第6课 奔向光明-亮度传感器的应用和条件控制 教学设计-2023--2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册

第6课奔向光明——亮度传感器的应用和条件控制教学设计-2023—-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第6课奔向光明——亮度传感器的应用和条件控制教学设计-2023—-2024学年清华大学版（2012）初中信息技术九年级下册教材分析第6课“奔向光明——亮度传感器的应用和条件控制”是清华大学版初中信息技术九年级下册教材中的一部分。本节课主要讲解了亮度传感器的基本原理、应用以及条件控制方法，旨在培养学生的实践操作能力和创新能力。教学内容与实际生活紧密相连，有助于学生理解信息技术在现实世界中的应用。核心素养目标本节课旨在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任。通过亮度传感器的应用，学生将学会运用信息技术解决实际问题，提升逻辑思维和创新能力；同时，通过条件控制的实践，学生将增强对数字化工具的掌握和应用，培养负责任的信息使用习惯。教学难点与重点1.教学重点，

①掌握亮度传感器的工作原理和基本操作方法；

②理解亮度传感器的应用场景和实际意义，能够将理论知识应用于实践；

③熟练运用编程语言实现亮度传感器的条件控制功能，实现简单自动化控制。

2.教学难点，

①理解亮度传感器输出信号与光照强度之间的关系，并能准确读取和处理这些信号；

②设计并实现复杂条件控制逻辑，确保传感器在多变环境下的稳定工作；

③结合实际需求，灵活选择和配置传感器及其相关组件，优化系统性能。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解亮度传感器的基本原理和应用，为学生搭建知识框架。

2.实验法：引导学生进行实际操作，观察亮度传感器的反应，加深理解。

3.讨论法：鼓励学生就传感器应用中的问题进行小组讨论，培养团队合作能力。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示亮度传感器的原理图和工作流程，直观教学。

2.互动软件：运用编程软件进行实时演示，让学生直观感受编程过程。

3.实物操作：使用实物传感器进行实际操作，增强学生的动手能力和实践技能。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过展示生活中的自动化设备，如自动调节亮度的照明系统，提问学生这些设备是如何感知环境并做出反应的，以此引发学生对亮度传感器的好奇心。

-回顾旧知：简要回顾传感器的基本概念和作用，以及编程基础，为后续内容的学习做好铺垫。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：

1.详细讲解亮度传感器的工作原理，包括光敏元件、电路设计、信号输出等。

2.介绍亮度传感器的分类、特点和适用范围。

3.讲解如何通过编程语言控制亮度传感器，实现条件控制功能。

-举例说明：

1.通过实际案例，如智能照明系统、自动窗帘等，展示亮度传感器的应用。

2.展示亮度传感器在不同环境下的工作效果，帮助学生理解其应用价值。

-互动探究：

1.分组讨论：让学生分组讨论亮度传感器可能遇到的问题和解决方案。

2.实验操作：指导学生进行亮度传感器的简单实验，观察传感器的响应。

3.巩固练习（约30分钟）

-学生活动：

1.完成亮度传感器的编程练习，实现简单的条件控制。

2.设计一个基于亮度传感器的实用项目，如自动调节室内亮度的系统。

-教师指导：

1.对学生的编程过程进行个别指导，纠正错误，提供帮助。

2.对设计项目进行点评，鼓励创新，同时指出改进方向。

3.组织学生展示他们的项目，分享设计思路和实施过程。

4.拓展活动（约15分钟）

-分享案例：邀请学生分享他们从网络上找到的关于亮度传感器应用的案例。

-想象未来：让学生发挥想象力，讨论未来可能出现的新型亮度传感器及其应用。

5.总结与反思（约5分钟）

-总结：回顾本节课的主要内容，强调亮度传感器的应用和条件控制的重要性。

-反思：引导学生思考如何将所学的知识应用到日常生活中，以及如何进一步提升自己的编程能力。

6.布置作业（约5分钟）

-布置课后编程作业，要求学生独立完成一个简单的亮度传感器控制项目。

-布置思考题，鼓励学生在课后进一步探索亮度传感器的其他应用场景。学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够理解并掌握亮度传感器的基本原理和工作机制。

