《智能灯光系统的设计》教学设计-2026-2027学年川教版（新版）小学信息科技六年级上册

《智能灯光系统的设计》教学设计-2026-2027学年川教版（新版）小学信息科技六年级上册一、学情分析本课是单元最后一课，学生已经学习前三课，掌握系统拆分组合、信息系统五要素、计算机智能控制系统“输入—计算—输出”模型。学生具备系统分析、绘制框图的基础能力，能够对系统进行模块化拆分，理解传感器采集、计算机判断、执行器输出的控制逻辑。六年级学生具备一定的工程设计思维，能够根据生活需求构思方案，但在完整系统设计时，容易出现需求定位不清、模块搭配不合理、流程逻辑不完整的问题；在绘制系统层次图、工作流程图时，容易混淆层次结构图和流程图两种不同图表。学生乐于小组合作完成设计任务，适合线下课堂以项目式设计任务为主，借助表格、层次图、流程图开展设计实践。二、教材分析本课是2026-2027学年新教材川教版六年级上册第二单元《智能家居细分析》最后一课，是单元综合实践课，综合运用前三课全部知识。教材创设情境：熊猫爸爸提出设计一套家庭智能灯光系统。教材“知识积累·学一学”板块，讲解智能灯光系统设计的一般步骤：明确需求→系统拆分→绘制系统层次图→绘制工作流程图。教材把智能灯光系统拆分为三大模块：环境感知模块、控制模块、执行模块。环境感知模块包含光线传感器、人体红外传感器；控制模块是计算机控制主机；执行模块是智能灯泡。教材配套“集思广益·说一说”、“巩固拓展·练一练”、“体验探索·试一试”设计任务，要求学生完成系统层次图绘制、工作流程图绘制，完整设计智能灯光系统。本课是单元知识的综合应用，让学生体验完整的小型信息系统工程设计流程。三、核心素养目标（依据2022版信息科技课程标准）1.信息意识：理解智能灯光系统的设计流程，能够结合家庭真实用光需求，确定智能灯光系统的功能目标；感知智能灯光系统节能、便捷的应用价值。2.计算思维：综合运用系统拆分思想，拆分智能灯光系统为感知、控制、执行三大模块；能够绘制系统层次图描述系统结构；绘制工作流程图描述系统工作逻辑；能够根据需求优化设计方案。3.数字化学习与创新：小组合作完成智能灯光系统完整设计，使用层次图、流程图、设计表记录设计成果；能够结合生活需求，提出合理的功能优化创意。4.信息社会责任：在系统设计时考虑节能、安全、隐私保护；认识智能系统设计要贴合真实生活需求，不盲目增加不必要的模块，树立节约、安全的设计理念。四、教学重难点1.教学重点：掌握智能灯光系统设计完整步骤；将智能灯光系统拆分为环境感知、控制、执行三大模块；绘制系统层次图与工作流程图。2.教学难点：区分系统层次图（描述系统结构）和工作流程图（描述工作先后顺序）；独立完成完整系统设计，保证逻辑合理，符合真实生活需求。五、教学过程环节一：情境导入，明确设计任务师：回顾本单元前面三课，我们学习了系统拆分、智能家居信息系统、计算机智能控制系统。今天我们综合所有知识，完成系统设计。教材情境：熊猫爸爸想要设计一套家庭智能灯光系统。

师：提问：大家想一想，家里的智能灯光，我们希望实现什么功能？

生1：天黑有人进入房间，自动开灯。

生2：房间没人，自动关灯，节约用电。

生3：光线充足的时候，即使有人，灯也不打开。

师：很好，这就是我们的设计需求。本节课我们学习《智能灯光系统的设计》，我们跟着教材的设计步骤，小组合作完成智能灯光系统的完整设计。板书课题。

【设计意图】复习单元知识，依托教材熊猫爸爸的设计情境，明确本节课的工程设计任务，激发学生的设计探究兴趣。环节二：研读教材，学习系统设计步骤师：请同学们阅读教材“知识积累·学一学”板块，找出智能灯光系统设计的四个步骤。默读教材文字。师：谁来说一说教材给出的设计步骤？生：第一步明确需求；第二步系统拆分；第三步绘制系统层次图；第四步绘制工作流程图。师：教师板书四步设计流程。我们一步步完成设计。明确需求：我们设计的智能灯光，需求：当房间光线暗，并且检测到有人进入房间，自动开灯；房间无人，自动关灯；光线充足时，不开启灯光。系统拆分。教材把智能灯光系统拆分为三大子模块：环境感知模块、控制模块、执行模块。我们一起看每个模块包含什么。教师出示黑板拆分表格。智能灯光系统模块模块功能包含组件环境感知模块采集环境信息光线传感器、人体红外传感器控制模块接收数据、计算判断、发出指令计算机控制主机执行模块执行开灯、关灯动作智能灯泡师：提问：环境感知模块的作用是什么？

