小學《信息科技》人教版六年級下冊

目錄第5單元智能種植有方法第16課智能種植初探秘第17課設計我的種植園第18課土壤濕度控制好第19課光照溫度要適宜第6單元電梯運行的控制第20課找找電梯子系統第21課到達指定的樓層第22課電梯門的開與關第23課如果超載電梯停

目錄第7單元汽車里的小奧秘第24課自動熄滅轉向燈第25課安全帶未系提醒第26課倒車防撞請注意第27課

定速巡航的控制第8單元自主可控與安全第28課使用系統講安全第29課避免故障保安全第30課自主可控變強大第16課

智能種植初探秘第五單元

智能種植有方法義務教育信息科技課程資源

六年級

第16課學習目標123進一步學會將功能復雜的控制系統進行分解。學習目標能描述主要子系統的功能。通過小組學習和數字資源的利用，提升數字化學習與創新的能力。第16課課堂導入小智的叔叔是北方的一家蔬菜種植戶，他建一個智能種植大棚，即使是寒冷的冬天，他的大棚也能生產出新鮮蔬菜上市銷售。我很好奇，智能種植大棚是怎樣調節植物生長所需要的環境的呢？問題情境學習活動一

了解智能種植大棚的相關知識三

分析智能種植大棚中的自動控制和閉環控制二

找出智能種植大棚中的主要子系統第16課學習活動一、了解智能種植大棚的相關知識智能種植大棚是一種控制系統。它用傳感器、計算機、網絡以及其他設備，對大棚溫度、濕度、光照等進行監控調節，讓植物獲得適宜的生長環境。植物的生長主要需要哪些因素呢？種植大棚有多智能呢？它的智能化主要用到哪些設備呢？第16課學習活動我們一起去了解智能種植大棚里更多的秘密吧！一、了解智能種植大棚的相關知識第16課學習活動1．查閱資料，了解影響植物生長的環境因素有哪些。以“大棚種植的條件”為關鍵字，上網查閱資料。我就知道水、土、陽光。一、了解智能種植大棚的相關知識第16課學習活動2．查閱資料，了解智能種植大棚的“智能”體現在哪些方面。上網查一查，智能種植大棚的“智能”體現在哪里？大家還希望它具有哪些智能？都來說一說吧！一、了解智能種植大棚的相關知識第16課學習活動智能種植大棚配備了智能的控制系統，可以自動監控和調節空氣、水分和光照等，能夠相對恒定地控制大棚內的環境，讓它們符合植物生長的需求。自動控制技術自動控制技術，一般是反饋控制，是指利用傳感器檢測數據，計算機通過分析和處理，自動執行控制過程。物聯網技術物聯網通過信息傳感設備將任何物體與網絡相連，實現無論在哪里，都可以實時查看數據與遠程控制。人工智能技術人工智能技術通常是利用計算機采集的歷史數據，通過分析處理獲得最適合當前場景的算法，然后用于控制系統。智能控制系統除了自動控制以外，往往還和物聯網和人工智能技術相結合。第16課學習活動一、了解智能種植大棚的相關知識自動灌溉系統遠程實時監控系統植物疾病監控系統下面是種植大棚控制系統中的一些智能應用。技術：自動控制系統。好處：無需人為干預，提高效率減少人力成本。技術：物聯網技術。好處：實時監控環境數據，不受地域影響。技術：人工智能技術。好處：預測植物蟲害，及時采取措施，提高產量。第16課學習活動一、了解智能種植大棚的相關知識電氣設備用來改變種植環境的設備，如照明系統、風機系統、灌溉系統、其他輔助設備等。進一步了解智能種植大棚的三種主要設備。計算機接收數據后，根據收集的數據情況進行分析判斷，然后用來控制相應的系統。傳感器用來監測大棚內的環境要素信息，如土壤濕度傳感器、溫度傳感器、光照傳感器等。第16課學習活動二、找出智能種植大棚中的主要子系統第16課學習活動一起找找這里面有哪些子系統。二、找出智能種植大棚中的主要子系統智能種植大棚可以根據要實現的功能，劃分為右圖所示的幾個子系統。第16課學習活動子系統子系統組成智能種植大棚光照：

系統溫度：

系統土壤濕度：

系統其他：

系統二、找出智能種植大棚中的主要子系統智能種植大棚中比較典型的子系統是土壤濕度控制系統、光照控制系統和溫度控制系統，它們對環境調節至關重要。第16課學習活動二、找出智能種植大棚中的主要子系統子系統名稱子系統的功能土壤濕度控制系統檢測土壤的濕度是否符合植物生長的需求，不符合就“命令”噴灌設備進行澆水溫度控制系統檢測大棚內溫度是否符合植物生長的需求，不符合就“命令”供暖設備進行升溫光照控制系統檢測大棚內的光照強度是否符合植物生長的需求，不符合就“命令”補光設備進行補光病蟲害控制系統檢測大棚內病蟲害情況，如果情況嚴重，就“命令”殺蟲設備進行工作第16課學習活動用表格來總結一下你找到的子系統吧！二、找出智能種植大棚中的主要子系統1．在智能種植大棚中，哪些工作不需要人工干預，由控制系統自動完成？請選擇一個案例，簡單描述它自動控制的過程。第16課學習活動三、分析智能種植大棚中的自動控制和閉環控制大棚工作人員說，他只要打開電源開關，很多設備就能自動工作。比如：能自動澆水，土壤濕到一定程度，會自動停止澆水；當大棚內溫度很低時，取暖設備會自動啟動，慢慢升溫；當發現有的植物有害蟲時，會自動報警……第16課學習活動2．屬于閉環控制的子系統是哪幾個？請選擇其中2個子系統，簡單描述它們的工作過程、用到的傳感器以及檢測的數據。土壤濕度控制系統、光照控制系統、溫度控制系統會不斷檢測大棚的土壤濕度、光照、溫度，并傳到控制系統輸入端（反饋），與閾值進行比較后，控制相應的電氣設備改變環境（輸出），周而復始……工作過程中存在反饋，是閉環控制的典型特征。三、分析智能種植大棚中的自動控制和閉環控制子系統名稱子系統工作過程用到的傳感器采集的數據第16課學習活動通過表格來總結一下吧。土壤濕度控制系統溫度控制系統檢測土壤濕度，與閾值進行比較，大于閾值，停止澆水；小于閾值，開始澆水檢測大棚溫度，與閾值進行比較，大于閾值，停止供暖；小于閾值，開始供暖濕度傳感器土壤濕度大棚溫度溫度傳感器三、分析智能種植大棚中的自動控制和閉環控制

1．智能種植大棚由很多子系統構成，其中土壤濕度控制系統、光照控制系統和溫度控制系統用來控制大棚種植環境狀態的改變。

2．土壤濕度控制系統、光照控制系統、溫度控制系統在工作過程中，能自動檢測環境數據獲得輸入，經過計算產生輸出，控制相應設備進行工作，因此屬于自動控制。

3．土壤濕度控制系統、光照控制系統、溫度控制系統在工作過程中存在反饋，產生新的輸入，經過計算產生新的輸出，因此屬于閉環控制。第16課課堂總結

1．智能種植大棚與計算機、網絡、傳感等技術密不可分，通過這些技術的綜合運用，實現了種植大棚內環境檢測可視化、實時化等功能。小組討論交流，計算機和網絡在智能種植大棚中所起的作用。第16課拓展與提升第16課拓展與提升只要是智能化，就離不開計算機和網絡。只有通過計算機和網絡對大棚進行數字化管理，對數據進行采集、加工處理，并進行自動控制，才可以實時監控大棚的種植環境。種植大棚管理人員也才可以通過各種終端實時查看環境數據，根據數據進行決策。智能化讓種植越來越精準高效。另外，工作人員還可以遠程種植、“云”種植，讓種植變得更加方便。這就是控制系統在農業領域的應用。

