《數(shù)據(jù)運(yùn)算有邏輯》教案-2024-2025學(xué)年人教版（2024）小學(xué)信息科技六年級(jí)（全一冊(cè)）教學(xué)目標(biāo)信息意識(shí)能敏銳察覺(jué)生活中存在大量連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，如溫度、聲音、光照強(qiáng)度等，并理解其在控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，提升對(duì)數(shù)據(jù)的敏感度和關(guān)注度。能夠結(jié)合具體控制系統(tǒng)實(shí)例，清晰分辨出哪些環(huán)節(jié)產(chǎn)生連續(xù)量數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確解讀這些數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的信息及其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。計(jì)算思維通過(guò)深入分析實(shí)際生活中運(yùn)用連續(xù)變化數(shù)據(jù)解決問(wèn)題的過(guò)程，洞察其中潛在的數(shù)學(xué)模型和算法邏輯，學(xué)會(huì)將復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題抽象為數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行思考。掌握對(duì)連續(xù)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析的基本方法，如數(shù)據(jù)的采集、整理、可視化以及基于閾值的判斷等，能夠運(yùn)用這些方法對(duì)簡(jiǎn)單的連續(xù)量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和決策。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新積極借助數(shù)字化工具和資源，如傳感器模擬軟件、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)等，自主開(kāi)展對(duì)連續(xù)變化數(shù)據(jù)的探究活動(dòng)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和探究能力。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出新穎的想法和觀點(diǎn)，嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)現(xiàn)有控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化或創(chuàng)新設(shè)計(jì)，提升創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。信息社會(huì)責(zé)任深刻認(rèn)識(shí)到連續(xù)變化數(shù)據(jù)在社會(huì)生產(chǎn)生活中的廣泛應(yīng)用以及對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)作用，增強(qiáng)對(duì)信息技術(shù)的認(rèn)同感和責(zé)任感。樹(shù)立正確的數(shù)據(jù)使用觀念，明確在采集、存儲(chǔ)、傳輸和使用連續(xù)變化數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)遵循的法律法規(guī)和道德規(guī)范，保護(hù)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)精準(zhǔn)理解連續(xù)變化數(shù)據(jù)（連續(xù)量）的概念，能夠準(zhǔn)確識(shí)別生活中常見(jiàn)的連續(xù)量數(shù)據(jù)，并能清晰闡述其特點(diǎn)和在控制系統(tǒng)中的作用。深入掌握閾值的含義與作用，學(xué)會(huì)根據(jù)實(shí)際需求合理設(shè)置閾值，運(yùn)用閾值對(duì)連續(xù)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和控制。熟練掌握運(yùn)用圖表等方式對(duì)連續(xù)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀呈現(xiàn)和分析的方法，能夠從圖表中提取有價(jià)值的信息，為決策提供依據(jù)。教學(xué)難點(diǎn)透徹理解閾值的概念及其在控制系統(tǒng)中的邏輯判斷機(jī)制，能夠靈活運(yùn)用閾值解決實(shí)際問(wèn)題，避免在閾值設(shè)置過(guò)程中出現(xiàn)不合理的情況。能夠?qū)⒊橄蟮倪B續(xù)變化數(shù)據(jù)與具體的控制系統(tǒng)相結(jié)合，深入理解數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的流動(dòng)、處理和控制過(guò)程，建立起完整的系統(tǒng)思維。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入新課1.展示實(shí)例，引發(fā)思考教師通過(guò)多媒體展示一段城市交通擁堵時(shí)段的視頻，視頻中道路上車(chē)輛緩慢行駛，交通信號(hào)燈不斷變換顏色，同時(shí)展示交通流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)界面，上面顯示著車(chē)流量的數(shù)值不斷變化。提問(wèn)學(xué)生：“在這段視頻中，大家觀察到哪些數(shù)據(jù)是在不斷變化的？