过程，思考不足之处过程的总结，让

指导学生课后通过思维导图工和改进措施。学生学会提炼与

项目

具对本节课学习的成果进行提炼和思考用数字化工具升华，并用数字

总结

总结。对学习成果进行总结。化学习工具呈

现。提升核心素

养。

附：板书设计

五、教学亮点

本节课凸显了学生主体，激发了课堂活力，在项目式学习模式下，采用多感官参与学习

法和启发性探究学习法达成知识的建构。项目学习过程中，通过设置层级任务，深度训练思

维，聚焦学科核心素养的有效落地。整节课旨在通过对智能灯的编程控制学习，激发学生建

设科技强国的动力。

六.教学评价设计

本项目学习采取过程性评价和终结性评价相结合的方式进行，过程性评价贯穿整个教学

过程。教学评价以《学习评价表》《作品自评表》为载体，每节课结束时，学生将作品和《学

习评价表》提交到资源平台，学生可以互评，教师根据数据采集结果，迅速掌握学生的学习

情况，从而进一步优化教学过程。

《智能"控"灯一点亮美好生舌》学习评价表《智能”控“灯一点亮美好生活》作品自评表

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