信息科技五下第4課《生活中的控制系統(tǒng)》教學設計教學內容與學習對象分析：一、教材內容分析本課內容包含“認識控制系統(tǒng)”和“對生產(chǎn)生活的影響”，主要探討了控制系統(tǒng)的概念和特征，重點學習的大概念是“通過體驗和認識身邊的過程與控制，了解過程與控制可以抽象為包含輸入、計算和輸出三個典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)；自主可控技術對保障國家安全具有重要意義”。本課是第二單元的第1課，利用五年級上冊“問題的抽象”抓住解決問題的關鍵部分，將問題簡化的方法應用到分析過程與控制中。本課圍繞“算法”核心邏輯主線展開，融合了“數(shù)據(jù)”“信息處理”等多條邏輯主線。承載了系統(tǒng)是否可控的分析，主要探討控制系統(tǒng)的概念和不同控制方式的控制系統(tǒng)在生活中的應用場景，并圍繞主題“燈光控制系統(tǒng)”，從分析燈光控制系統(tǒng)的功能和模塊出發(fā)，讓學生體驗和認識控制系統(tǒng)是如何工作的。結合生活中的控制系統(tǒng)實例，感受控制系統(tǒng)給生產(chǎn)生活帶來的便捷，同時也可能存在安全問題，得出自主可控的系統(tǒng)在保障信息安全中起到關鍵作用。二、學習對象分析1.學習基礎：本課學習對象為五年級學生。學生們在五上第三單元已經(jīng)學習了用算法解決問題，對算法解決問題的基本過程，將問題分解成小問題，并進行抽象——分析——建?！鉀Q方法設計，有一定的了解；經(jīng)過五下第一單元的學習，已具備觀察系統(tǒng)的方法和能力；學生們在科學和數(shù)學學科的學習過程中，接觸過系統(tǒng)和控制的相關知識。生活中接觸過各種控制系統(tǒng)，親身體驗過家中的各種設備，如電風扇、空調、智能音箱等，直觀感受控制系統(tǒng)的運作，但缺乏將控制系統(tǒng)運行過程抽象成具體環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)的理解能力稍弱。因此，確定教學難點為引導學生進行抽象和分析過程。2.學習能力：五年級的學生在學習能力上展現(xiàn)出顯著的進步，他們已具備較強的邏輯思維與問題解決能力。隨著信息科技能力素養(yǎng)的逐步提升，他們會更一步探究和思考，通過書本、互聯(lián)網(wǎng)等多種途徑尋找答案，逐漸展現(xiàn)出獨立性。3.態(tài)度習慣：五年級學生能在長時間的學習活動中，保持較高的專注度和持久力，面對難題時展現(xiàn)出耐心和毅力。也能較好地參與小組協(xié)作，通過小組討論和互動。同時，五年級學生逐漸掌握時間管理與自我規(guī)劃的技巧，確保課堂學習內容的有序進行。教學目標分析(含核心素養(yǎng)導向)：1.通過觀察生活中的控制系統(tǒng)，認識控制系統(tǒng)。2.通過身邊的實例展示，感受控制系統(tǒng)對生活的影響。3.通過對身邊常用家電開展相關實踐活動，感受自主可控技術的重要性。重點：了解生活中的控制系統(tǒng)，感受控制系統(tǒng)對生活的影響。難點：感受自主可控技術的重要性。教學過程：一、回顧：生活中的系統(tǒng)1.共同回顧第一單元的學習內容?！窘處熞龑А?.通過第一單元的學習，我們知道什么是系統(tǒng)，了解身邊有各種系統(tǒng)。知道一個大的系統(tǒng)可以分解成多個子系統(tǒng)。學會觀察身邊的系統(tǒng)，分析系統(tǒng)的結構。2.我們以“系統(tǒng)”的眼光來觀察身邊的事物，能夠幫助人們認識事物的本質、認清事物內在結構以及與外部的相互關系，從而更好地來認識和理解這個世界。二、探索：尋找身邊的控制系統(tǒng)1.觀看并了解第二單元的學習目標。2.觀看小博士和兩位同學的對話視頻。思考什么是控制系統(tǒng)？3.結合書本第16頁，能找到2-3個“身邊的控制系統(tǒng)”?！窘處熞龑А?.今天我們要開始第二單元《控制系統(tǒng)》的學習。你將學習到：理解控制系統(tǒng)的概念、能夠分析控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)、知道生活中處處有控制系統(tǒng)。2.播放配套數(shù)字教材中的資源材料，明確“控制系統(tǒng)”概念。3.我們發(fā)現(xiàn)校園中有很多控制系統(tǒng)，比如：廣播控制系統(tǒng)，用開關可以控制廣播的音量大小。智慧燈光控制系統(tǒng)，可自動控制燈的亮滅。感應水龍頭：通過紅外感應控制開啟和關閉。我們發(fā)現(xiàn)家庭生活中也有很多控制系統(tǒng)，比如：電燈、電扇、空調、臺燈、電冰箱……【設計意圖】通過驅動性問題激發(fā)學生關注身邊事物，在熟悉生活場景中感受過程與控制的意義，進而與第一單元的系統(tǒng)概念進行聯(lián)系，實現(xiàn)從生活中來、再到生活中去的學習歷程，提高學生算法思維水平。三、建構：認識控制系統(tǒng)及其影響學科實驗1：比較兩種燈的控制系統(tǒng)。1.觀看“生活中的控制系統(tǒng)”視頻，思考它們是怎樣被控制的？2.觀看老師的實驗（一）演示，將實驗結果記錄在實驗單相應欄目中。3.