生：采集房间亮度、有没有人这些环境信息。

师：控制模块的作用？

生：计算机接收传感器数据，判断是否满足开灯条件，发出控制指令。

师：执行模块？

生：接收指令，完成开灯、关灯动作。

【设计意图】研读教材原文，学习工程设计四步骤，完成系统拆分，使用表格梳理三大模块，落实本课重点。环节三：绘制系统层次图（教材“巩固拓展·练一练”）师：教材任务，绘制智能灯光系统层次图。层次图用来描述系统的分层结构，展示系统由哪些子模块组成。教师在黑板示范绘制层次图。智能灯光系统

├─环境感知模块

│├─光线传感器

│└─人体红外传感器

├─控制模块

│└─计算机控制主机

└─执行模块

└─智能灯泡师：层次图是描述系统组成结构，展示模块之间的从属关系，不描述先后动作。请同学们在练习纸上绘制层次图，小组互相检查。

师：找学生展示层次图，点评。重点提醒：层次图表达系统的组成结构，不是工作流程。

【设计意图】落实教材练习，学习绘制系统层次图，理解层次图表达系统结构，区分层次图和流程图。环节四：绘制系统工作流程图（教材“体验探索·试一试”）师：接下来，我们绘制工作流程图。流程图描述系统工作的先后顺序，也就是信息流转和控制动作的过程。我们以“晚上有人进入书房”场景为例。

教师在黑板示范流程图：传感器采集房间亮度、人体信息→数据传给计算机控制主机→计算机判断：光线暗+检测到人→发送开灯指令→智能灯泡开启

持续监测：无人→计算机判断，发送关灯指令→灯泡关闭师：请小组讨论，完善这个场景的完整流程图，写在练习纸上。

师：邀请小组上台展示流程图。提问学生：计算机需要同时满足哪两个条件，才会开灯？

生：光线昏暗，并且检测到房间有人，两个条件同时成立，才开灯。

师：总结：计算机要同时判断多个条件，这就是计算机智能控制系统的逻辑判断。

【设计意图】依托教材试一试任务，学习绘制工作流程图，描述系统动态工作过程，突破本课难点，区分层次图和流程图。环节五：教材“集思广益·说一说”小组讨论，方案优化师：教材讨论问题：我们设计的智能灯光系统，还可以增加哪些功能？增加功能需要新增哪些模块？小组交流。

生1：增加亮度调节，需要调光模块。

生2：增加定时关灯，在控制模块软件里增加定时程序。

生3：可以增加远程手机控制，需要网络模块。

师：追问：我们设计系统的时候，是不是模块越多越好？

生：不是，要根据实际需求，多余模块会增加成本，还增加故障风险。

师：总结：系统设计，以满足真实需求为目标，合理选择模块，兼顾节能、安全、成本。同时灯光系统长时间采集人体感应信息，设计时要考虑隐私保护。

【设计意图】依托教材讨论板块，引导学生对方案进行优化，辩证思考系统设计，落实信息社会责任素养。环节六：课堂小结师：本节课是单元综合实践课，我们综合运用本单元全部知识，学习智能灯光系统完整设计流程：明确需求→系统拆分→绘制层次图→绘制工作流程图。我们把智能灯光拆分为环境感知、控制、执行三大模块；区分层次图描述系统结构，流程图描述工作过程。本单元从系统拆分、信息系统、计算机控制，到完整系统设计，完整学习智能家居细分析，体验小型智能信息系统的工程设计全过程。六、结语本课作为单元收官课，综合运用单元前三课的系统思想、信息系统模型、计算机控制模型，带领学生完整经历小型智能系统工程设计的全过程。学生通过研读教材、表