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《第7课水位报警》（教学设计）四年级上册信息技术人工智能通用版

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教材分析

《第7课水位报警》是四年级上册信息技术人工智能通用版中的一课。本课旨在让学生了解水位报警系统的基本原理，通过实践操作，掌握传感器和编程在水位监测中的应用。教材以生活实例为切入点，引导学生学习水位报警的相关知识，实现从理论知识到实际应用的过渡，培养学生的问题解决能力和创新思维。课程内容与课本紧密关联，既巩固了学生已学的编程知识，又拓展了人工智能在实际生活中的应用。

核心素养目标分析

《第7课水位报警》围绕核心素养目标，旨在培养学生信息技术应用能力、创新思维及问题解决能力。通过本课学习，学生将能够运用已掌握的编程知识，结合传感器技术，设计并实现水位报警系统。在实践过程中，加强学生对人工智能技术应用的理解，提高他们面对实际问题时的分析、规划与执行能力，激发学生的创新意识，培养团队合作精神，实现信息技术与生活实际的紧密结合，促进综合素质的提升。

教学难点与重点

1.教学重点

（1）掌握水位报警系统的基本原理与构成，理解传感器在水位监测中的作用。

（2）学会使用编程软件编写简单的控制程序，实现水位报警功能。

（3）通过实践操作，培养学生将理论知识应用于实际问题的能力。

举例：在本节课中，学生需要重点掌握水位报警系统的工作原理，了解如何通过编程控制传感器进行水位监测，并实现报警功能。

2.教学难点

（1）理解并运用条件判断语句进行编程，实现水位报警的逻辑控制。

（2）将水位传感器与编程软件有效结合，解决实际操作过程中可能遇到的问题。

（3）培养学生团队协作能力，共同分析、解决水位报警系统设计中的难题。

举例：在本节课中，学生在编程过程中可能对条件判断语句的使用感到困惑，需要教师通过实例讲解、指导，帮助学生掌握这一难点。同时，在实践操作中，学生可能面临传感器与编程软件的连接问题，教师应引导学生通过查阅资料、相互讨论等方法，突破这一难点。

教学资源准备

1.教材：提前为学生准备《第7课水位报警》教材，确保人手一本，方便学生随时查阅。

2.辅助材料：搜集与水位报警相关的图片、流程图、操作视频等资源，以便在课堂上展示和讲解。

3.实验器材：准备水位传感器、Arduino编程板、连接线等实验器材，并确保器材完好无损，符合安全标准。

4.教室布置：将教室分为理论讲解区和实验操作区，设置分组讨论空间，便于学生互动交流和实践操作。

教学过程

首先，让我们一起来探索《第7课水位报警》的世界。在这一课中，我们将学习如何利用我们所学过的信息技术知识，结合传感器和编程，制作一个实用的水位报警系统。这将是一个结合理论与实践的过程，让我们开始吧！

1.导入新课（5分钟）

同学们，我们之前学习了编程的基础知识，今天我们将运用这些知识来解决一个生活中的实际问题。我给大家带来了一个短片，让我们一起看看水位报警系统在实际生活中的应用。

（播放短片，展示水位报警系统的实际应用场景）

（邀请几名学生分享他们的看法）

2.理论知识讲解（15分钟）

现在，我们来看看水位报警系统的基本原理。请同学们翻开教材第7课，我们一起阅读并讨论。

（教师引导学生阅读教材，讲解水位报警系统的基本原理）

水位报警系统主要由传感器、控制器和执行器组成。传感器负责检测水位，控制器接收传感器信号并进行分析处理，最后通过执行器发出报警。

在这里，我们重点讲解传感器和编程控制部分。传感器如何将水位信息传递给控制器呢？这就涉及到我们之前学过的编程知识。

3.编程控制讲解与演示（15分钟）

现在，我将向你们展示如何使用Arduino编程板和水位传感器来制作一个简单的水位报警系统。

（教师现场演示编程过程，边讲解边操作）

首先，我们需要连接水位传感器到Arduino板。然后，编写程序，设置一个合适的水位阈值。当水位超过这个阈值时，传感器会发送信号给Arduino，Arduino通过编程判断后，会触发报警。

```

if(sensorValuethreshold){

//水位超过阈值，触发报警

tone(buzzerPin,1000);//发出声音报警

}

```

这个条件判断语句非常重要，它是我们水位报警系统的核心。你们明白它的作用吗？

（邀请学生解释条件判断语句的作用）

4.分组实践操作（25分钟）

现在，请同学们分成小组，每组一套实验器材。你们需要根据教材和我的演示，合作完成一个水位报警系统的制作。

（学生分组进行实践操作，教师巡回指导）

在操作过程中，如果遇到问题，可以相互讨论，也可以向我请教。我希望你们通过这个实践过程，不仅掌握水位报警系统的制作，还能提高团队合作能力。

（教师关注学生操作进度，及时解答疑问）

5.成果展示与评价（1