小学信息技术泰山版 (2018)第3册第9课 光线传感调亮度教案设计

这是一份小学信息技术泰山版 (2018)第3册第9课 光线传感调亮度教案设计，共6页。教案主要包含了核心素养目标，教学重难点，教学方法，教学准备，教学过程等内容，欢迎下载使用。

1. 信息意识
- 让学生了解光线传感器在获取环境光线信息方面的作用，认识到信息技术能够感知和处理现实世界中的各种信息。
2. 计算思维
- 通过分析光线传感调亮度的原理和算法，培养学生将实际问题转化为可计算模型的能力。
3. 数字化学习与创新
- 学生通过在机器人编程环境中进行实践操作，掌握利用数字化工具和技术进行创新实践的方法。
二、教学重难点
（一）教学重点
1. 理解光线传感器的工作原理和功能，掌握读取光线传感器数据的方法。
2. 学会根据光线传感器的数据编写程序，实现机器人的亮度调节。
（二）教学难点
1. 如何根据不同的光线条件，合理设置亮度调节的算法和参数，使机器人的亮度输出能够适应环境变化。
2. 培养学生的创新思维和综合运用知识的能力，能够设计出具有实际应用价值的光线传感调亮度方案。
三、教学方法
讲授法、演示法、实验法、任务驱动法、小组合作法
四、教学准备
1. 教学硬件：机器人套件（包含光线传感器）、计算机。
2. 软件环境：机器人编程软件。
3. 教学材料：PPT 课件、实验记录表格、任务单。
五、教学过程
（一）导入新课
1. 教师在课堂上关闭灯光，拉上窗帘，营造一个较暗的环境，然后打开一盏台灯，并将台灯的亮度逐渐调亮。
- 提问学生：“在这个过程中，你们观察到了什么现象？”引导学生回答出光线的变化和台灯亮度的变化。
- 接着教师拿出一个带有光线传感器的机器人，向学生展示，并提问：“大家猜一猜，这个机器人能不能像我们的眼睛一样感知光线的变化呢？”激发学生的好奇心和探究欲望。
2. 引出本节课的主题——光线传感调亮度，告诉学生今天将学习如何利用光线传感器让机器人根据环境光线的变化自动调整亮度。
（二）知识讲解
1. 光线传感器的工作原理
- 教师使用 PPT 课件，结合图片和动画，向学生讲解光线传感器的工作原理。光线传感器是一种能够将光线强度转换为电信号的装置，它通常由光敏元件组成，当光线照射到光敏元件上时，光敏元件的电阻值会发生变化，从而产生不同的电信号。机器人通过读取光线传感器产生的电信号，就可以知道当前环境的光线强度。
- 为了让学生更好地理解光线传感器的工作原理，教师可以举一些生活中的例子，如手机的自动亮度调节功能、楼道里的感应灯等，这些都是利用了光线传感器的原理。
2. 在机器人编程环境中使用光线传感器
- 打开机器人编程软件，连接好机器人设备，教师向学生演示如何在编程环境中添加光线传感器模块，并读取光线传感器的数据。
- 介绍光线传感器在编程软件中的数据表示方式，通常是以数值的形式表示光线强度，数值越大表示光线越强，数值越小表示光线越弱。
- 提醒学生在编程过程中要注意光线传感器模块的连接端口和参数设置，确保能够正确读取光线传感器的数据。
（三）实验探究
1. 教师将学生分成小组，每组发放一个机器人套件、一张实验记录表格和一份任务单。
2. 布置实验任务：让学生在不同的光线条件下（如强光、弱光、中等光），读取光线传感器的数据，并记录在实验记录表格中。
- 学生按照任务单的要求，将机器人放置在不同的光线环境中，然后在编程软件中编写简单的程序，读取光线传感器的数据，并将数据显示在机器人的屏幕上或通过计算机的串口输出。
- 教师在各小组之间巡回指导，观察学生的实验操作过程，及时给予帮助和指导。提醒学生注意安全，正确使用机器人设备，避免损坏设备。
3. 实验结束后，各小组汇报自己的实验结果，教师将各小组的实验数据汇总在黑板上，引导学生观察和分析光线传感器数据与光线强度之间的关系。
- 提问学生：“从实验数据中，你们能发现什么规律？”鼓励学生积极发言，引导学生总结出光线越强，光线传感器数据越大；光线越弱，光线传感器数据越小的规律。
（四）案例演示
1. 教师在机器人编程软件中，演示一个完整的光线传感调亮度的程序案例。
- 创建一个变量来存储光线传感器的数据，然后根据光线传感器数据的大小，通过条件判断语句来控制机器人的亮度输出。例如，当光线传感器数据小于一定值时，将机器人的亮度调亮；当光线传感器数据大于一定值时，将机器人的亮度调暗。
- 在程序中添加适当的延迟和循环结构，使机器人能够实时根据光线变化调整亮度。
- 教师在演示过程中，详细讲解程序的每一步逻辑和代码的含义，让学生能够清晰地理解光线传感调亮度的实现过程。
2. 演示完成后，教师再次强调在编写程序时需要注意的一些问题，如条件判断的边界值设置、亮度调节的幅度控制等，以确保程序的稳定性和可靠性。
（五）实践操作
1. 学生根据教师的演示和自己的实验结果，在小组内合作完成光线传感调亮度的程序编写和调试任务。
- 教师给每个小组发放不同的场景任务卡，如“智能路灯”“室内灯光自动调节系统”“舞台灯光效果模拟”等，要求学生根据任务卡的要求，设计并实现相应的光线传感调亮度方案。
- 学生在编程过程中，可以参考教师提供的案例和教材中的相关内容，也可以发挥自己的创意和想象力，对程序进行优化和改进。
- 教师鼓励学生在小组内积极讨论，相互协作，共同解决遇到的问题。在学生操作过程中，教师继续巡回指导，及时发现学生的问题并给予针对性的指导和帮助。
（六）小组展示与交流
1. 各小组完成任务后，推选一名代表进行作品展示和讲解。展示内容包括小组设计的光线传感调亮度方案、程序的实现过程以及在实践过程中遇到的问题和解决方法。
2. 其他小组的同学认真倾听，并在展示结束后进行提问和评价。评价内容包括方案的创意性、实用性、程序的稳定性和准确性以及小组的团队协作能力等方面。
3. 教师对各小组的展示进行总结和评价，肯定各小组的优点和成绩，同时也指出存在的问题和不足之处，并提出改进的建议和意见。通过小组展示和交流，让学生相互学习，共同提高，培养学生的表达能力和评价能力。
（七）课堂总结
1. 教师与学生一起回顾本节课所学的主要内容，包括光线传感器的工作原理、在机器人编程中使用光线传感器的方法、光线传感调亮度的实现过程以及在实践过程中需要注意的问题等。
2. 总结学生在本节课中的表现，表扬学生在实验探究、实践操作和小组合作等方面的积极表现和取得的成绩，同时也鼓励学生在今后的学习中继续努力，不断提高自己的信息技术素养和创新能力。
（八）拓展延伸
1. 教师提出一些拓展性的问题，引导学生进一步思考和探索光线传感器的应用：“除了调节亮度，光线传感器还可以应用在哪些方面？”“如何利用光线传感器实现更复杂的功能，如自动避障、跟随光线等？”鼓励学生课后查阅相关资料，进行深入研究和实践。
2. 布置课后作业：让学生回家后，利用光线传感器和其他电子元件，设计一个简单的智能家居小作品，如自动窗帘、光控小夜灯等，并将作品的设计思路和实现过程记录下来，下节课与同学们分享。