觀看老師的實驗（二）演示，若有“信息科技實驗板”的學生也可自己動手實踐，并作實驗單的記錄。4.小結兩次實驗：有什么相同和不同。表1燈光控制系統(tǒng)實驗記錄表：控制系統(tǒng)1.按鍵式2.感應式操控方式按下A鍵燈亮根據(jù)光線變化自動開燈控制方式R人工控制￡自動控制￡人工控制R自動控制【教師引導】1.播放視頻，引導學生觀察：這些控制系統(tǒng)是怎么被控制的？2.教師提前將兩個2種類型的燈光控制程序（按鍵式、感應式）導入到信息科技實驗板中。第一次是播放教師視頻演示實驗操作整個過程，并對“操控方式”作實驗記錄。3.第二次要求有學科實踐資源包的學生邊看視頻邊自行操作實驗，要求能完整地記錄下兩種燈控系統(tǒng)的實驗過程。若學生沒有實驗器材，可以繼續(xù)看教師的第二次實驗操作演示。4.實驗小結：燈光控制系統(tǒng)控制方式分人為和自動控制。發(fā)現(xiàn)其控制運作過程，喚醒對生活現(xiàn)象的認知?！驹O計意圖】以“真實任務”驅動深度學習。不同的燈光控制系統(tǒng)有人工控制與自動控制的區(qū)分，蘊含著連續(xù)量與開關量的內容，旨在凸顯“系統(tǒng)與控制系統(tǒng)”的區(qū)別與聯(lián)系。實踐活動2：探究空調遙控器的奧秘1.觀看“控制系統(tǒng)給人們的生活帶來便利”視頻。2.觀察和使用身邊的“空調遙控器”，完成活動記錄表2空調遙控器探秘。空調控制系統(tǒng)控制子模塊控制方式實驗小結1.開/關R人工控制￡自動控制1.控制系統(tǒng)可以劃分出多個子模塊。2.控制系統(tǒng)給生活帶來便利。……2.模式（制冷）￡人工控制R自動控制3.溫度（26度）￡人工控制R自動控制4.風速（一檔）￡人工控制R自動控制5.定時2小時￡人工控制R自動控制3.觀看視頻“北斗導航系統(tǒng)”，體會自主可控的控制系統(tǒng)對國家的重要作用?！窘處熞龑А?.引導學生看書本P17頁，進一步體會“控制系統(tǒng)給人們的生活帶來了便利”。2.請學生將家中“空調遙控器”準備好，先引導觀察這些控制按鈕，必要時可用遙控器來控制家中空調，嘗試各種功能，然后再進行一一做記錄。3.本實踐活動中要啟發(fā)學生思考：一個控制可以有多個功能相對獨立的子系統(tǒng)（模塊）組成；二是除了空調等，生活中常見的家用電器，都有很多控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)給生活帶來了很多便利。4.北斗三號系統(tǒng)作為面向全球提供公共服務的重大時空基礎設施，建設過程中始終堅持走自主創(chuàng)新發(fā)展道路，核心器部件100%自主可控，顯著帶動我國航天、電子等領域跨越發(fā)展。作為聯(lián)合國認可的四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一，北斗系統(tǒng)已服務全球200多個國家和地區(qū)，在民航、海事、搜救等領域積極履行國際義務，為推動構建人類命運共同體貢獻中國力量。【設計意圖】讓學生通過生活實例（空調遙控器）的探究，來體會控制系統(tǒng)給生活帶來的便利。了解自主可控技術來實現(xiàn)高水平科技自立自強，成為科技強國，引發(fā)學生的民族自豪感。四、應用：設計一個未來控制系統(tǒng)實踐活動3：設計一個未來的控制系統(tǒng)1.觀看課件“水壺燒水控制系統(tǒng)”，思考：（1）生活中的控制系統(tǒng)的作用，改變了人們的生活習慣，也方便了生活；（2）其他領域，控制系統(tǒng)發(fā)揮了什么作用？表3水壺燒水控制系統(tǒng)：名稱普通水壺電燒水壺智能恒溫水壺類型功能手動控制水燒開后自動停止自動加水、自動加熱燒開、自動保溫2.選擇生活中的一個控制系統(tǒng)（如下圖所示），畫一畫它未來可能會有哪些更方便的控制。請完成學習任務單3。未來控制系統(tǒng)概念圖：功能說明：【教師引導】1.水壺燒水方式的三種迭代是非常直觀和形象的，展示控制系統(tǒng)的不斷改進給生產(chǎn)生活帶來很多便利。2.北斗三號系統(tǒng)作為面向全球提供公共服務的重大時空基礎設施，建設過程中始終堅持走自主創(chuàng)新發(fā)展道路，核心器部件100%自主可控，顯著帶動我國航天、電子等領域跨越發(fā)展。目前，北斗系統(tǒng)已廣泛應用于國家經(jīng)濟社會發(fā)展各行業(yè)領域，助力各行業(yè)轉型升級、提質增效，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。作為聯(lián)合國認可的四大全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一，北斗系統(tǒng)已服務全球200多個國家和地區(qū)用戶，在民航、海事、搜救等領域積極履行國際義務，為推動構建人類命運共同體貢獻中國力量。引發(fā)學生的民族自豪感。3.出示本課的練習，教師給出一定的引導：可對原有控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，然后重新設計；也可以是創(chuàng)新性設計一種現(xiàn)在還沒有的控制系統(tǒng)。【設計意圖】自主可控技術影響著國家和人民的安全，我們要從小要樹立自主