(共31张PPT)
第一单元 第3课
模拟手动开关灯
（桂科版）六年级
上
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
单元小结和课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
。
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
在设计合理的控制程序时，应该确保其不产生负面影响，并且能够保障用户的安全和隐私。
知晓如何运用数字化工具和编程语言来解决实际问题，提高编程能力和创新思维，学会探索新颖的解决方案。
能够将实际问题（如开关灯）转化为可以通过计算机程序解决的形式，并提高学生抽象思维、分解问题的能力。
模拟手动开关灯的研究时掌握对控制系统的基本原理和程序设计逻辑的理解，并加深程序设计中条件语句和状态管理的理解。
02
新知导入
02
新知导入
活动背景
壮壮在知道控制的相关知识后，特别想通过实际操作来体验生活中的控制。让我们跟随壮壮一起来实践。
03
新知讲解
在制作前，首先尝试使用“如果……则……”的句式通过自然语言来描述控制手动开关灯的过程，并把下面的流程图补充完整。
想一想
亮灯
不亮灯
灯光状态管理：需要有一个变量来记录灯光的当前状态（亮/灭）。每次按钮按下时，根据当前状态来切换灯光状态。
电源管理：模拟的开关灯不涉及实际的电源管理，但在硬件中，考虑电流、电压和电路的稳定性非常重要。
按钮状态的检测：确保按钮的状态可以被有效检测到。通常使用输入端口读取按钮的开/关状态。
03
新知讲解
注意事项
03
新知讲解
1.材料准备。
Micro:bit、数据线。
做一做
2.结合现有资源，明确细化流程图。
(1)使用 Micro:bit 的LED屏幕表示灯。
(2)使用 Miero:bit 的按钮表示开关。
03
新知讲解
做一做
3.根据上述流程图把程序补充完整。
使用基本模块中的“显示 LED”和“清空屏幕”代码块将程序补充完整。
03
新知讲解
做一做
4.调试运行程序。
方法1：程序补充完整后，可直接在模拟器中查看程序执行结果。
方法2：程序补充完整后，通过Micro:bit 查看程序执行结果。
(1)使用数据线将电脑和 Micro:bit 连接。
03
新知讲解
做一做
(2)下载程序，将程序复制到 Micro:bit中。
5.程序运行效果。
按钮A按下去，LED屏幕亮;抬起后，LED屏幕熄灭。
当控制多个开关并行操作时，可以思考多线程编程。
多线程编程是指在一个程序中同时执行多个线程（Thread）的过程。每个线程可以独立执行自己的任务，多个线程共享程序的资源，如内存和文件。多线程编程主要目的是提高程序的效率，使得程序能够并发地执行多个任务，减少等待时间，提高响应速度。
03
新知讲解
多线程与并发编程
在多线程编程中，处理并发事件需要关注如何管理线程之间的协调和资源的同步。比如，当多个用户同时操作多个按钮时，每个按钮的点击事件可能会触发不同的操作，我们需要确保这些操作不会发生冲突，保证程序的稳定性。
03
新知讲解
多线程与并发编程
03
新知讲解
1、模拟的效果和你预期的一样吗 如果不一样，出现了什么问题
想一想
效果不一样，灯光状态没有正确切换，可能没有正确记录灯光的当前状态，导致灯光在按键时未正确切换。
03
新知讲解
2、现实生活中，按一下按钮灯就会保持亮的状态，不需要一直按着按钮。想一想，如何修改下图程序，以实现“每次按下按钮，灯切换亮灭的程序设计。
想一想
可以将按钮按下事件与灯光状态切换功能结合，每次按下按钮时，检查当前灯光状态，如果灯是亮的就关掉，反之则点亮。
03
新知讲解
可以从反馈机制，比如添加LED指示灯或者显示屏，显示当前灯光状态，以便更清楚地看到开关的状态；
还可以增加按钮按下后的短暂延时，避免因抖动或者连续按键导致意外行为。
想一想
你还能从哪些方面优化模拟手动开关灯
03
新知讲解