2．每個小組選擇一種展示方式（呈現任務單或結合演示文稿進行介紹，或播放視頻等），在班上展示本小組的三個學習活動成果。第16課拓展與提升你們會選擇哪一種展示方式呢？我們小組每個人依次上講臺介紹。我們小組寫的是一份調研報告，是一個WPS文檔。第17課

設計我的種植園第五單元

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六年級

第17課學習目標123學會設計小型的控制系統。能熟練繪制控制系統工作過程示意圖。初步具備統籌規劃的意識，逐步提升創新能力。學習目標第17課課堂導入小夏媽媽每年都在院子里種西紅柿，她都是春天時購買幼苗，然后種到院子里。但每年都會因為土壤過于潮濕、倒春寒，導致不少幼苗爛根或凍死。小夏今年決定給媽媽設計和搭建一個小小種植園，讓西紅柿幼苗順利度過成長期，提高存活率，并且能有個小豐收。現在正是春播好時節，大家也來設計自己想要的種植園吧！問題情境第17課學習活動學習活動一

明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程三

補充各個子系統工作過程示意圖二

明確要播種的植物及其種植條件一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

第17課學習活動1．小組合作，明確本小組的種植園搭建的環境。2．明確種植園控制系統主要包含的子系統名稱和功能。3．列出搭建這個種植園所需要的主要器材，包括傳感器。4．簡單描述種植園控制系統的工作過程。先來看看活動的任務。一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

第17課學習活動活動過程中，要注意填寫這份表格。分析項目描述任務主題子系統名稱和功能主要設備種植園控制系統工作過程簡要描述一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

第17課學習活動1．小組合作，明確本小組的種植園搭建的環境。提示：（1）4位同學組成一個小組，選出組長，明確成員的任務；（2）選定種植園搭建的環境，例如，本小組要在其中一位成員家里的小院子搭建，或者在學校小花園里搭建，或者在一個帶土的大花盆上搭建；（3）要在輕松開放的氛圍中進行小組討論，大家積極發言，建言獻策；其中一位組員要做好記錄，為最后的成果匯報做好準備。第17課學習活動我們小組想設計一個“花盆上的種植園”。一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

我們小組設計的是“學校小花園里的種植園”。1．小組合作，明確本小組的種植園搭建的環境。第17課學習活動2．明確種植園（控制系統）主要包含的子系統名稱和功能。提示：把本小組希望種植園具備哪些子系統（功能）都寫上，即使實現不了，也可以提前進行設計規劃。例如，有的小組希望具備視頻監控功能，保證種植園不被破壞。一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

第17課學習活動3．列出搭建這個種植園所需要的主要器材，包括傳感器。一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

提示：本單元設計的種植園，類似種植大棚，因此都需要有支架、覆蓋膜、傳感器、噴灌器等。第17課學習活動4．簡單描述種植園（控制系統）的工作過程。一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

提示：把整個種植園看作一個控制系統，按“輸入—計算—輸出”的計算模式來描述。一、明確種植園的硬件組成、子系統和工作過程

第17課學習活動這是小智他們小組填寫的表格。分析項目描

述任務主題設計“花盆上的種植園”子系統名稱和功能1．土壤濕度控制系統，監控濕度情況；2．光照控制系統，監控園內光照強度；3．溫度控制系統，監控園內溫度；4．視頻監控系統，監控種植園的安全主要設備1．大花盆和養殖土；2．支架和覆蓋膜；3．濕度傳感器、光線傳感器、溫度傳感器；4．紅外線傳感器；5．能上網的手機種植園控制系統工作過程簡要描述種植園控制系統通過傳感器獲取土壤濕度、光照、溫度、人像或物象等數據（輸入），在處理裝置中進行數據分析處理（計算），通過傳感器顯示屏或網絡呈現給種植園管理者（輸出）1．確定本小組計劃要播種的植物。2．分析該植物生長初期對土壤濕度、環境溫度和光照的要求。第17課學習活動二、明確要播種的植物及其種植條件正值春耕好時節，大家想在種植園里種什么呢？我們小組想種西紅柿。我們小組想種月季。3月，選擇適合這個時間播種的一些蔬菜或花卉的幼苗，了解幼苗生長階段的習性，記錄它對土壤濕度、溫度和光照的要求，并填寫任務單，為后面設置檢測環節的閾值作準備。第17課學習活動二、明確要播種的植物及其種植條件第17課學習活動學習任務表小組編號播種的植物名稱對土壤濕度的要求對光照的要求對溫度的要求活動過程中，要注意填寫這份表格。二、明確要播種的植物及其種植條件這是小智他們小組填寫的表格。第17課學習活動學習任務表小組編號第4組播種的植物名稱西紅柿（幼苗）對土壤濕度的要求幼苗期要求土壤相對濕度在65%~70%對光照的要求幼苗每天需要8小時以上的光照，適宜的光照強度為6

000到8

000勒克斯對溫度的要求幼苗的生長溫度范圍是20℃~30℃二、明確要播種的植物及其種植條件第17課學習活動三、補充各個子系統工作過程示意圖輸入輸出計算檢測反饋檢測到的當前土壤濕度

1．補充完整土壤濕度控制系統工作過程示意圖。？？？？

土壤濕度控制系統工作過程示意圖如下。第17課學習活動輸入輸出計算檢測到的濕度與閾值比較；根據結果生成指令檢測反饋檢測到的當前土壤濕度土壤濕度閾值噴灌器工作土壤濕度三、補充各個子系統工作過程示意圖輸入輸出計算檢測反饋檢測到的當前光照強度第17課學習活動

2．補充完整光照控制系統工作過程示意圖。？？？？三、補充各個子系統工作過程示意圖輸入輸出計算檢測到的光照強度與閾值比較；根據結果生成指令檢測反饋檢測到的當前光照強度光照強度閾值補光燈工作光照強度第17課學習活動

光照控制系統工作過程示意圖。三、補充各個子系統工作過程示意圖第17課學習活動輸入輸出計算檢測反饋檢測到的當前溫度

3．補充完整溫度控制系統工作過程示意圖。？？？？三、補充各個子系統工作過程示意圖第17課學習活動

溫度控制系統工作過程示意圖。輸入輸出計算檢測到的溫度與閾值比較；根據結果生成指令檢測反饋檢測到的當前溫度溫度閾值暖風機工作溫度三、補充各個子系統工作過程示意圖第17課學習活動1．輸入端的一個重要數據是當前環境因素數據，如土壤濕度、光照強度、溫度等數據；另一個重要數據是閾值，如濕度閾值、光照閾值和溫度閾值，但這個數據一般是提前設置好的。2．輸出端填的是執行命令的設備在工作，如噴灌器、遮光簾、補光燈、制暖機等。3．由示意圖還可以發現，控制系統中的一些設備，本身也是一個小型控制系統，例如噴灌器，它本身也是控制系統，因此它也包含輸入、計算和輸出三個環節。

三、補充各個子系統工作過程示意圖

1．種植園控制系統與智能種植大棚類似，其中土壤濕度控制系統、光照控制系統和溫度控制系統能夠改變種植環境的狀態。2．土壤濕度控制系統、光照控制系統、溫度控制系統在工作過程中，能自動檢測環境數據獲得輸入，經過計算產生輸出，控制相應設備自動進行工作，因此屬于自動控制。3．土壤濕度控制系統、光照控制系統、溫度控制系統在工作過程中存在反饋，產生新的輸入，經過計算產生新的輸出，因此屬于閉環控制。第17課課堂總結在控制系統中，四則運算作為基本的數學運算有著廣泛的應用，很多控制系統都需要根據輸入數據實時進行計算和調整。例如，在土壤濕度控制系統中，通過比較土壤中的濕度值與閾值的大小來判斷土壤濕度是否在規定的范圍內；在水泵系統中，通過對水流速度的測量與流量設定值的比較（減法運算），系統可以根據差值調整水泵的轉速（乘法運算），以實現精確的流量控制。

