1、“地球一小时”我们共行动“地球一小时”我们共行动 应用应用 scratchscratch 传感器板“感应灯”设计教学案例传感器板“感应灯”设计教学案例 一、教材分析 本节课感应灯设计旨在让学会 Scratch 传感器板的安装，并能利用光敏传感器进行 简单的程序制作。本课将学生领进“传感器”的世界，在虚拟与现实之间架设桥梁，体验、 了解一种新的交互方式。 本节课综合运用 scratch 传感器板的光线和音频传感器， 希望能激 发起学生运用 Scratch 测控板及传感器进行探究、 创作兴趣， 将对后续的教学内容将起到关 键引导作用。 二、学情分析 本课的教学对象是五年级学生， 这个阶段的学生已经
2、具备了一定的计算机操作技能， 在 课堂中也具备了进行自主探究及简单的合作交流能力。 对于 Scratch 的动作模块、 外观模块、 画笔模块等有了应用经验的积累，对程序的顺序结构、循环结构、判断结构也有了多次实践 体验。这个年龄段的孩子好奇心强，学生们对创作动画具有较高的热情，本课使用 Scratch 传感器板、光敏传感器等硬件，学生会产生浓厚的探究欲望，只要能引导学生认真观察、实 验、记录、分析、交流、思考，一定能达成学习目标。 三、教学目标 【知识与技能】1、认识光敏传感器及主要功能。 2、学会连接 Scratch 测控板与电脑，并能用光敏传感器进行光线测试； 3、掌握“如果否则”控制的使
3、用方法。 4、能使用 Scratch 测控板中的光敏传感器做出交互作品，实现“感应灯” 的设计。 【过程与方法】通过设计“感应灯”，在具体的任务中激发善于思考，勇于探索精神，体 验传感器对 Scratch 控制的方法及原理 【情感态度价值观】通过本课学习，不断完善“感应灯”的设计过程，逐步养成科学、 严谨的学习习惯和不断求索、完善作品的探究精神。 【行为与创新】通过本节课体验“感应灯”的设计过程，由问题引出思考，有思路引出具 体设计等活动，培养学习观察、思考、实践的能力和解决问题的能力。 四、教学重点 1. Scratch 测控板、光敏传感器的认识和连接； 2. 能运用光敏传感器等做出交互作品
4、。 五、教学难点 1. 了解 Scratch 测控板的使用方法。 2. 掌握光敏传感器的初步应用。 六、教学过程 （一）视频导入、引出问题（一）视频导入、引出问题 1、提问：同学们，你们看过这幅海报吗？知道是什么活动吗？这是“地球一小时”活 动，在每年 3 月的最后一个周六晚上 8:30 开始。活动中，号召人们关上不必要的电灯和耗 电产品一小时，以此来表明他们对节约能源、保护环境的支持。 2、我们一起来看看，世界各地人们参加“地球一小时”活动的场景。（播放“地球一 小时”宣传片。解说：著名的建筑物关灯了，世界各地人们举行各种活动参与。 ）3、提问：同学们，“地球一小时”活动倡导及时关上电灯及耗
5、电产品、保护环境， 你有什么感想？我们有没有做到呢？（学生回答） 4、播放图片：但有时候我们身边还会看到这样的现象：白天，教室里的灯都亮着、夏 天下午六点，天还没暗，路灯早早就开着了。这些现象都造成了极大的资源浪费。提问：同 学们， 有没有什么解决方法呢？能不能根据光线变化来控制灯呢？如果这样设计， 我们就要 什么样的设备来实现控制呢？ （预设： 光线传感器） 对， 光敏传感器就是本节课探究的对象。 【设计意图】通过“地球一小时”导入课题，师生交流身边“不和谐”现象，引发学生对身 边问题的关注，并设问，让学生思考怎样用合理方式控制灯的开关，激发学生思考，引出使 用“传感器”，也培养学生用所学知
6、识解决生活实际问题的能力。 （二）（二） 新授新授 1. 介绍光敏传感器。（1 分钟） 接下来，我们来认识一下光敏传感器。（课件出示光敏传感器的介绍及动画。） 首先看看 scratch 传感器板，找找光敏传感器的位置在哪里？（学生回答）那么光敏传 感器如何工作的呢？光敏传感器光敏传感器是由光敏电阻构成的元件， 当光线照着它时， 可以测量 光线的亮度，并将亮度转换为计算机可识别的数字信号，即“光感值光感值”。 2. 测试光感值（5 分钟） 那么接下来，我们来测测身边光感值。 【任务 1】：小组合作，根据明亮处、阴暗处两个类别分 3 次记录不同的光感值。 光线明亮处 光线阴暗处 1 2 3 1 2
