第4单元第4课《逻辑运算控制开关》教案【黔教版】《信息科技》六年级上册

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第4课《逻辑运算控制开关》教学设计
课题 逻辑运算控制开关 单元 第四单元 学科 信息科技 年级 六年级上
核心素养目标 信息意识：意识到逻辑运算对自动控制的核心作用，主动关注其在智能设备中的应用。计算思维：理解计算机实现自动控制浇水开关的方法，学会逻辑运算规则，明确计算机是利用这些规则实现自动控制的。数字化学习与创新：能借助电脑、平板等工具用编程工具实现逻辑运算控制，创新设计简单自动控制装置。信息社会责任：能够结合所学内容完成合理设计自动控制逻辑，保障设备安全、高效运行。
教学重点 1、了解并认识什么是逻辑运算以及对应的运算符和运算式。
教学难点 1、能够运用逻辑运算规则实现自动控制。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 板书课题。1、新知导入观看视频掌握了将开关量和连续量表示为数值的方法以后，我们还需要知道其逻辑运算规则。计算机正是利用这些规则实现自动控制的。计算机是怎样实现自动控制浇水开关的呢 计算机先将土壤湿度（连续量）、浇水量（连续量）转为数值，再通过逻辑运算（“湿度> 80%” 或 “浇水量 > 300ml” 时触发），控制电子开关断开电路，关闭电磁阀，实现自动停浇。 学习新知引入，观看教学视频。 引入课题，增强课堂互动性。将学生的注意吸引到课堂。
讲授新课 新知讲解：一、逻辑运算有规则活动1：探究逻辑运算规则用“1”表示开关闭合，“0”表示开关断开。分析图4-4-1，探究逻辑运算的规则。（出示图片）逻辑运算也称布尔运算，计算机通过逻辑运算符将不同的条件连接起来运算，运算结果是“真”或“假”，通常用“1”或“0”表示。运算规则见表 4-4-1。表 4-4-1 逻辑运算符和运算规则逻辑运算符运算式运算规则与(and)条件1and 条件2只有当所有条件都为真时，结果才为真或(or)条件10r条件2所有条件中只要有一个条件为真，结果就为真非(not )not 条件与条件相反:条件为假，计算结果为真;条件为真，计算结果为假拓展阅读逻辑运算的简单符号真值表示示例“与” 运算：1 与 1=1，1 与 0=0，0 与 1=0，0 与 0=0；“或” 运算：1 或 1=1，1 或 0=1，0 或 1=1，0 或 0=0；“非” 运算：非 1=0，非 0=1。二、逻辑运算实现自动控制活动1：描述自动浇花系统控制电磁阀的算法根据图 4-1-2所示的自动浇花系统示意图，结合自动浇花系统的功能，对自动浇花系统的功能1和功能2进行逻辑分析，思考算法，将算法描述填入表格。（出示图片）功能1：当土壤湿度值低于20%时，接通电路，打开电阀，开始浇花。逻辑分析算法描述当土壤湿度值小于 20%时，输出“1”电子开关 A 闭合;当水流量值等于零时,输出“1”，电子开关 B闭合if土壤湿度值<20%then 开关量A=1；if水流量值=0 then 开关量 B=1 功能2：当土壤湿度值大于80%或浇水量大于300毫升时，断开电路，关闭电磁阀，停止浇花。逻辑分析算法描述湿度 > 80%（条件 A）、浇水量 > 300ml（条件 B），A 或 B 满足时，逻辑 “或” 运算结果为真，触发电路断开。实时获取湿度、浇水量数值→判断 A 或 B 是否成立→若成立，控制电子开关断开，关闭电磁阀。 小科提示：在自动浇花系统中，流量传感器的作用是防止溢水。当湿度传感器失灵或者管路漏水等情况发生时，土壤湿度迟迟不能达到设定的值。这时流量传感器会及时发现浇水量超过了设定的值，从而断开电路，关闭电磁闯，停止浇水。计算机通过比较数值大小，实现连续量的阈值判断，从而起到开关效应。例如，通过比较土壤湿度值和湿度阈值来控制开关。使用逻辑运算中的“与”“或”“非”，能够实现多条件下的逻辑判断，同样起到开关效应。例如,当开关A和B同时闭合时,电路接通;当开关A或开关B有一个打开时则电路断开。逻辑运算对于计算机实现自动控制至关重要。拓展阅读计算机像个 “二进制小管家”，内部只用 0 和 1 记录信息，这就是二进制。它的核心运算是 “与、或、非” 逻辑：比如判断 “能不能开机”，要同时满足 “电源通（1）” 和 “硬盘好（1）”（“与” 运算）；只要一个条件不满足（0），就开不了机。这些逻辑运算让计算机能按规则做判断、算结果，是它工作的基础。三、课堂练习完成教材15—16页相关课堂练习题。