随着科学技术的发展，系统的控制过程更加强调自动化和智能化处理。智能化控制技术更加注重信息的智能处理，为我们提供更加人性化的服务。如智能空调根据外部温度自动启动工作，调节室内温度;智能灯通过自动检测光线变化调整开关状态和亮度等。
读一读
03
新知讲解
伴随人工智能技术和大数据技术的发展，更加人性化的控制场景不胜枚举，如利用语音交互控制智能家居、借助体感互动设备进行体感互动游戏，甚至可以通过仿生技术实现机器与大脑中的信号直接交互，实现脑机对话应用等。控制技术无处不在，并借助科技的力量得到了长足的发展，从而更好地为我们服务。
读一读
04
课堂练习
一、判断正误，正确的画”V“，错误的画”X“。
程序中如果没有处理灯状态反转的逻辑，灯的状态将无法正确切换。（ ）
按钮的状态变化应该是即时反映在灯的状态上的。（ ）
模拟手动开关灯的程序中，灯的状态应该是由用户输入的按钮来控制的。（ ）
使用标志位可以避免程序中的按钮状态被重复触发。（ ）
为了保证程序运行效率，使用循环控制按钮状态比条件语句更合适。（ ）
√
√
X
√
√
04
课堂练习
二、选择题
1、模拟手动开关灯时，哪个语句可以用来改变灯的状态？
A. break B. switch C. if D. print
2、在多个开关控制同一盏灯的情况下，灯的状态应该由哪个因素决定？
A. 按钮顺序 B. 按钮个数 C. 所有按钮的状态 D. 按钮位置
3、在控制程序中，如何确保按钮按下不会重复触发开关状态？
A. 使用循环语句 B. 使用标志位
C. 使用多个if语句 D. 使用递归函数
C
C
B
05
拓展延伸
编程组成的各大要素
变量与数据类型：变量是程序中存储数据的地方，数据类型定义了数据的形式（如整型、浮点型、字符型等）。
控制结构：包括顺序结构、选择结构（如if语句）和循环结构（如for、while循环），它们控制程序的执行流程。
05
拓展延伸
编程组成的各大要素
函数与模块：函数是程序的基本单元，用来完成特定的任务。模块是由多个相关函数组成的代码单元。
输入与输出：程序与外部环境交互的方式，输入来自用户或者传感器，输出可以是显示器、LED、音响等设备。
异常处理：程序运行过程中可能会遇到错误，异常处理机制可以帮助程序处理这些错误并确保程序稳定运行。
05
拓展延伸
优化程序的多种方法
中断机制：使用中断来检测按钮状态，可以避免不停轮询，提升程序效率。
模块化编程：将不同的功能拆分成独立的模块，提高代码的可读性和可维护性。
05
拓展延伸
优化程序的多种方法
去抖动：使用硬件去抖动（如电容）或者软件去抖动（如延时去抖动算法）。
状态机设计：使用状态机管理程序的不同状态，可以清晰地划分功能，避免状态混乱。
05
拓展延伸
单元小结
【单元结构】
05
拓展延伸
单元小结
【单元学习内容评价】
内容 要求 得分(0~10分)
控制的含义 用自己的话解释什么是控制，并从控制的对象、目的和手段理解身边的控制实例 6
控制的多种形式 说出控制的三种形式，了解身边的控制并知道其属于哪种形式 7
程序作品 程序结果运行正确：代码顺序正确，逻辑合理，与流程图相统一;设计中能灵活运用算法，实现功能的创新 8
06
课堂总结
1
引入新知内容
2
模拟体验灯光中的控制
3
反思总结模拟的效果和预期
4
完成课题练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
模拟手动开关灯
07
板书设计
模拟手动开关灯
1、进行新知引入
2、模拟体验灯光中的控制
3、反思总结模拟的效果和预期
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1、优化设计的程序。
2、单元总结。
08
课后作业
1、在已有的控制程序基础上，进行调试与优化。优化程序结构，使代码更加简洁高效，并解决可能出现的边界情况（例如按钮长时间按下导致的误操作）。
2、总结本单元所学内容，并绘制思维导图。
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