這些變化的數(shù)據(jù)對(duì)交通管理有什么作用？”引導(dǎo)學(xué)生思考連續(xù)變化的數(shù)據(jù)在實(shí)際生活中的存在形式及其重要性。設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景入手，引發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，讓學(xué)生直觀感受到連續(xù)變化的數(shù)據(jù)在生活中的廣泛存在，為后續(xù)引入連續(xù)量的概念奠定基礎(chǔ)。2.回顧舊知，銜接新知教師提問(wèn)：“在之前學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)時(shí)，我們知道控制系統(tǒng)由輸入、處理和輸出等環(huán)節(jié)組成。那么，大家想一想，輸入到控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)都有哪些類(lèi)型呢？”引導(dǎo)學(xué)生回顧之前學(xué)過(guò)的控制系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)。學(xué)生可能會(huì)回答開(kāi)關(guān)量等，教師給予肯定，并進(jìn)一步引導(dǎo)：“除了開(kāi)關(guān)量，還有一類(lèi)重要的數(shù)據(jù)，它們不像開(kāi)關(guān)量那樣只有兩種狀態(tài)，而是在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的，這就是我們今天要學(xué)習(xí)的連續(xù)變化的數(shù)據(jù)。”設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)回顧舊知，建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系，使學(xué)生能夠更好地理解新知識(shí)在知識(shí)體系中的位置，降低學(xué)習(xí)難度。新課講授1.認(rèn)識(shí)連續(xù)量教材內(nèi)容講解：教師翻開(kāi)教材，找到關(guān)于連續(xù)量概念的部分，向?qū)W生朗讀并解釋?zhuān)骸霸谝欢ǚ秶鷥?nèi)連續(xù)變化的數(shù)據(jù)屬于連續(xù)量數(shù)據(jù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)連續(xù)量），如溫度、聲音、光照強(qiáng)度、速度等。這些數(shù)據(jù)可以取范圍內(nèi)的任意值，并且其變化是連續(xù)的，不是跳躍的。”舉例說(shuō)明：教師繼續(xù)舉例，如一天中氣溫是不斷變化的，從早晨的低溫逐漸升高到中午的高溫，再慢慢降低到晚上的低溫，這個(gè)溫度的變化過(guò)程就是連續(xù)的；在一個(gè)安靜的圖書(shū)館中，周?chē)h(huán)境聲音的強(qiáng)度可能是20分貝左右，當(dāng)有人開(kāi)始交談時(shí)，聲音強(qiáng)度會(huì)逐漸升高到50分貝甚至更高，聲音強(qiáng)度的這種變化也是連續(xù)的。師生互動(dòng)：教師提問(wèn)：“同學(xué)們，你們還能想到生活中有哪些連續(xù)變化的數(shù)據(jù)呢？”鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)言，分享自己的想法。學(xué)生可能會(huì)提到風(fēng)速、水位、汽車(chē)的油耗等，教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和補(bǔ)充，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)連續(xù)量概念的理解。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)教材內(nèi)容的詳細(xì)講解、豐富的舉例以及師生互動(dòng)，讓學(xué)生全面、深入地理解連續(xù)量的概念，將抽象的概念與實(shí)際生活緊密聯(lián)系起來(lái)，便于學(xué)生掌握。2.分析噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)教材案例展示：教師在多媒體上展示教材中關(guān)于噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的案例圖片和文字描述，案例中提到一個(gè)居民小區(qū)安裝了一臺(tái)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)監(jiān)測(cè)環(huán)境中的噪聲情況。問(wèn)題引導(dǎo)思考：教師提問(wèn)：“噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在工作時(shí)，采集的是什么數(shù)據(jù)？”學(xué)生回答后，教師強(qiáng)調(diào)采集的是環(huán)境中的噪聲數(shù)據(jù)，且噪聲數(shù)據(jù)屬于連續(xù)量?！叭绻靡环N圖形來(lái)表示這種數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化，你認(rèn)為用什么圖形比較合適？”引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)的可視化方式，學(xué)生可能會(huì)回答折線圖、柱狀圖等，教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行分析和總結(jié)，指出折線圖更能清晰地展示連續(xù)變化數(shù)據(jù)的趨勢(shì)。教師進(jìn)一步展示用折線圖表示的某一天噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)變化圖，如圖1所示。