7、 3 光感值 交流：分小组到黑板上的数轴上标记所记录的光感值。 3. 分析光感值 观察：同学们，一起来看数轴中标记的点，提问：光线明亮处的光感值在哪一个区域？ 阴暗处呢？ 提问： 如果在数轴上找一个点把两个区域分开， 你们觉得在哪儿比较合适？这个区分光 线明亮处和阴暗处的点，我们叫做“中间值中间值。”大于中间值，为明亮区，小于中间值为阴暗 区。 同学们，怎么通过“光线控制灯”开关呢？何时开灯？何时关灯？ 【设计意图】通过对比实验，观察并记录光感值，在此基础上引导学生进行数据分析， 从而确定最合适的数据， 在此过程中不仅训练的学生的思维能力， 更让学生体会到便捷的交 互方式，为他们使用其他传感器
8、提供了方法指导。 4. 分析思路、编写脚本 （1）那我们一起来分析思路。如果光感值大于中间值，那么关灯，否则开灯。如果光感值大于中间值，那么关灯，否则开灯。（见 流程图） （2）提问：那同学们，光感值不断变化，判断光感值与中间值的大小能不能一次就完 成了？（预设：不能。需要重复执行） （3）同学们依据刚刚分析的思路，试试编写脚本；完成【任务 2】：参照“学生文件” 中“连接 LED 灯模块连接指导”，连接好 LED 灯模块，并在 scratchplus 上编写脚本，实现 使用光敏传感器控制灯。 （全体展示）同学们，完成光控灯了吗，请举起 LED 灯模块，听好老师指挥。模拟场 景，现在光线充足，
9、请关灯；现在光线渐渐暗了，请开灯。 【设计意图】由光控制的思路用流程图表示，体现了将问题抽象化的解决问题过程，也 是应用“计算思维”教学的体现。再鼓励学生由流程图编写具体脚本，由抽象到具体的思维 体验，更好地锻炼了逻辑思维能力和解决问题的能力。 5. 展示作品，提出问题。 （1）设问：同学们，刚刚大家实现用光敏传感器控制灯了。当光线明亮时，开灯；光 线阴暗时，关灯。如果将我们设计的灯应用到生活中，你们觉得可以吗？ 如果应用到楼梯灯、阳台灯，这样合理吗？（播放图片：夜晚的楼梯一直亮着，阳台上 的灯一直开着。）回忆下，楼梯灯一般都是怎么工作的？ 用声音控制开关灯的设备是？ （预设： 声音传感器）
10、提问： 让楼梯灯开灯的条件是什么？ （总结：光光线暗且声音高线暗且声音高）脚本实现如下： （2）接下来，我们用上光线传感器和声音传感器设计一款智能感应灯。请同学们完成 【任务 3】：修改脚本，实现用声光控制灯；结合生活实际，优化设计。 【设计意图】使用声音传感器，既是对上节课学习的温故，也让学生体验到传感器的生 活中的广泛用途。同时，这一环节，以学生自主搭建脚本为主，更好地锻炼学生解决实际问 题的能力。 （三）（三） 作品展示与互评作品展示与互评 学生作品展示作品，其他同学提出评价与建议。 【设计意图】展示作品，激励同学们完成设计，获得产品设计的满足感，其他同学评价 作品，也是让学生参与体验、
11、思考，互相学习，不断完善设计。 （四）（四） 思考与创新思考与创新 1、同学们，今天我们设计实现了用光敏传感器和声音传感器控制灯的开关，其实，用 传感器控制灯，这样的灯叫做“感应灯”。 提问：你觉得我们的感应灯有没有需要改进的？提问：你觉得我们的感应灯有没有需要改进的？ 其实，同学们，随着传感器技术的发展，有更多传感器应用到“感应灯”中，展示更 多感应灯产品：如：以红外线监测人体热源信号的为设计原理的人体感应灯、以更广监测范 围、更精准监测的雷达信号为基础的雷达感应灯等，这就鼓励我们不断地创新设计、不断改 进设计。 【设计意图】引导学生再次讨论，完善“感应灯”，最后展示更具创新的“感应灯”产
12、品，让学生体验到产品设计需要不断发展，每一个设计都需要精益求精、不断进步。 （五）（五） 小结小结 那同学们这节课，你有什么收获吗？（预设：在这过程中，我们也体验到一个作品的完 成，需要不断完善和提升；还体验到通过亲身参与环保、节能产品的设计，为保护地球，尽 自己一份力，当然在生活中，即使没有智能“感应灯”，我们也要做到，及时关灯，节约能 源。）大家说的很好，今天表现也很棒，运用所学设计了更节能高效的感应灯。最后，老师 还要提醒大家，生活中并不全是感应灯，我们要做到及时关灯、节约能源、保护环境。 【设计意图】通过学生谈及本节课收获，参与总结本节课的知识，也希望学生能体验设 计过程、使用传感器创设作品后，能够思考收获、及时总结。