第17課拓展與提升讀一讀以上這段資料，進一步了解控制系統中“計算”的含義。第18課

土壤濕度控制好第五單元

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六年級

123了解土壤濕度控制系統的工作原理。能比較熟練地繪制算法流程圖。通過體驗采集數據的過程，進一步了解閾值的作用和閉環控制的特點。學習目標第18課學習目標往年，小夏媽媽比較擔心院子里種的西紅柿幼苗，由于雨水偏多，幼苗的根腐爛。今年，小夏搭建了種植園控制系統，就能比較精準地控制土壤的濕度，保證幼苗的存活率了。一起走進這個土壤濕度控制系統，分析它是怎么工作的。問題情境第18課課堂導入學習活動一

了解土壤濕度控制系統的基本組成

三

分析控制土壤濕度的算法二

分析濕度控制系統的工作原理

第18課學習活動土壤的含水量會極大地影響農作物的產量和大部分植物的生長。土壤濕度過低，影響植物生長的速度和品質，嚴重缺水則會導致植物枯萎和死亡。而土壤濕度過高，土壤通氣性變差，會造成爛根死根等，從而影響植物的正常生長。因此，灌溉是作物生長中非常重要的一個環節。在土壤濕度控制系統中，主要包括土壤濕度傳感器、系統控制器、噴灌設備等相關硬件模塊。第18課學習活動一、了解土壤濕度控制系統的基本組成第18課學習活動【問題】土壤濕度傳感器是怎樣工作的呢？檢測土壤濕度計算噴灌設備工作一、了解土壤濕度控制系統的基本組成土壤濕度傳感器是用于檢測土壤中的水分的傳感器。土壤濕度傳感器通過判斷土壤中水分含量的多少來判定土壤濕度的大小。工作過程：當傳感器探頭懸空時，土壤濕度傳感器輸出的數據為0；當傳感器探頭插入土壤中時，電路處于導通狀態，輸出土壤濕度數據。【問題】濕度控制系統如何利用土壤濕度傳感器完成土壤含水量的控制呢？第18課學習活動一、了解土壤濕度控制系統的基本組成1．觀察一個簡易土壤濕度控制系統的組成。第18課學習活動二、

分析濕度控制系統的工作原理2．運行控制系統，利用傳感器采集5個土壤濕度數據，觀察顯示的濕度數據以及對應的噴灌器狀態（是否噴水）。第18課學習活動探究的問題12345對應的土壤濕度數據噴灌器是否噴水3．你找到濕度傳感器中設定的濕度閾值是多少？二、

分析濕度控制系統的工作原理4．觀察思考：土壤濕度改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生什么變化？第18課學習活動濕度改變了，傳感器獲取的濕度數據也改變了，控制系統隨后的工作環節會發生什么改變呢？會改變“計算”環節得到的結果。閾值是控制系統狀態發生變化的一個重要條件，改變了閾值，就改變了控制系統狀態發生變化的條件。二、

分析濕度控制系統的工作原理第18課學習活動二、

分析濕度控制系統的工作原理土壤濕度的改變，相當于改變了控制系統的輸入。經過計算，輸出會發生相應的變化，導致噴灌器的狀態也隨之變化，從而實現對土壤濕度的控制。閾值是控制系統狀態發生變化的一個重要條件，改變了閾值，就改變了控制系統狀態發生變化的條件。第18課學習活動三、分析控制土壤濕度的算法土壤濕度傳感器檢測的是土壤的濕度（連續量），然后根據這個數據控制噴灌器的開關（開關量）。請根據活動2中你記錄（或者設置）的一個濕度數據，把它作為閾值，補充控制土壤濕度的算法流程圖。第18課學習活動看看右邊三個答案，應該放到哪個框里？土壤濕度超閾值？不啟動噴灌器啟動噴灌器三、分析控制土壤濕度的算法第18課學習活動你填對了嗎？土壤濕度超閾值？不啟動噴灌器啟動噴灌器三、分析控制土壤濕度的算法填寫輸入狀態和輸出狀態的真值表（用1和0來填寫，1表示真，0表示假）。第18課學習活動土壤濕度超過閾值噴灌器啟動土壤濕度和噴灌器狀態真值表三、分析控制土壤濕度的算法1001問題：1．“監測濕度—判斷濕度是否超標—控制噴灌器工作”這個過程是否屬于閉環控制？第18課學習活動2．如果要結束土壤控制系統的工作，是否只能關閉電源？是，屬于閉環控制。是，要關閉電源，才能讓它停止工作。三、分析控制土壤濕度的算法

1．土壤濕度控制系統要用到濕度傳感器。2．土壤濕度數據屬于連續量，把數據與閾值進行判斷，產生開關量，生成指令，控制噴灌器的狀態。3．改變土壤濕度，相當于改變了系統的輸入，導致系統的輸出（狀態）發生了相應的變化，中間經歷了計算的環節，從而實現了對系統的控制。4．土壤濕度的控制屬于閉環控制，正常情況下不會停止運行，需要人工干預才能停止閉環控制的過程。第18課課堂總結搭建一個小型土壤濕度控制系統（真實設備或者開源硬件）。1．器材：干燥土壤、土壤濕度傳感器、澆水設備。2．目的：體驗傳感器檢測數據的過程，感受濕度閾值對澆水設備的控制作用。3．要求：①連接硬件設備，按提示或說明進行操作；②記錄高濕度數據為_______，系統執行的操作是：____________；③記錄低濕度數據為_______；系統執行的操作是：____________；④系統設置的閾值為：______________________。第18課拓展與提升

硬件連接請按器材說明，將土壤濕度傳感器、主控制器、水泵等連接到指定端口。第18課拓展與提升土壤濕度數據待標定濕度閾值1．將濕度傳感器插入干燥土壤中，讀取濕度數據。2．向土壤中倒入水，當土壤濕潤時，讀取濕度數據。第18課拓展與提升運行程序，測試和標定濕度閾值。填寫實驗記錄表①

向土壤中倒入水，觀察濕度數據的變化；②記錄干燥土壤的濕度數據為_______，系統執行的操作是：_________________。③記錄濕潤土壤的濕度數據為_______；系統執行的操作是：_________________。④觀察程序，注意選擇的系統設置的閾值為：_______________。修改程序中的濕度閾值，完成濕度控制系統。第18課拓展與提升換一換土壤，體驗一下是如何依據濕度控制水泵澆水的。然后，思考填寫你的實驗結論。⑤實驗結論：你觀察到的濕度閾值是________；你的土壤濕度控制系統的工作原理是____________________________________________________________________________；土壤濕度控制系統中的計算過程________________________________________________________________________________。第18課拓展與提升根據土壤濕度閾值補充流程圖和真值表。土壤濕度閾值設為60%~70%，請根據下圖繪制土壤濕度超過70%的算法流程圖，并填寫輸入狀態和輸出狀態的真值表。土壤濕度<閾值澆水土壤濕度>閾值停止澆水第18課拓展與提升第19課

光照溫度要適宜第五單元

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第19課學習目標123分析光照控制系統和溫度控制系統的工作原理。理解閾值的作用和閉環控制的特點。通過體驗測定實驗數據的過程，提升實驗數據分析能力以及計算思維能力。學習目標第19課課堂導入小慧一家春節去海南旅游，晚上她發現賓館旁邊的種植大棚燈光璀璨。爸爸告訴她，這里種的是火龍果，是一種熱帶植物，很喜歡陽光，晚上用燈照射可以滿足它生長對光照的需求，從而能縮短它的生長周期。那么，如果光照過度，是不是也會導致火龍果長不好呢？會的，所以通過智能控制的方法，就可以精準控制光照強度。問題情境學習活動一

