《开关量与控制》教案-2025-2026学年浙教版六年级信息技术下册

《开关量与控制》教案・2025・2026学年浙教版小学信息技术六年级下

册

一、学情分析

六年级学生已掌握连续量与开关量、开关量的生成、与运算、或运算的规则

与应用，能识别开关量状态、填写真值表、绘制简单逻辑流程图，具备初步的控

制系统分析能力。但对“逻辑运算如何整合到完整控制系统中实现精准控制”缺乏

系统认知；对“开关量一逻辑运算一执行控制''的完整链路理解不深；难以独立根

据实际需求选择合适的逻辑运算（与/或）设计简单控制方案。学生具象思维为

主，需依托“完整案例拆解一部件功能分析一逻辑整合一方案设计”的流程，结合

实物、图表、模拟活动，逐步建构“开关量与控制”的系统思维。

二、教材分析

《开关量与控制》是浙教版2023版六下第二单元“控制系统中的运算”的收

官课（第1（）课），承接前5课知识，是从“逻辑运算理论”到“控制系统应用”的关

键一课。教材核心内容包括：开关量在控制系统中的作用（输入、判断、控制）、

控制系统的基本组成（传感器、逻辑判断模块、执行器）、与/或运算在控制中的

整合应用、小型开关控制系统的设计步骤（需求分析一条件梳理一逻辑选择一流

程图设计一方案验证）、生活中的综合控制案例（楼道灯、智能温室、自动门）。

教材编写特点：以“楼道灯控制系统”为核心案例，完整拆解“开关量采集一逻辑

运算一执行控制''全链路；强调“根据需求选逻辑”的设计思维；弱化硬件细节，

聚焦“逻辑与控制，，的核心关联，符合小学学段认知；同时渗透“系统设计”的工程

思维，为后续编程与硬件控制奠基。本课是单元知识的综合应用与升华，直接影

响学生对“数据运算实现控制”的完整理解与实践能力。

三、核心素养目标

1.信息意识：理解开关量是控制系统的“逻辑基础”，能识别控制系统中的开

关量输入、逻辑运算、执行输出环节，感知开关量与逻辑运算对精准控制的支撑

作用。

2.计算思维：能拆解小型开关控制系统的组成与工作流程；能根据实际控制

需求，选择合适的逻辑运算（与/或）；能用流程图完整表达“开关量-逻辑运算

一执行控制”的链路；初步建立“系统分解一逻辑建模一方案设计”的思维模型。

3.数字化学习与创新：能小组合作分析综合控制案例；能按步骤设计简单的

开关控制系统方案；能通过模拟或画图验证方案合理性；培养系统设计与创新应

用能力。

4.信息社会责任：了解开关最控制在生活、农业、安防中的广泛应用，认识

技术设计需兼顾安全性、实用性、便捷性；培养严谨的工程设计态度与技术服务

生活的意识。

四、教学重难点

重点：理解开关量在控制系统中的作用；掌握小型开关控制系统的组成（传

感器、逻辑判断、执行器）；能根据需求选择与/或运算设计简单控制方案。

难点：完整拆解并描述“开关量采集一逻辑运算一执行控制''的全链路；能

综合考虑需求，合理选择逻辑运算并验证方案。

五、教学过程

（-）复习导入：从“逻辑运算”到“系统控制”

教师活动：

1.快速复习前课核心知识：

师：与运算和或运算的核心规则分别是什么？

生：与运算——全1才1,同时满足：或运算——有1则1,满足其一。

师：它们在控制系统中分别解决什么问题？

生：与运算解决“多条件同时满足”的控制；或运算解决“多条件任选触发”的

控制。

2.情境设问，引出本课主题：

师：一个完整的智能控制系统（如楼道灯），从“感知光线、有人“到“灯亮”，

需要经历哪些环节？开关量和逻辑运算在里面扮演什么角色？

师：今天我们就来探究《开关量与控制》，看看如何用开关量和逻辑运算设

计完整的控制系统。

学生活动：

快速回答复习问题，巩固逻辑运算规则;

思考设问，带着“系统环节、开关量作用”的疑问进入新课。

设计意图：温故知新，从“单一逻辑运算''自然过渡至上完整系统控制“，聚焦

本课核心问题，激发探究欲望，建立前后知识的逻辑关联。

（二）新知建构1:开关量控制系统的组成与作用

教师活动：

1.结合教材原文，明确开关量控制系统的二大核心组成（板书/投影）：

教材定义：一个完整的开关量控制系统，由传感器（采集开关量）、逻辑判

断模块（与/或运算）、执行器（输出控制）三部分组成，开关量是连接各部分的

“信号桥梁”。

2.以“智能楼道灯”为例，逐部件拆解功能（投影教材系统图）：

传感器（输入）：

光线传感器：采集“光线亮/暗”开关量（0=亮，1二暗）；

人体传感器：采集“有人/无人“开关量（0=无人，1=有人）；

逻辑判断模块（运算）：对两个开关量进行或运算（有1则1）;

