教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科信息科技年級(jí)六年級(jí)學(xué)期春季課題開(kāi)關(guān)量的或運(yùn)算教科書書名：義務(wù)教育教科書信息科技教材出版社：浙江教育出版社出版日期：2022年7月教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)智能通風(fēng)系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)探究開(kāi)關(guān)量或運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則，理解邏輯運(yùn)算可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制需求。2.通過(guò)紫外消毒燈開(kāi)關(guān)的控制設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)開(kāi)關(guān)量非運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則，理解從需求分析到項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。3.對(duì)比三種邏輯運(yùn)算，梳理三種邏輯運(yùn)算的聯(lián)系和區(qū)別，能夠根據(jù)解決問(wèn)題的功能需求合理選擇邏輯運(yùn)算。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：理解開(kāi)關(guān)量或運(yùn)算和非運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則。教學(xué)難點(diǎn)：能夠根據(jù)與或非三種邏輯運(yùn)算的物事和解決問(wèn)題的功能需求合理選擇邏輯運(yùn)算。教學(xué)過(guò)程一、情境導(dǎo)入師：同學(xué)們好，上節(jié)課我們?cè)O(shè)計(jì)了智能澆花系統(tǒng)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了開(kāi)關(guān)量的與運(yùn)算。今天我們先來(lái)看一個(gè)視頻。（播放視頻：春夏時(shí)節(jié)，大棚內(nèi)容易出現(xiàn)高溫高濕的現(xiàn)象，對(duì)棚內(nèi)植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響）我們?cè)撊绾谓鉀Q這個(gè)問(wèn)題呢?我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)智能通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)開(kāi)啟負(fù)壓風(fēng)機(jī)和水簾等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫除濕。二、探索開(kāi)關(guān)量的或運(yùn)算1.建立模型師：開(kāi)啟負(fù)壓風(fēng)機(jī)與哪些因素有關(guān)？什么時(shí)候開(kāi)啟動(dòng)負(fù)壓風(fēng)機(jī)？請(qǐng)思考后填寫學(xué)習(xí)任務(wù)單第一題？（停頓2秒）師：與棚內(nèi)溫度和棚內(nèi)濕度兩個(gè)因素有關(guān)，當(dāng)棚內(nèi)溫度大于閾值（高溫）或者棚內(nèi)濕度大于閾值（高濕）時(shí)，打開(kāi)負(fù)壓風(fēng)機(jī)。2.開(kāi)關(guān)量或運(yùn)算①開(kāi)關(guān)量生成師：（播放課件）請(qǐng)同學(xué)們回顧上節(jié)課開(kāi)關(guān)量與運(yùn)算的內(nèi)容，想想看，這個(gè)運(yùn)算過(guò)程涉及了哪兩個(gè)開(kāi)關(guān)量？這兩個(gè)開(kāi)關(guān)量又經(jīng)過(guò)了怎樣的運(yùn)算生產(chǎn)了一個(gè)新的開(kāi)關(guān)量？師：是的，大棚溫度是否過(guò)高是開(kāi)關(guān)量1，用大棚溫度>閾值表示，大棚濕度過(guò)高是開(kāi)關(guān)量2，用大棚溫度>閾值表示，開(kāi)關(guān)量1與開(kāi)關(guān)量2經(jīng)過(guò)或運(yùn)算生成總開(kāi)關(guān)量，如果結(jié)果為真則打開(kāi)風(fēng)機(jī)。那么，或運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則又是怎樣的呢？什么情況下為結(jié)果為真呢？讓我們用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一下。②或運(yùn)算實(shí)驗(yàn)師：在上節(jié)開(kāi)關(guān)量的與運(yùn)算實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，根據(jù)開(kāi)關(guān)量1和開(kāi)關(guān)量2的取值不同，實(shí)驗(yàn)有四種情況，同樣，或運(yùn)算也是四種情況。我們看看分別是哪四種：師：為了完成這四次實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你思考一下，每一次實(shí)驗(yàn)，溫度和濕度應(yīng)該是怎樣的？請(qǐng)完成學(xué)單。師：思考一下，如何營(yíng)造模擬環(huán)境實(shí)現(xiàn)這四種數(shù)據(jù)呢？實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)不用人為營(yíng)造就能滿足，實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)我們可以通過(guò)小燈泡加熱來(lái)提高溫度，實(shí)驗(yàn)3的數(shù)據(jù)我們可以通過(guò)使用手持加濕器來(lái)提高濕度，實(shí)驗(yàn)4可以既用小燈泡加熱，又用加濕器加濕來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面讓我們開(kāi)始吧，注意邊實(shí)驗(yàn)，邊記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果！