分析光照控制系統的工作原理

二

分析控制光照的算法

三

分析溫度控制系統的工作原理四

完善控制溫度的算法第19課學習活動光照控制系統的主要功能是當環境光照強度低于設定的閾值時，自動開啟補光燈；當環境光照強度高于閾值時，自動關閉補光燈。主要包括光敏傳感器、系統控制器、補光燈等。光敏傳感器在其中起到很重要的作用。一、分析光照控制系統的工作原理第19課學習活動一、分析光照控制系統的工作原理1．進入虛擬仿真工具，觀察簡易光照控制系統的組成。第19課學習活動一、分析光照控制系統的工作原理2．運行控制系統，利用傳感器采集5個光照強度數據，觀察主控器屏幕上顯示的光照強度數據以及補光燈的狀態（亮或不亮）。12345對應的光照強度數據補光燈狀態

3．你找到光敏傳感器中設定的溫度閾值是多少？第19課學習活動一、分析光照控制系統的工作原理光照強度改變了，光照控制系統隨后的工作環節會發生什么改變呢？4．觀察思考：環境光照強度改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生什么變化？會改變“計算”環節得到的結果。會導致補光設備工作狀態發生改變。第19課學習活動一、分析光照控制系統的工作原理第19課學習活動環境光照強度發生了改變，相當于改變了系統的輸入。經過計算，輸出發生了相應的變化，導致補光燈的狀態隨之變化，從而實現了對智能種植大棚光照強度的控制。光照控制系統主要包括光敏傳感器、控制器、補光燈等設備。通過光敏傳感器檢測環境的光照強度，當強度低于閾值時，自動打開補光燈；當光照強度高于閾值時，自動關閉補光燈。請根據活動1中記錄的光照強度閾值，補充完整光照控制系統的算法流程圖。二、

分析控制光照的算法第19課學習活動看看右邊三個答案，應該放到哪個框里？光照強度低于閾值？關閉補光燈打開補光燈第19課學習活動二、

分析控制光照的算法光照強度低于閾值？關閉補光燈打開補光燈第19課學習活動你填對了嗎？二、

分析控制光照的算法填寫輸入狀態和輸出狀態的真值表（用1和0來填寫，1表示真，0表示假）。光照強度低于閾值補光燈打開光照強度和補光燈狀態真值表第19課學習活動1100二、

分析控制光照的算法【問題】1．“檢測光照強度—判斷強度是否低于標準—控制補光燈工作”這個過程是否屬于閉環控制？2．如果要結束土壤控制系統的工作，是否只能關閉電源？是，屬于閉環控制。是，要關閉電源，才能讓它停止工作。第19課學習活動二、

分析控制光照的算法1．打開虛擬仿真工具，觀察簡易溫度控制系統的組成。三、分析溫度控制系統的工作原理第19課學習活動2．運行控制系統，利用傳感器采集5個溫度數據，觀察主控器屏幕上顯示的溫度數據以及暖風機的狀態（啟動或停止）。12345對應的溫度數據暖風機啟動或停止

3．你找到溫度傳感器中設定的溫度閾值是多少？三、分析溫度控制系統的工作原理第19課學習活動大棚溫度改變了，溫度控制系統隨后的工作環節會發生什么改變呢？4．觀察思考：環境的溫度改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生什么變化？會改變“計算”環節得到的結果。會導致暖風機的工作狀態發生改變。三、分析溫度控制系統的工作原理第19課學習活動環境溫度發生了改變，相當于改變了溫度控制系統的輸入，經過計算，導致溫度控制系統的輸出發生了變化，暖風機的狀態也隨之變化，從而實現了對大棚溫度的控制。三、分析溫度控制系統的工作原理第19課學習活動溫度控制系統中，主要由溫度傳感器、計算機、暖風機等設備組成。通過溫度傳感器檢測室內溫度，當實際溫度比閾值高，關閉暖風機；當實際溫度比閾值低，啟動暖風機進行升溫。請根據活動3中記錄的溫度閾值，補充完整溫度控制的算法流程圖。第19課學習活動四、分析控制溫度的算法溫度低于閾值？關閉暖風機啟動暖風機看看右邊三個答案，應該放到哪個框里？第19課學習活動四、分析控制溫度的算法溫度低閾值？關閉暖風機啟動暖風機第19課學習活動你填對了嗎？四、分析控制溫度的算法填寫輸入狀態和輸出狀態的真值表（用1和0來填寫，1表示真，0表示假）。溫度低于閾值暖風機啟動溫度和暖風機狀態真值表第19課學習活動1100四、分析控制溫度的算法

1．光照強度和溫度數據都屬于連續量，在控制系統中進行計算時，需要設定閾值。2．把數據與閾值進行判斷，產生開關量，生成控制指令，控制光照設備或溫控設備開關的狀態。3．光照強度和溫度的改變，都相當于改變了系統的輸入，導致系統的輸出（狀態）發生了相應的變化，中間經歷了計算的環節，從而實現了對系統的控制。4．光照控制和溫度控制都屬于閉環控制。第19課課堂總結如何判斷是否開啟補光燈？

環境光照強度在控制系統中是個連續變化的量，具體環境光照強度數據是多少時才能開啟補光燈，需要我們對環境光進行實際測量，并將其設置為閾值。光照控制系統如何工作？

當有光照射到光敏傳感器上，光敏傳感器將采集的數據發送給控制器進行計算，若數據小于閾值，則發送控制指令，開啟補光燈；若數據大于閾值，則發送控制指令，熄滅補光燈。1．搭建光照控制系統和溫度控制系統（真實設備或者開源硬件），實際體驗傳感器的使用方法，感受閾值對補光燈、暖風機等設備的控制作用。第19課拓展與提升連接硬件。請按器材說明，將傳感器、主控制器、補光燈或

暖風機）等連接到指定端口。運行程序。參照活動1的過程，采集并記錄數據，記錄閾值。第19課拓展與提升通過實驗可以得出，搭建種植園控制系統，在具備基本種植環境的基礎上，首先要連接安裝控制系統的硬件，根據植物的習性標定各項閾值，然后傳感器設備對實際環境開始數據檢測，控制器對輸入的數據進行計算處理，最后輸出控制相應設備的指令，讓這些設備啟動或關閉，從而改變種植園的環境。這是不斷監測和控制的過程，是一個閉環控制系統。第19課拓展與提升2．各小組展示種植園的設計方案，介紹種植園控制系統包含的子系統及其功能，介紹本小組搭建控制系統的過程，匯報本單元的學習心得。大家踴躍發言，把自己小組的成果與其他小組同學分享！我們小組最大收獲是：對連續量、開關量、閾值、閉環控制等概念已經比較明白了。我們小組對傳感器比較感興趣，希望了解更多的傳感器。第19課拓展與提升第20課

找找電梯子系統第六單元

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第20課學習目標123了解電梯系統中包含的主要子系統。熟練繪制控制系統工作過程示意圖。熟練描述控制系統中各模塊狀態的真值。學習目標第20課課堂導入為了方便人們上下樓，很多地方都會安裝電梯。常見的有扶梯和轎廂電梯兩種。扶梯一般應用于商場、超市、機場、火車站等人流量大的公共場所；轎廂電梯一般應用于住宅樓、辦公樓等場所。扶梯轎廂電梯問題情境上樓時，她按了電梯上行鍵呼叫電梯；電梯到來后，門打開，她進入電梯轎廂；刷卡確認身份，然后選擇3層（數字3）的按鍵；電梯門關閉并自動運行；當電梯到達3層后，門自動打開。媽媽下班回家看似簡單的操作，背后卻隱含一系列控制過程，有多個功能復雜的控制系統在作支撐。第20課課堂導入第20課學習活動學習活動一