提問(wèn)：“從這張圖中，大家能獲取到哪些信息？”引導(dǎo)學(xué)生觀察折線圖的走勢(shì)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)等信息。學(xué)生可能會(huì)回答在某個(gè)時(shí)間段噪聲較大，在某個(gè)時(shí)間段噪聲較小等。教師繼續(xù)追問(wèn)：“那為什么要對(duì)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)呢？這些數(shù)據(jù)對(duì)我們有什么意義？”引發(fā)學(xué)生思考噪聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如判斷環(huán)境是否安靜、是否需要采取降噪措施等。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)教材中噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)案例的深入分析，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從實(shí)際案例中提取關(guān)鍵信息，運(yùn)用圖形化的方式分析連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，理解數(shù)據(jù)背后的意義和應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)處理和分析能力。3.感受生活中的連續(xù)量活動(dòng)一：感受光照強(qiáng)度的連續(xù)變化教師將學(xué)生帶到教室窗邊，讓學(xué)生觀察隨著時(shí)間推移，陽(yáng)光照射進(jìn)教室的強(qiáng)度變化。同時(shí)，教師使用光照傳感器連接到電腦，實(shí)時(shí)展示光照強(qiáng)度數(shù)值的變化。教師提問(wèn)：“同學(xué)們，現(xiàn)在我們觀察到光照強(qiáng)度在不斷變化，大家能描述一下這種變化嗎？在一天中，什么時(shí)候光照強(qiáng)度最強(qiáng)，什么時(shí)候最弱？”學(xué)生進(jìn)行觀察和描述，感受光照強(qiáng)度連續(xù)變化的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)親身體驗(yàn)和實(shí)際觀察，讓學(xué)生直觀感受光照強(qiáng)度這一連續(xù)量的變化過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)連續(xù)量的感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度。活動(dòng)二：感受空氣流動(dòng)的連續(xù)變化教師給每個(gè)小組發(fā)放一個(gè)小風(fēng)車(chē)和一個(gè)風(fēng)速儀。讓學(xué)生在教室里不同位置揮動(dòng)小風(fēng)車(chē)，感受空氣流動(dòng)，同時(shí)使用風(fēng)速儀測(cè)量不同位置的風(fēng)速。教師提問(wèn)：“大家揮動(dòng)小風(fēng)車(chē)時(shí)，感覺(jué)到風(fēng)力有什么不同？通過(guò)風(fēng)速儀測(cè)量的數(shù)據(jù)，能發(fā)現(xiàn)風(fēng)速是怎樣變化的嗎？”學(xué)生進(jìn)行操作和觀察，討論空氣流動(dòng)的連續(xù)變化情況。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)際操作和測(cè)量，讓學(xué)生親身體驗(yàn)空氣流動(dòng)（風(fēng)速）這一連續(xù)量的變化，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和對(duì)數(shù)據(jù)的直觀感知能力。4.閾值的含義與作用概念講解：教師講解：“噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集聲音數(shù)據(jù)后，還需要判斷它是否超過(guò)了一定的標(biāo)準(zhǔn)。那么在控制系統(tǒng)中就需要設(shè)置一個(gè)參考值，把聲音數(shù)據(jù)與它比較，才可以得到判斷結(jié)果。這個(gè)參考值在控制系統(tǒng)中叫作閾值?！苯Y(jié)合教材案例分析：教師再次回到教材中噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的案例，指出當(dāng)噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的聲音數(shù)據(jù)超過(guò)55dB（假設(shè)的閾值）時(shí)，就會(huì)給管理部門(mén)發(fā)出緊急處理的提示。其他實(shí)例拓展：教師再列舉其他生活中的例子，如在智能溫室控制系統(tǒng)中，當(dāng)溫度傳感器采集到的室內(nèi)溫度超過(guò)30℃（閾值）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行降溫；在人體健康監(jiān)測(cè)設(shè)備中，當(dāng)心率傳感器采集到的心率超過(guò)100次/min（閾值）時(shí)，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。師生互動(dòng)討論：教師提問(wèn)：“同學(xué)們，你們還能想到哪些生活中使用閾值來(lái)進(jìn)行控制的例子呢？如果閾值設(shè)置不合理會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？”組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，然后每個(gè)小組派代表發(fā)言。