执行器（输出）：路灯——根据逻辑结果执行“亮/灭”（1二亮，0二灭）。

3.出示完整工作链路流程图（板书）：

传感器采集一开关量A（光线）、开关量B（人体）

逻辑判断模块（或运算）一结果Y

I

执行器（路灯）一亮/灭控制

师生互动：

师：传感器的作用是什么？它输出的是什么信号？

生：传感潜采集外界状态，输出开关量信号（0/1）o

师：逻辑判断模块的核心工作是什么？

生：对开关量进行与/或运算，判断是否触发执行器。

师：执行器根据什么动作？

生：根据逻辑运算的结果（Y=l或0）执行控制。

设计意图：紧扣教材组成定义与系统图，用“核心部件+案例拆解+流程图''

三重方式，把抽象系统转化为具象链路，帮助学生理解各部件功能与开关量的桥

梁作用。

（三）新知建构2：逻辑运算的选择——根据需求选与/或

教师活动：

1.结合教材“逻辑选择”内容，明确选择原则：

教材原则：控制需求决定逻辑运算——需要“同时满足多条件''选与运算；需

要“满足任一条件”选或运算。

2.案例分析（教材配套案例）：

案例1：智能温室通风系统——需求：温度＞3（）C且湿度＞80%,才开窗（与

运算）；

原因:必须同时满足高温、高湿才通风,避免浪费能源;

案例2：自动门——需求：有人靠近或按下按钮，就开门（或运算）；

原因：任一触发条件都开门，方便通行；

案例3：保险箱——需求：密码正确且钥匙插入，才开锁（与运算）；

原因：双重验证，保障安全；

案例4：火灾喷淋——需求：烟雾超标或温度超标，就喷水（或运算）；

原因：任一危险出现就喷水，保障安全。

3.提问强化选择逻辑：

师：选择与运算或或运算，第一步要做什么？

生：先分析控制需求，看是要同时满足还是满足其一。

师生互动：

师：智能温室通风为什么不用或运算？

生：如果用或运算，高温低湿或低温高湿也通风，浪费能源，不符合需求。

师：自动门用或运算有什么好处？

生：不管是有人靠近还是按按钮都开门，更方便、更灵活。

设计意图：结合教材选择原则与案例，通过“需求一逻辑一原因”的拆解，帮

助学生掌握逻辑选择方法，落实计算思维；同时结合安全、节能场景，渗透社会

责任。

（四）教材内容深化：小型开关控制系统的设计步骤

教师活动：

1.聚焦教材”系统设计步骤”，梳理五大核心步骤（板书/投影）：

教材步骤：①需求分析一②条件梳理（确定开关量）一③逻辑选择（与/或）

一④流程图设计一⑤方案验证。

2.以“校园楼道灯改造”为项目，按步骤示范设计：

步骤1：需求分析：天黑或有人时灯亮，天亮且无人时灯灭；

步骤2：条件梳理：

条件A：光线暗（1=暗，0二亮）；

条件B：有人（1二有人，0二无人）；

输出Y：灯亮（1=亮，0二灭）；

步骤3：逻辑选择：满足任一条件即可一或运算；

步骤4：流程图设计（教材标准格式）：

开始一光线传感器（A）一人体传感器（B）一或运算判断一路灯（Y）

一结束

步骤5：方案验证：

场景1：天亮、无人—A=0,B=0-Y=0—•灯灭（符合）；

场景2：天亮、有人—A=0,B=l—Y=1一灯亮（符合）；

场景3：天黑、无人—A=l,B=0—>Y=1T灯亮（符合）；

场景4：天黑、有人—A=l,B=l-+Y=l-灯亮（符合）。

师生互动：

师：设计系统的第一步为什么是需求分析？

生：只有明确需求，才能确定条件和逻辑，避免设计错误。

师：方案验证的目的是什么？

生：检查设计是否符合需求，及时发现问题并修改。

设计意图：回归教材设计步骤，用“校园楼道灯♦”真实项目示范，把抽象设计

流程转化为可操作步骤，培养系统设计能力，落实数字化学习与创新目标。

（五）小组实践：设计“班级智能饮水机控制方案”

教师活动：

1.布置实践任务（教材拓展任务）：

需求：水温＞95℃或按下出水按钮，才出水；水温W95c且未按按钮，

不出水；

要求：按五大步骤设计，填写设计表，绘制流程图；

分组：4人一组，分工完成需求分析、条件梳理、逻辑选择、画图、验证。

2.巡视指导，重点关注：

开关量定义是否清晰；

逻辑运算选择是否正确；

流程图是否规范；

场景验证是否全面。

3.选取2-3组作品展示点评。

学生活动：

小组合作，完成设计表与流程图；

展示作品，说明设计思路与验证结果；

互评作品，提出修改建议。

设计意图：通过真实生活项目实践，巩固系统设计步骤，培养合作探究、创

新设计与表达能力；强化”需求一设计一验证''的工程思维。

（六）易错辨析：开关量控制的常见误区

教师活动：

1.出示易混判断题，学生判断并说明理由：

①开关量控制系统不需要逻辑运算（X,逻辑运算核心，决定控制结果）；

②只要有两个条件，就用或运算（X,