找出電梯系統中的主要子系統三

找一找電梯各個子系統中的開關量二

繪制電梯呼叫系統的工作過程示意圖四描述工作過程中輸入與輸出狀態的真值你能想到哪些？都列出來吧！子系統名稱子系統功能的分析一、找出電梯系統中的主要子系統電梯系統屬于復雜系統，也越來越智能。它包含了多個子系統。小組討論分析，媽媽坐電梯的過程中，用到了哪些子系統。第20課學習活動子系統名稱子系統功能的分析呼叫系統向控制系統發送停靠指令，呼叫電梯停靠到乘客所在的樓層刷卡（身份驗證）系統用于檢測乘客是否具有使用權限，只有刷卡驗證通過的乘客，所按的樓層編號鍵才有效樓層編號按鍵系統讓乘客選擇要到達的樓層，向控制系統發送停靠樓層的指令超載警報系統用于檢測轎廂內的載重值是否超過標準樓層指示燈系統用于顯示當前電梯所在的樓層，接收控制器發出的樓層指令并閃爍以下答案供參考。一、找出電梯系統中的主要子系統第20課學習活動媽媽下班回家，她按了電梯上行鍵（呼叫），電梯接收指令后，會到達這一層并自動開門。請描述電梯呼叫系統的工作過程并繪制示意圖。二、繪制電梯呼叫系統的工作過程示意圖要模仿前面所學的過程示意圖，重點分析輸入是什么，輸出是什么。第20課學習活動

以下答案供參考。二、繪制電梯呼叫系統的工作過程示意圖按鍵發出的呼叫指令輸入電梯到達門打開輸出計算分析處理，生成指令第20課學習活動三、找一找電梯各個子系統中的開關量在前面的學習中，已經知道開關量是具有兩種狀態的量，例如：開/關、真/假、高/低。開關量通常以二進制的形式表示，即1和0。在控制系統中，開關量作為輸入，表示開關的接通與斷開狀態；開關量作為輸出，可以控制電氣設備的啟動與停止。第20課學習活動我們再來回顧一下“控制臺燈開關”的那個例子。開關的動作是一開一關，燈的狀態是燈亮和燈滅，每個都有相對的兩個狀態。看來電梯中也有很多開關的動作。第20課學習活動三、找一找電梯各個子系統中的開關量在電梯的很多子系統中，都涉及開關量。找一找各個子系統中哪些環節有開關量。子系統開關量舉例呼叫系統刷卡（身份驗證）系統樓層編號按鍵系統超載警報系統樓層指示燈系統第20課學習活動三、找一找電梯各個子系統中的開關量例如，呼叫電梯時要按上行鍵，這時候產生的是開關量；電梯門接到“開”的指令，這個也是開關量。第20課學習活動三、找一找電梯各個子系統中的開關量子系統開關量舉例呼叫系統按電梯上行或下行按鍵時，產生一個開關量（發出指令，告知電梯呼叫人的位置）刷卡（身份驗證）系統刷卡時，系統獲取用戶身份并與數據庫中的信息比較，產生一個開關量（發出指令，樓層數字鍵處于啟用狀態）樓層編號按鍵系統按下樓層數字鍵，產生一個開關量（發出指令，電梯開啟運行狀態）超載警報系統重量檢測裝置獲取載重數據，與標準值比較，產生一個開關量（發出指令，報警器開關閉合）樓層指示燈系統通過光電傳感器采集電梯運行數據，相關的檢測裝置產生一個開關量（發出指令，所在樓層的數字在顯示屏閃爍）看看參考答案。其中開關量對應的是指令，指令讓指定設備處于開或關狀態。第20課學習活動三、找一找電梯各個子系統中的開關量四、描述工作過程中輸入與輸出狀態的真值

學了這門課，我們要很習慣地用0和1來表示事物的狀態。嗯，我習慣用1表示“是”和“真”，用0表示“否”和“假”。輸入（按上行/下行鍵）輸出（電梯到達并開門）01按了上行鍵呼叫電梯，電梯接到指令來到該樓層，然后電梯門打開。用1表示真、0表示假來表示輸入與輸出對應關系。第20課學習活動媽媽呼叫電梯，電梯到達并開門的過程：媽媽要上樓，她按電梯向上的開關（輸入：獲取數據，經輸入裝置傳遞給計算模塊），電梯根據呼叫開關生成的數據進行分析處理（計算：電梯是否到達媽媽所在的樓層）；電梯到達后自動開門（輸出：電梯到達并開門），這里的輸入與輸出都是開關量。四、描述工作過程中輸入與輸出狀態的真值

第20課學習活動第20課課堂總結

1．復雜的電梯系統，可以分解為多個子系統。2．電梯呼叫系統的工作工程也包含輸入、計算、輸出三個環節。3．電梯系統運行過程中，會產生很多開關量，它們發出的指令控制電梯各個開關的狀態。4．用1、0的形式來描述系統輸入、輸出狀態的真值，通過真值表能清晰掌握系統的狀態。給電梯加裝一個煙霧警報系統，當氣體傳感器檢測到煙霧在單位空間的濃度超過標準（閾值）時，向控制器發送數據，接通電路，發出警報。分析以下工作環節中采集或生成的數據，哪些是連續量，哪些是開關量。第20課拓展與提升工作環節煙霧濃度檢測判斷濃度是否超標報警器開與關發出警報連續量開關量工作環節煙霧濃度檢測判斷濃度是否超標報警器開與關發出警報連續量空氣濃度聲音開關量指令指令以下是參考答案，其中“指令”是開關量。第20課拓展與提升讀一讀這個流程圖，了解煙霧警報系統的工作過程，仔細分析哪個環節產生什么類型的數據。當系統檢測燃氣在單位空間濃度值超過設定時（閾值），向控制器發送信號接通報警電路發出警報第20課拓展與提升進入虛擬仿真工具，打開煙霧警報系統的程序并運行，輸入一個濃度數連續量值，觀察系統的狀態變化；進入編程窗口，閱讀程序，找出程序中產生開關量的語句。用到氣體傳感器和蜂鳴器。第20課拓展與提升第21課

到達指定的樓層第六單元

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第21課學習目標12熟練用流程圖描述算法，進一步掌握與運算規則。體驗用模塊代碼描述算法的簡潔性，增強模塊化思想方法的應用意識，促進計算思維的發展。學習目標第21課課堂導入媽媽呼叫電梯，電梯到來后進入轎廂，既要刷卡，還要按樓層數字鍵，電梯門才會自動關閉，電梯運行。你們知道這個控制系統中涉及的是哪個算法和邏輯運算嗎？問題情境一

補充通過刷卡和按樓層數字鍵控制電梯

運行的算法流程圖三

分析控制電梯運行過程中的與運算二

控制電梯運行到指定樓層學習活動第21課學習活動通過刷卡和選擇樓層數字控制電梯運行，這個控制過程中涉及到與運算。輸入刷卡選擇樓層數字計算：電梯是否同時滿足這兩個條件輸出第21課學習活動一、補充通過刷卡和按樓層數字鍵控制電梯運行的算法流程圖輸入端發出的是兩個指令。輸入輸出計算分析處理，生成指令？？第21課學習活動一、補充通過刷卡和按樓層數字鍵控制電梯運行的算法流程圖計算環節中的“分析處理”，到底經歷了怎樣的邏輯運算？這就是我們后面要探究的。輸入輸出計算分析處理，生成指令刷卡發出的指令按數字鍵發出的指令電梯運行到指定樓層第21課學習活動一、補充通過刷卡和按樓層數字鍵控制電梯運行的算法流程圖流程圖各個框中應該填什么？刷卡并按樓層數字鍵按樓層數字鍵？刷卡通過？電梯不動電梯運行到指定樓層

