电子工业版（2022）第七册信息科技 1.3模拟交通信号灯 教案.docx

教学内容分析

本节课是2022年电子工业出版社出版的六年级上册第一单元第3课。本节课分为三个活动：“找到交通信号灯的亮灯规律”“选择合适的实验器材”“编程验证交通信号灯的设计”三部分内容组成。学生通过小组合作探究学习逐步掌握本节课的知识点，具备一定的小组合作能力、探究能力、创新能力等，提升信息社会责任，综合提升信息素养。

教学目标及核心素养指向

1、找到交通信号灯的亮灯规律（信息意识、计算思维）

2、了解如何选择合适的实验器材（信息意识、计算思维、数字化学习与创新）

3、根据课本指引的过程，探究如何编程验证交通信号灯的设计（信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任）

教学重难点

教学重点：

1、找到交通信号灯的亮灯规律

2、了解如何选择合适的实验器材

设计原因：了解交通信号灯的模拟过程是本节课的主要内容，知识点的渗透需要作为重点内容。

教学难点：

根据课本指引的过程，探究如何编程验证交通信号灯的设计

设计原因：能探究如何编程验证交通信号灯的设计在操作上对学生来说比较困难，所以此部分对学生来说难度较高，应作为难点内容。

教学过程

1、情境导入（3分钟）

教师活动

学生活动

情境引入：聪聪通过路口时会按照交通信号灯的指示有序通过。交通信号灯被称为“不知疲倦的交通警察”，在加强交通安全、维护交通秩序等方面起着非常重要的作用。

交通信号灯也是一种常见的过程与控制系统，让我们借助一些实验器材，模拟一个常见的交通信号灯，一起了解它的过程与控制吧!

学生听教师引导生活中的案例,学生讨论，回答提问

设计意图：

激发学生对交通灯控制过程的学习兴趣并快速进入学习状态。

2、新知讲授（35分钟）

教师活动

学生活动

活动1：找到交通信号灯的亮灯规律

知识讲解

如图1.3.1所示，交通信号灯有红、黄、绿三种颜色，通常按照设置好的配时方案工作。交通信号灯的颜色不同，配时也不同，都是由交警部门根据路口的具体情况，提前设置好后，输入交通信号灯系统的。

定时控制

交通信号灯是按照设置好的配时方案进行工作的，我们把这种控制方式称为定时控制，也称为周期控制。定时控制通过设置不同的时间参数，构成不同的配时方案，也是一种比较常见的控制方式。

活动2：选择合适的实验器材

知识讲解

制订好了配时方案，要想模拟交通信号灯，还需要准备实验需的器材。我们分析交通信号灯工作的过程与控制，按照输入、计算和输出三个环节，看看分别需要哪些实验器材，如图1.3.2所示，

参考表1.3.2，准备好实验所需的软硬件环境，然后用数据线将控制板与计算机连接。

开源硬件

开源硬件是指源代码和电路设计都公开的硬件设备，大家都可以借鉴和使用这些源代码和硬件进行设计，大大简化了作品设计与开发的流程。开源硬件价格便宜，有丰富的传感器和周边设备(见图1.3.3)使用它可以方便地实现自己的创意，验证自己的想法。

RGB灯

我们使用的控制板也是一种开源硬件，它集成了3个RGB灯。RGB灯的颜色由红、绿、蓝三种颜色混合而成，每个灯都可以显示出各种各样的颜色。为了区分这3个灯，每个灯都有一个序号，从左到右分别为0#、1#和2#，如图1.3.4所示。

活动3：编程验证交通信号灯的设计

知识讲解

将交通信号灯工作的过程与控制用流程图的方式进行描述，将图1.3.5所示的流程图补充完整。

参照图1.3.6所示程序,按照图1.3.5的流程图打开编程软件窗口,试着编写控制交通信号灯运行的程序。交通信号灯的亮灯时间以观察到的时间为准。

编写完程序后，在编程软件窗口右上角找到，可将程序下载至控制板，也可单击“运行”，下载程序并运行,看看控制板上RGB灯模拟的交通信号灯是否按照我们预先设想的配时方案进行工作。如果出现问题，则需要仔细检查自己的器材和程序进行修改和完善。

RGB灯的控制

在设置RGB灯的程序积木中，我们可以让某一个灯或所”的灯显示指定的颜色，也可以关闭某一个灯或所有的灯，如图1.3.7所示。生活中交通信号灯红、黄、绿灯的亮灯顺序是固定的，编写程序时要注意灯的序号及颜色。

脱机仿真

有些软件平台具有脱机仿真功能，可以在不连接开源硬件的情况下，通过仿真运行看到相应的运行效果，如图1.3.8所示，请单击口开始仿真运行，使调试更加简单。

光的三原色

人肉眼可见的大部分颜色都可以由三种基本色按不同强度混合而成，这三种基本色是红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色。

这三种颜色以相同的强度混合，且都达到最大强度，就呈现白色;若三种颜色的强度都为零，就是黑色。将三原色按照不同强度混合可以形成其他颜色，图1.3.9展示了三种颜色按不同强度混合所形成的7种颜色。

计算机屏幕上的所有颜色也是由三原色混合而成的，屏幕上的任何一个点的颜色都可以由一组RGB值来记录和表示。通常情况下，R、G、B各