學(xué)生可能會(huì)提到冰箱的溫度控制、空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)等例子，教師對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)合理設(shè)置閾值對(duì)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要性。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)概念講解、結(jié)合教材案例分析以及拓展其他實(shí)例，讓學(xué)生深入理解閾值的含義和作用。通過(guò)師生互動(dòng)討論，培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到閾值設(shè)置的合理性對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響。課堂練習(xí)1.圖表分析練習(xí)教師在多媒體上展示一張某地區(qū)一周內(nèi)氣溫變化的折線圖，如圖2所示。提出問(wèn)題：“這一周內(nèi)，最高氣溫出現(xiàn)在哪一天，大約是多少度？”“最低氣溫出現(xiàn)在哪一天，大約是多少度？”“從圖中可以看出，氣溫是如何變化的？呈現(xiàn)出怎樣的趨勢(shì)？”“假設(shè)該地區(qū)的供暖系統(tǒng)設(shè)置的閾值溫度為10℃，當(dāng)氣溫低于這個(gè)閾值時(shí)供暖系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟。那么在這一周內(nèi)，供暖系統(tǒng)大約在哪些天會(huì)開(kāi)啟？”讓學(xué)生獨(dú)立思考后回答問(wèn)題，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和講解，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)圖表分析和閾值應(yīng)用的理解。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)圖表分析練習(xí)，鞏固學(xué)生運(yùn)用圖表分析連續(xù)變化數(shù)據(jù)的能力，同時(shí)進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)閾值概念及其在實(shí)際應(yīng)用中的理解。2.閾值設(shè)置案例分析教師給出一個(gè)案例：某倉(cāng)庫(kù)安裝了一個(gè)濕度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，當(dāng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)濕度超過(guò)60%（相對(duì)濕度）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟除濕設(shè)備；當(dāng)濕度低于40%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟加濕設(shè)備。提問(wèn)學(xué)生：“在這個(gè)案例中，閾值分別是多少？”“如果將除濕設(shè)備開(kāi)啟的閾值設(shè)置為70%，會(huì)對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的物品保存產(chǎn)生什么影響？如果設(shè)置為50%呢？”“如果將加濕設(shè)備開(kāi)啟的閾值設(shè)置為30%，又會(huì)有什么不同的結(jié)果？”組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析不同閾值設(shè)置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和實(shí)際效果的影響，每個(gè)小組派代表發(fā)言，教師進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)閾值設(shè)置案例分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析實(shí)際問(wèn)題的能力，讓學(xué)生深入理解閾值設(shè)置的科學(xué)性和合理性，以及其對(duì)控制系統(tǒng)性能的重要影響。課堂總結(jié)1.知識(shí)回顧教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容：連續(xù)變化的數(shù)據(jù)（連續(xù)量）的概念，如溫度、聲音、光照強(qiáng)度等都是連續(xù)量，它們?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)連續(xù)變化，可以取范圍內(nèi)的任意值。以噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，學(xué)習(xí)了如何分析連續(xù)變化的數(shù)據(jù)，以及用圖表（如折線圖）來(lái)直觀展示數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)。感受了生活中光照強(qiáng)度和空氣流動(dòng)等連續(xù)量的變化。閾值的含義和作用，閾值是控制系統(tǒng)中用于比較和判斷的參考值，通過(guò)合理設(shè)置閾值可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的有效控制，如噪聲監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中通過(guò)與閾值比較判斷是否發(fā)出提示，智能溫室控制系統(tǒng)中通過(guò)閾值控制通風(fēng)設(shè)備