第21課學習活動一、補充通過刷卡和按樓層數字鍵控制電梯運行的算法流程圖條件有兩個，一個是刷卡通過，另外一個是按樓層數字鍵。要使電梯運行到指定樓層，必須要滿足這兩個條件，缺一不可。第21課學習活動一、補充通過刷卡和按樓層數字鍵控制電梯運行的算法流程圖1.活動內容：刷卡并按樓層數字鍵，觀察電梯的運行。2.活動目的：進一步感受邏輯運算對控制的作用。3.活動環境：開源硬件或者虛擬仿真工具。4.活動準備：電梯運行到指定樓層的程序。二、控制電梯運行到指定樓層第21課學習活動5．回答以下問題：（1）當顯示刷卡驗證通過，電梯的狀態是什么？（2）當按樓層數字鍵，電梯的狀態是什么？（3）電梯能到達指定樓層，需要滿足的條件是什么？觀察實驗現象并描述實驗結論。電梯不動。電梯不動。要刷卡驗證通過，還要按數字鍵。第21課學習活動二、控制電梯運行到指定樓層1．補充下面框圖中的條件。電梯能正常運行的關鍵是符合“與”運算的關系。電梯系統中的輸入條件一個是刷卡通過，一個是樓層數字鍵被按下，系統同時滿足這兩個條件（缺一不可）。

與電梯運行到指定樓層三、分析控制電梯運行過程中的與運算刷卡驗證通過按樓層數字鍵第21課學習活動2．把以上的運算式子用模塊來表示，模塊A表示刷卡，模塊B表示按樓層數字鍵，模塊C表示電梯運行到指定樓層。根據第1個任務中的與運算式子，描述這三個模塊的邏輯關系。ABC第21課學習活動三、分析控制電梯運行過程中的與運算

3．用真值1和0表示模塊A、模塊B、模塊C的狀態（1表示“是”，0表示“否”）。輸入輸出模塊A（刷卡）模塊B（按樓層數字鍵）模塊C（電梯運行到指定樓層）第21課學習活動三、分析控制電梯運行過程中的與運算真值表參考答案如下。輸入輸出模塊A（刷卡）模塊B（按樓層數字鍵）模塊C（電梯運行到指定樓層）000010100111第21課學習活動三、分析控制電梯運行過程中的與運算我們根據每個模塊的真值，再來描述這個控制過程的算法。第21課學習活動

4．根據真值表補充算法流程圖。其中，模塊A表示刷卡，模塊B表示按樓層數字鍵，模塊C表示電梯運行到指定樓層。三、分析控制電梯運行過程中的與運算是不是簡潔多了？第21課學習活動三、分析控制電梯運行過程中的與運算第21課課堂總結

1．電梯運行過程的計算環節會涉及邏輯與運算，可見邏輯運算是控制系統計算的重要部分。

2．控制系統中功能相對獨立的部分可以用模塊表示，模塊化使得算法描述更加簡潔。

3．通過分析電梯運行過程中的計算，加深了對控制邏輯的了解。1．電梯系統中是否還存在其他與運算控制過程？請和同學討論，找出1~2個例子。第21課拓展與提升我先說一個：按住電梯的開門鍵，還要按的時間不超過限制，這個電梯門才能保持開的狀態。電梯門既要關閉，還要按樓層數字鍵，電梯才會動起來。第21課拓展與提升2．電梯增加刷卡功能，目的是進行身份驗證，避免沒有使用權限的人員乘坐電梯帶來安全隱患。你還能想到其他的身份驗證方式嗎？人臉識別、語音識別、指紋識別。第22課

電梯門的開與關第六單元

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第22課學習目標123了解滿足電梯門打開的條件。能描述控制電梯門打開的邏輯運算。進一步了解控制系統中的控制邏輯，提升計算思維能力和問題解決能力。學習目標第22課課堂導入小智和媽媽在等電梯，電梯來了，媽媽動作稍慢，因此小智按住電梯外部的上行鍵，保持門暫時不關閉；兩人進去后，小智看到一位老爺爺進電梯的動作比較緩慢，于是按住電梯里的開門鍵，讓門保持打開狀態。問題情境第22課學習活動一

分析控制電梯門開的工作過程三

分析控制電梯門開與關的或運算二

控制電梯門打開學習活動提示：重點分析輸入是什么，輸出是什么。要填什么呢？一、分析控制電梯門開的工作過程輸入輸出計算？？？第22課學習活動在電梯門控制系統中，輸入條件有兩個開關量，一個是外部的呼叫電梯上行和下行按鍵開關，另一個是電梯內部的按鍵開關，系統根據輸入條件計算電梯是否滿足其中任何一個條件，如果滿足，輸出使電梯進行開門控制，否則，是關門控制。第22課學習活動上/下呼叫鍵發出的指令開門鍵發出的指令電梯門打開輸入輸出計算分析處理，生成指令一、分析控制電梯門開的工作過程這個控制過程中涉及“或”運算。輸入電梯外部呼叫鍵開關電梯內部的按鍵開關計算是否滿足這兩個條件之一輸出第22課學習活動一、分析控制電梯門開的工作過程1.活動內容：控制上行/下行鍵和開門鍵，觀察電梯的運行。2.活動目的：通過修改參數，進一步感受邏輯運算對控制的作用。3.活動環境：開源硬件或者虛擬仿真工具。4.活動準備：控制電梯門開的程序。二、控制電梯門打開第22課學習活動5．回答以下問題。（1）當按了上行/下行鍵，電梯門的狀態是什么？（2）當按了開門鍵，電梯門的狀態是什么？（3）電梯門處于開的狀態，需要滿足的條件是什么？電梯門開。電梯門開。兩種按鍵操作，都能讓電梯門開。第22課學習活動二、控制電梯門打開通過這個活動，你能得到什么結論呢？把刷卡模塊1的參數設為1，模塊2參數設為0，電機模塊開始運轉，是因為用戶按了上行/下行按鈕開關，滿足電梯門“開”的條件，所以電機處于運轉狀態。第22課學習活動二、控制電梯門打開

電梯門打開

或思考：對電梯門“開”的控制，滿足什么條件，使電梯門保持開的狀態？1．請補充完整下面框圖中的條件。三、分析控制電梯門開與關的或運算第22課學習活動按上行/下行鍵按開門鍵2．如果用模塊A表示按上行/下行鍵，模塊B表示按轎廂內開門按鍵，模塊C表示電梯門打開。根據上面的與運算式子，描述這三個模塊的邏輯關系。ABC第22課學習活動三、分析控制電梯門開與關的或運算3．用真值1和0表示模塊A，模塊B、模塊C的狀態（1表示“是”，0表示“否”）。第22課學習活動輸入輸出模塊A（按上行/下行鍵）模塊B（按開門鍵）模塊C（電梯門打開）三、分析控制電梯門開與關的或運算輸入輸出模塊A（按上行/下行鍵）模塊B（按開門鍵）模塊C（電梯門打開）000011101111第22課學習活動真值表參考答案如下。三、分析控制電梯門開與關的或運算4.根據真值表繪制算法流程圖。其中，模塊A表示電梯外部的上行/下行鍵，模塊B表示轎廂內開門鍵，模塊C表示電梯門打開。怎么填才能使這個流程圖更加簡潔呢？第22課學習活動三、分析控制電梯門開與關的或運算第22課學習活動我覺得這種表達方式更加簡潔。三、分析控制電梯門開與關的或運算