四、拓展延伸1、逻辑开关与生活中的智能控制智能晾衣架：“湿度传感器检测到潮湿（1）与 阳光传感器检测到无阳光（1）”→ 自动启动烘干（“与” 逻辑）。感应水龙头：“手靠近感应区（1）或 手动按下开关（1）”→ 出水（“或” 逻辑）。2、生活场景中的逻辑运算类比“与” 逻辑：出门游玩需要同时满足 “天气晴朗” 和 “作业完成” 两个条件，缺一不可（两个条件都为真，结果才为真）。“或” 逻辑：周末活动选择 “去公园” 或 “看电影”，满足其中一个条件即可（至少一个条件为真，结果就为真）。“非” 逻辑：“不迟到” 是 “迟到” 的否定（条件为真时结果为假，条件为假时结果为真）。逻辑运算的核心是 “条件判断与结果的对应关系”。五、小结与评价1、单元拓展掌握了逻辑与运算的知识，我们就能利用信息技术解决生活中的许多问题。智能保温杯不仅保温效果好，还能检测和显示水温。请你根据本单元学习的内容，设计智能保温杯的开关控制逻辑，并模拟验证。2、单元阅读智慧农业助力乡村振兴作为传统农业的一次大变身，智慧农业改变了传统粗放的农业生产方式。智慧农业通过农业生产现场的传感器对环境温湿度、土壤水分、二氧化碳等农业相关数据进行连续监测，并根据农作物的基本生长规律，实施智能施肥、浇水和温控等，从而为农业生产的精准化种植、高效管理和智能监测提供全方位支持。贵州省金沙县乡村振兴高效现代化示范园引进国际领先的滩溉技术和种植模式，从而成为全国智慧农业的典范。金沙县委网信办表示:未来，金沙县的数字乡村试点建设工作是重点发展乡村数字经济。在提高农民的数字素养和技能方面加大工作力度，同时大力发展乡村网络文化，全面提升乡村的数字化治理能力，以此来推动金沙县乡村振兴更上一层楼。3、单元评价单元练习1.你认同下面的说法吗 (1)系统输入和输出的量可以分为开关量和连续量。(2)连续量可以在一定条件下形成开关量。(3)计算机只支持数值运算。答案：√√X2.为了保障行驶安全，驾驶车辆时需要系安全带。如果没有系好安全带，车辆就会发出提示音。你能从逻辑与运算的角度解释其中的原理吗 答：从逻辑与运算角度，可设定 “未系安全带（条件 A 为真）” 且 “车辆启动（条件 B 为真）” 时，触发提示音。只有 A 和 B 同时满足（与运算结果为真），电路才导通，提示音响起。若系好安全带（A 为假）或车辆未启动（B 为假），与运算结果为假，提示音不触发，以此督促系安全带。4、学习评价请从理解开关量和连续量的区别和联系、量的获取与表示方法、简单的逻辑运算与控制及小组合作等方面，评价本单元的学习表现。答：通过本单元的学习，我能区分开关量与连续量，掌握量的数值表示方法，会用简单逻辑运算设计控制逻辑，小组合作中能分工完成自动控制场景分析，但逻辑运算的灵活应用需加强。5、单元总结本单元我们根据逻辑与运算的知识，利用传感器制作了自动浇花系统，解决了假期家中花草无人浇水的问题。在学习过程中，我们了解到系统的输人、输出可以是开关量，也可以是连续量;知道了连续量通过阈值判断可以形成开关量，对开关量进行逻辑运算可以实现自动控制。 完成活动：探究逻辑运算规则。完成拓展阅读，了解逻辑运算的简单符号真值表示示例。完成活动：描述自动浇花系统控制电磁阀的算法。学习小科提示，了解自动浇花系统中流量传感器的作用。完成拓展阅读。完成课堂练习。学习课外知识拓展，了解逻辑开关与生活中的智能控制。进行单元小结与评价。 引导学生观看出示图片，初步认识并探究逻辑运算规则是什么，逻辑运算符、运算式是什么，为本课研究打下基础。拓宽逻辑运算的简单符号真值表示例。引导学生结合示意图思考观察并讨论自动浇花系统控制电磁阀的算法是什么，并结合具体功能进行逻辑分析和算法描述，在实践中帮助学生更深刻的掌握知识点内容。详细介绍自动浇花系统中的注意事项。拓宽所学内容，介绍计算机的逻辑运算是什么。在课堂练习中强化所学知识内容。拓宽学生知识面，帮助学生深入了解逻辑开关与生活中的智能控制。引导学生完成单元总结与评价，回顾本单元学习内容并巩固知识点。
课堂小结 逻辑运算控制开关1、引入新知内容2、逻辑运算有规则3、逻辑运算实现自动控制4、完成课题练习和单元评价5、进行相关知识拓展 总结回顾 对本节课内容进行总结概括。
课后作业 1、绘制 “当门未关且窗户未关时，触发报警” 的逻辑控制流程图。2、举例说明生活中 “逻辑非” 运算的自动控制场景。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
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