③實(shí)驗(yàn)總結(jié)師：4個(gè)實(shí)驗(yàn)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)分別是關(guān)、開(kāi)、開(kāi)、開(kāi)，相對(duì)應(yīng)的總開(kāi)關(guān)量是假、真、真、真。師：由此我們可以知道開(kāi)關(guān)量或運(yùn)算的運(yùn)算規(guī)則：開(kāi)關(guān)量1和開(kāi)關(guān)量2中只要有一個(gè)為真，總開(kāi)關(guān)量就為真，只有當(dāng)開(kāi)關(guān)量1和開(kāi)關(guān)量2都為假時(shí)，總開(kāi)關(guān)量才為假。三、探索開(kāi)關(guān)量的非運(yùn)算1.提出問(wèn)題。師：高濕環(huán)境下容易滋生病菌，使植物容易受到病蟲害影響，在棚內(nèi)安裝紫外線消毒燈是個(gè)不錯(cuò)的方法，但是紫外線消毒燈對(duì)人體是有害的，在有人的情況下是不允許開(kāi)紫外線消毒燈的。該如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？2.建立模型師：當(dāng)檢測(cè)到?jīng)]有人時(shí)，紫外線消毒燈打開(kāi)。當(dāng)檢測(cè)到有人時(shí)，紫外線消毒燈不打開(kāi)。3.開(kāi)關(guān)量非運(yùn)算師：是否有人的條件可以看成開(kāi)關(guān)量1，沒(méi)有人邏輯值為假，有人邏輯值為真；是否打開(kāi)消毒燈可以看成總開(kāi)關(guān)量，打開(kāi)邏輯值為真，不打開(kāi)邏輯值為假。師：像這樣，當(dāng)開(kāi)關(guān)量1為假，總開(kāi)關(guān)量為真，開(kāi)關(guān)量1為真，總開(kāi)關(guān)量為假，開(kāi)關(guān)量1經(jīng)過(guò)非運(yùn)算可以生成總開(kāi)關(guān)量。四、建構(gòu)師：到目前為至，我們已經(jīng)學(xué)完了與、或、非三種邏輯運(yùn)算。請(qǐng)你觀察下表，比較與運(yùn)算與或運(yùn)算，思考有什么區(qū)別？開(kāi)關(guān)量1開(kāi)關(guān)量2總開(kāi)關(guān)量（與運(yùn)算）總開(kāi)關(guān)量（或運(yùn)算）真真真真真假假真假真假真假假假假師：請(qǐng)你閱讀學(xué)習(xí)單第3題，判斷以下控制運(yùn)用了與運(yùn)算還是或運(yùn)算。A通過(guò)按A鍵或者按B鍵點(diǎn)亮小燈泡（此例在前面的實(shí)驗(yàn)中使用）B電梯必須在電梯門完全關(guān)閉并且接收到某一樓層出發(fā)的信號(hào)才能移動(dòng)。C入戶門可以用指紋識(shí)別，也可以用密碼識(shí)別。D消防報(bào)警按鈕被按動(dòng)或者煙霧傳感器接收到了煙霧信號(hào)，消防報(bào)的聲音才會(huì)響起。D植物必須在某一個(gè)溫度范圍內(nèi)才能生長(zhǎng)。2.說(shuō)說(shuō)生活中還有哪些控制運(yùn)用了或運(yùn)算，哪些控制運(yùn)用了非運(yùn)算。板書設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)理念：本課以項(xiàng)目化教學(xué)為設(shè)計(jì)理念，在“校園智慧農(nóng)場(chǎng)”大項(xiàng)目統(tǒng)領(lǐng)下創(chuàng)設(shè)一個(gè)春夏交替時(shí)節(jié)容易引起大棚高溫高濕的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考高溫高濕對(duì)植物的危害，引出用負(fù)壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)降溫除濕的控制策略。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)分析啟動(dòng)負(fù)壓風(fēng)機(jī)的條件：溫度過(guò)高或濕度過(guò)高，引導(dǎo)學(xué)生分析這兩個(gè)條件與風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)的關(guān)系，通過(guò)對(duì)溫度過(guò)高或者濕度過(guò)高的兩個(gè)開(kāi)關(guān)量或運(yùn)算生成一個(gè)總開(kāi)關(guān)量——負(fù)壓風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉。系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究或運(yùn)算運(yùn)算規(guī)則，利用表格記錄數(shù)據(jù)，分析原理，發(fā)現(xiàn)規(guī)則。在完成或運(yùn)算教學(xué)之后，又創(chuàng)設(shè)第二個(gè)情境：春夏交替時(shí)節(jié)也是病蟲害高發(fā)期，棚內(nèi)需使用紫外消毒燈進(jìn)行殺菌消毒工作，如何解決紫外線誤傷人的問(wèn)題。教師引導(dǎo)學(xué)生用非運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)棚內(nèi)有人時(shí)，關(guān)閉消毒燈，無(wú)人時(shí)打開(kāi)消毒燈的功能。這個(gè)項(xiàng)目由教師實(shí)驗(yàn)演示進(jìn)行驗(yàn)證。本課教學(xué)時(shí)采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。由于學(xué)生在前幾節(jié)課進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。本次實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生自己確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，猜測(cè)