1．電梯上行/下行鍵的狀態和轎廂內開/關門鍵的狀態，對電梯門狀態的控制，存在邏輯或的運算。2．無論多么復雜的系統，都可以簡化為相應的模塊。3．把模塊用代碼表示，使流程圖更加簡潔。4．通過在虛擬仿真平臺調試參數，直觀感受各個模塊之間的控制邏輯。第22課課堂總結小智家所住樓棟的電梯有防夾功能，即能通過紅外傳感器檢測電梯門附近是否有人或物，有的話，電梯門無法關閉。物業為了提高安全性，要增加一項新的檢測，從而升級這個防夾功能。第22課拓展與提升我用關鍵詞“電梯防夾功能”搜了一段電梯防夾功能介紹的視頻，大家來看看。1．你認為應該增加一項什么檢測？和小組成員一起討論，說出你們的方案，并思考這項檢測與原有的紅外線檢測存在什么邏輯關系。多一項檢測，防夾功能就更精準了。各個小組有什么好方案？我們小組認為，要延長電梯門處于打開狀態的時間。我們小組提出，增加壓力檢測，如果有東西壓在電梯門框，電梯門也關不上。第22課拓展與提升你增加的檢測與已有檢測存在邏輯或的關系，請補充運算式子。第22課拓展與提升

電梯門打開

或我們小組認為，要增加語音檢測模塊，用來檢測是否有人喊“不要關門”。檢測到有語音“不要關門”檢測到有人體紅外數據2．參考前面所學的模塊化設計方法，把以上兩項檢測按模塊來分析，制作真值表，畫出流程圖（參照前面的流程）。輸入輸出模塊A（感應人或物）模塊B（新增的檢測）模塊C（電梯門）第22課拓展與提升第23課

如果超載電梯停第六單元

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第23課學習目標123了解電梯超載警報系統的工作過程。能描述載重數值與電梯狀態之間的關系。進一步理解控制系統中的控制邏輯，進一步提升計算思維能力和問題解決能力。學習目標第23課課堂導入早上，小智和媽媽乘坐電梯下樓，稍等片刻，電梯到了3層，電梯門打開，又有不少人進入電梯，空間變得很擁擠。電梯門關不上，電梯也不動，并發出警報。你們知道原因嗎？這時電梯上的人應該怎么辦呢？問題情境第23課學習活動一

分析電梯超載警報系統的工作過程三

分析電梯載重值與電梯狀態的關系二

電梯載重值與電梯狀態測試學習活動電梯的門關不上，而且電梯內還發出了警報聲，這是為什么？這是因為電梯在運行中有一個安全運行保護機制，當發現電梯承載著人多且超重了，電梯門就不能關閉，并停止不動，還發出警報聲，當檢測到電梯人少、沒有超重，電梯就可以運行。第23課學習活動一、分析電梯超載警報系統的工作過程一、分析電梯超載警報系統的工作過程第23課學習活動電梯超載警報系統工作時，會一直通過傳感器不間斷地去檢測電梯轎廂內的受力（可以理解為載重）。當檢測到電梯轎廂內載重值超過額定值（閾值）時，電梯門保持開的狀態，電梯保持不動并發出警報，提示電梯超載；當檢測到電梯轎廂內載重值沒有超過額定值（閾值）時，電梯門會關閉，并且正常運行。第23課學習活動這是我上網查到的一種負荷傳感器的樣子。一、分析電梯超載警報系統的工作過程輸入輸出計算？？？有一個超載檢測裝置，它通過負荷傳感器不斷檢測電梯的載重。第23課學習活動一、分析電梯超載警報系統的工作過程輸入輸出計算檢測到的載重值與閾值比較，生成指令門開或關電梯升或降報警器響或不響電梯載重值檢測裝置接下來的學習活動，只研究超載與電梯運行狀態之間的邏輯關系。第23課學習活動一、分析電梯超載警報系統的工作過程1．活動內容：控制載重值的變化，觀察電梯的狀態。然后修改程序中的閾值，再運行程序，測試電梯運行狀態。2．活動目的：進一步感受閾值以及邏輯運算對系統控制的作用。3．活動環境：開源硬件環境或者虛擬仿真工具。4．活動準備：電梯超載檢測程序。第23課學習活動二、電梯載重值與電梯狀態測試1．運行程序，控制載重值的變化，觀察電梯的運行狀態。數據1數據2數據3數據4數據5電梯當前載重值電梯的運行狀態第23課學習活動2．回答以下問題：（1）當超載檢測數據超標，電梯的運行狀態是什么？（2）當超載檢測數據未超標，電梯的運行狀態是什么？（3）電梯要運行，需要滿足的條件是什么？這時的閾值是多少？電梯停止。電梯運行。需要的條件是：檢測數據不超標。二、電梯載重值與電梯狀態測試電梯不動，報警器響電梯動，報警器不響1.在前一個框圖中填寫滿足后一個框圖的條件。第23課學習活動如果電梯載重值超標，電梯不動。這是一種什么邏輯運算呢？繼續往后學習就會明白了。三、分析電梯載重值與電梯狀態的關系

載重值超過閾值載重值不超過閾值2.如果用模塊A表示超載檢測，模塊C表示電梯狀態（動或不動），請思考模塊A與模塊C的邏輯關系。AC第23課學習活動三、分析電梯載重值與電梯狀態的關系3.用真值1和0表示模塊A、模塊C的狀態（1表示“是”，0表示“否”）。第23課學習活動三、分析電梯載重值與電梯狀態的關系輸入輸出模塊A（超載）模塊C（電梯動）輸入輸出模塊A（超載）模塊C（電梯移動）0110參考答案如下。第23課學習活動三、分析電梯載重值與電梯狀態的關系第23課學習活動如果把模塊A（是否超載）和模塊C（電梯是否移動）看作一個整體，通過前面的分析可以發現，這個整體符合“非”運算的關系，即輸入指令1，經過計算后輸出指令0；輸入指令0，經過計算后輸出指令1。當重量檢測裝置檢測為超重時（用1表示），控制系統經過計算，輸出0，表示不允許電梯移動；當重量檢測不超重時（用0表示），控制系統經過計算，輸出1，表示允許電梯移動。三、分析電梯載重值與電梯狀態的關系4.完善算法流程圖。其中，電梯超載設為A，電梯動設為C。根據真值表，在框圖中填入式子。第23課學習活動三、分析電梯載重值與電梯狀態的關系A為1？C為1C為0

1．電梯超載警報系統中，超載的狀態與電梯的狀態（動與不動）之間存在非運算的邏輯關系。2．把控制系統中能實現某項功能的部分設為模塊，然后分析模塊狀態之間的關系，這種簡化方式更便于流程圖的描述。第23課課堂總結1．根據現階段所學的內容，我們可以把非運算理解為“一個輸入，經過計算后，得到一個與輸入相反的輸出”。例如，在電梯超載檢測過程中，超載檢測產生一個開關量1（載重值超過閾值），然后經過計算，輸出一個開關量0（電梯停止不動）。你能否說出另一個非運算的例子？如果沒有，你能否創設一個非運算的控制系統并描述其輸入和輸出？第23課拓展與提升我先說一個：電梯檢測到門邊有人，電梯門不關閉。電梯門如果被人按“開”的鍵超過1分鐘，它會自動把狀態變為“關”。第23課拓展與提升2．前面提到，在電梯超載警報系統中，有一個模塊負責檢測電梯載重值。有的電梯會用負荷傳感器。只要電梯運行，傳感器就不間斷地檢測電梯的載重值，并把檢測到的數值與載重標準（閾值）進行比較。搜索資料，了解負荷傳感器的工作原理。參考資料負荷傳感器實際上是一種將質量信號轉變為可測量的電信號輸出的裝置。目前負荷傳感器主要應用于各種電子秤、工業控制領域、在線控制、超載報警安裝、材料試驗機等領域，尤其在大多數重工業、制造工廠、大型生產車間和嚴格的質量控制環境中被廣泛應用。它們還被廣泛應用于各種醫療和實驗室環境，以實現用于各種科學和研究目的的最佳精確測量。讀一讀，簡單了解這種傳感器的應用。我了解的傳感器越來越多了，我發現傳感器的使用讓控制系統變得更加智能。第23課拓展與提升第24課