-学生能够识别不同类型的亮度传感器，并了解它们的应用场景。

-学生能够运用所学知识解释亮度传感器在现实生活中的具体应用。

2.技能提升：

-学生通过实践操作，能够熟练使用亮度传感器进行简单的条件控制。

-学生能够编写基本的编程代码，控制亮度传感器的行为，实现自动化控制。

-学生在小组讨论和项目中，能够运用团队合作精神，共同解决问题。

3.思维发展：

-学生在分析亮度传感器应用问题时，能够运用逻辑思维进行系统设计。

-学生通过实验和项目实践，培养了解决实际问题的创新思维。

-学生在探究亮度传感器的工作原理和应用时，能够提出假设并进行验证。

4.应用能力：

-学生能够将亮度传感器应用于实际项目中，如设计一个自动调节室内亮度的系统。

-学生能够根据实际需求，选择合适的传感器和组件，优化系统性能。

-学生在项目实施过程中，能够学会评估项目效果，提出改进措施。

5.信息素养：

-学生通过学习，能够更好地理解信息技术在现代社会中的作用。

-学生能够批判性地评估信息来源，并学会利用信息解决问题。

-学生在信息检索和整理过程中，提高信息获取和处理能力。

6.社会责任感：

-学生在了解亮度传感器应用的同时，认识到节约能源和环保的重要性。

-学生在设计和实施项目时，考虑社会影响，培养社会责任感。

-学生通过合作学习，学会尊重他人，培养良好的团队协作精神。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课的主要内容，强调亮度传感器的基本原理、应用场景和编程控制方法。

2.总结亮度传感器在现实生活中的重要性，如智能照明系统、自动窗帘等。

3.强调编程在自动化控制中的关键作用，以及学生通过编程提升解决问题能力的意义。

4.鼓励学生在课后继续探索亮度传感器的其他应用，如智能家居、环境监测等。

当堂检测：

1.知识点检测：

-提问学生亮度传感器的工作原理是什么？

-询问学生如何通过编程控制亮度传感器的开关？

-让学生描述亮度传感器在生活中的应用实例。

2.技能应用检测：

-分发编程任务，要求学生编写代码控制亮度传感器，实现简单的条件控制。

-观察学生在编程过程中的操作，评估其编程能力和问题解决能力。

3.项目评估检测：

-让学生展示他们在课堂上设计的亮度传感器应用项目，如自动调节室内亮度的系统。

-评估学生的项目设计思路、实施过程和项目效果。

4.反馈与讨论：

-鼓励学生互相评价项目，提出改进建议。

-教师总结学生在项目中的优点和不足，提供针对性的指导。

5.课后作业布置：

-布置课后编程作业，要求学生独立完成一个基于亮度传感器的项目。

-布置思考题，引导学生思考亮度传感器在未来的发展趋势和应用前景。典型例题讲解例题1：

假设我们有一个亮度传感器，其输出电压与光照强度成正比。当光照强度为100Lx时，传感器输出电压为2V；当光照强度为200Lx时，传感器输出电压为4V。编写一个程序，当光照强度低于100Lx时，LED灯关闭；当光照强度在100Lx到200Lx之间时，LED灯以50%的亮度闪烁；当光照强度高于200Lx时，LED灯全亮。

答案：

```python

#假设sensor_value为亮度传感器读数，led_state用于控制LED灯的状态

sensor_value=read_sensor()#读取传感器值

ifsensor_value<100:

led_state='off'#关闭LED灯

elif100<=sensor_value<=200:

led_state='blink'#闪烁LED灯

else:

led_state='on'#全亮LED灯

control_led(led_state)#控制LED灯状态

```

例题2：

设计一个程序，使用亮度传感器控制一个继电器，当光照强度低于设定的阈值时，继电器断开，关闭一个电路；当光照强度高于阈值时，继电器闭合，开启电路。

答案：

```python

#假设sensor_value为亮度传感器读数，threshold为设定的阈值

sensor_value=read_sensor()#读取传感器值

threshold=150#设定阈值

ifsensor_value<threshold:

relay_state='open'#断开继电器

else:

relay_state='close'#闭合继电器

control_relay(relay_state)#控制继电器状态

```

例题3：

编写一个程序，使用亮度传感器控制一个风扇，当光照强度低于设定的阈值时，风扇停止转动；当光照强度高于阈值时，风扇以中速转动。

答案：

```python

#假设sensor_value为亮度传感器读数，fan_speed用于控制风扇速度

sensor_value=read_sensor()#读取传感器值

threshold=100#设定阈值

ifsensor_value<threshold:

fan_speed='stop'#停止风扇

else:

fan_speed='medium'#中速转动风扇

control_fan(fan_speed)#控制风扇速度

```

例题4：

设计一个程序，使用亮度传感器控制一个户外照明系统，当夜晚来临（光照强度低于设定阈值）时，自动打开所有路灯；当白天到来（光照强度高于设定阈值）时，关闭所有路灯。

答案：

```python

#假设sensor_value为亮度传感器读数，threshold为设定的阈值

sensor_value=read_sensor()#读取传感器值

threshold=50#设定阈值

ifsensor_value<threshold:

light_state='on'#打开路灯

else:

light_state='off'#关闭路灯

control_lights(light_state)#控制路灯状态

```

例题5：

编写一个程序，使用亮度传感器控制一个温室的灌溉系统，当土壤湿度低于设定阈值时，自动开启灌溉系统；当土壤湿度达到或超过阈值时，关闭灌溉系统。

答案：

```python

#假设sensor_value为亮度传感器