自動熄滅轉向燈第七單元

汽車里的小奧秘義務教育信息科技課程資源

六年級

123了解汽車駕駛中的幾個操作。能熟練分析轉向燈自動熄滅的工作過程。通過編程實現轉向燈的自動熄滅功能，感受計算機程序在控制中的作用。學習目標第24課學習目標第24課課堂導入私家汽車已經很普遍了，你們注意過駕駛員的一些操作嗎?你知道開車最基本的一些操作嗎？我注意到，爸爸上車時會先系安全帶，然后腳踩剎車，再啟動車子。我了解到的開車操作是：要通過方向盤控制方向，左轉彎時要開左車燈。問題情境學習活動一

討論交流汽車駕駛中的幾個操作三

自動熄滅轉向燈程序實現二

分析自動熄滅轉向燈系統的工作

過程與算法

第24課學習活動駕駛汽車包括準備階段的調整轉向燈、系安全帶、啟動汽車、控制踏板、控制轉向燈等許多步驟，每個步驟都涉及一個子系統，都遵循“輸入—計算—輸出”的計算模式。一、討論交流汽車駕駛中的幾個操作

第24課學習活動輸入：是人們對汽車的操作或發出的指令。例如，打開轉向燈車開關，

讓它“告訴”后車或行人你要轉彎。計算：是汽車根據人們的輸入作出相應的動作或決策。例如，當踩下制動

踏板時，汽車會執行相應的制動操作。輸出：是汽車對人們的輸入作出的響應。例如，當踩下加速踏板時汽車會

加速前進。一、討論交流汽車駕駛中的幾個操作

第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法第24課學習活動駕駛員開車時，當要左轉或右轉時，都會先撥動方向盤附近的一個桿式轉向燈開關。你知道這個開關可以控制轉向燈的哪三種狀態嗎？我想了解這個開關的功能。我注意到，我爸爸開車也是這樣的操作。一段控制轉向燈的視頻我從網上查找了一段控制轉向燈的視頻，一起來看一下駕駛員是怎樣控制轉向燈的。第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法當汽車要靠路邊停或要從自己的車道并到旁邊的車道時，司機就必須開啟轉向燈，用于向其他司機或行人傳達汽車要轉向的意圖，從而提高安全性。掌握正確的轉向燈操作和自動關閉對于安全駕駛汽車至關重要。思考：汽車在哪一種狀態下要打開轉向燈？第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法汽車的轉向燈開關通常位于方向盤附近，通過上下撥動來控制左右轉向燈的點亮。往下撥動開關，會使左轉向燈亮起，向后方示意車輛即將向左轉；往上撥動開關，會使右轉向燈亮起，用來示意車輛即將向右轉。觀察：通過撥動操作手柄控制轉向燈的方法。第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法1．在實驗環境中運行自動熄滅轉向燈的程序。觀察：（1）把方向盤往左轉動，當角度小于30°時，轉向燈的狀態是什么？回正方向盤后，轉向燈的狀態是什么？（2）把方向盤往左轉動，當角度大于30°時，轉向燈的狀態是什么？回正方向盤后，轉向燈的狀態是什么？第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法輸入輸出計算？檢測到的角度值與閾值比較，并判斷是否回轉方向盤，生成指令？2．繪制自動熄滅轉向燈系統的工作過程示意圖。方向盤轉動角度轉向燈亮或滅下面有兩個答案，它們分別填在哪條橫線上？第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法3.繪制“當方向盤轉動角度超過30°時，如果這時開始回轉方向盤，轉向燈熄滅；如果方向盤轉動角度不足30°，轉向燈會保持點亮的狀態，直到駕駛員手動關閉轉向燈開關”的流程圖。第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法你來填一填！第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法這是我繪制的流程圖。第24課學習活動二、分析自動熄滅轉向燈系統的工作過程與算法1．閱讀自動熄滅轉向燈的程序，找到與閾值進行判斷的代碼和轉向燈動作的代碼。第24課學習活動三、自動熄滅轉向燈程序實現

2．修改閾值，運行程序，觀察思考以下問題。（1）方向盤角度改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生什么變化？（2）閾值改變了，相當于改變了控制系統的什么？導致控制系統發生什么變化？第24課學習活動三、自動熄滅轉向燈程序實現

改變了輸入導致控制系統的輸出發生了變化改變了輸入和計算規則導致控制系統的輸出發生了變化大家來說一說計算機程序對過程與控制系統功能實現的重要性。現在很多控制系統的功能得以實現，都離不開計算機程序對它們的控制。程序里是一條條指令，命令控制系統按人的想法去工作。第24課學習活動三、自動熄滅轉向燈程序實現

3.說一說計算機程序對控制系統功能實現的重要性。

1．具備自動熄滅功能的轉向燈，轉向角度閾值是它進行判斷的依據。2．通過與轉向角度閾值進行判斷，可生成一個指令（開關量），是對控制轉向燈熄滅的開關發出的指令，從而控制燈的狀態。3．通過計算機程序可以實現控制系統的功能。第24課課堂總結1．上網查閱資料，了解汽車的燈光系統包含哪些子系統，列舉2~3個填在表格里。燈光系統中的子系統名稱子系統功能我以“汽車燈光系統”為關鍵詞就能查到相關資料，你也試試吧。第24課拓展與提升明白了，我只要運用前面所學的知識，就能畫出它的工作過程示意圖。2．汽車智能鑰匙是常見的無鑰匙進入系統，也稱智能鑰匙系統。上網查閱資料，了解該系統的原理，然后繪制它的工作過程示意圖。隨著汽車逐漸進入智能化時代，系統的輸入方式也越來越智能，但系統的工作過程都遵循“輸入—計算—輸出”的計算模式。第24課拓展與提升第25課

安全帶未系提醒第七單元

汽車里的小奧秘義務教育信息科技課程資源

六年級

第25課學習目標123知道安全帶未系提醒系統的功能和模塊組成。熟練繪制安全帶未系提醒系統的算法流程圖。了解利用計算機編程驗證方案的過程。學習目標第25課課堂導入小智一家要開車出門旅游，坐進車里，汽車啟動前，每個人都要做一個什么動作？你能說說這個動作的重要性嗎？

大家討論討論，自己平時坐車時是不是首先做這個動作？問題情境第25課課堂導入安全帶未系提醒系統是一種汽車安全裝置，用于提醒駕駛員和前排乘客在車輛行駛過程中使用安全帶。這樣做有助于減少事故發生時駕駛員和乘客受傷的風險。

學習活動一

分析安全帶未系提醒系統的工作過程三

安全帶未系提醒程序實現二

分析安全帶未系提醒的算法第25課學習活動安全帶未系提醒系統是一個控制系統。該系統由探測安全帶的傳感器和警報器（語音或圖像提醒）組成。一、分析安全帶未系提醒系統的工作過程

接下來，若沒有特別說明，我們所說的安全帶是否系，主要指安全帶鎖舌是否插入鎖扣的情況，暫且不分析座椅是否有人的情況。第25課學習活動1．分析安全帶未系提醒系統中的輸入、計算和輸出，并繪制工作過程示意圖。輸入輸出計算？分析處理，生成指令檢測裝置？第25課學習活動一、分析安全帶未系提醒系統的工作過程

一、分析安全帶未系提醒系統的工作過程

輸入輸出計算分析處理，生成指令檢測裝置安全帶鎖扣信號提示音警示圖像第25課學習活動2．如果用模塊A表示安全帶檢測，模塊C表示警報。請思考：模塊A滿足什么條件可以讓模塊C發出警報？一、分析安全帶未系提醒系統的工作