《信息系統(tǒng)中的控制》教學設(shè)計基本信息課題信息系統(tǒng)中的控制學科信息技術(shù)學習領(lǐng)域體驗年級高二年級教科書版本及章節(jié)浙教版信息技術(shù)新教材必修2模塊《信息系統(tǒng)與社會》第二章第四節(jié)課時教學設(shè)計課型新授課√ 章/單元復習課□ 專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□ 其他□一、教學內(nèi)容分析本節(jié)課選自必修2《信息系統(tǒng)與社會》第二章第四節(jié)傳感與控制，本節(jié)由信息系統(tǒng)與外部世界的聯(lián)系、常見的傳感器技術(shù)、傳感器信息的獲取、射頻識別技術(shù)和信息系統(tǒng)中的控制等五個部分內(nèi)容組成。本節(jié)課主要是圍繞信息系統(tǒng)中的控制展開，由小米傳感器生成智能家居的過程導入，并通過學習任務(wù)單的體驗，了解智能終端與計算機之間串口通信方式，對于2.5網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)有線傳輸介質(zhì)擁有感性的體驗，為2.6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件開發(fā)埋下伏筆。二、學習者分析授課對象為縉云中學高二年級文科班學生，學生上一個單元學習了常見的傳感技術(shù)與信息系統(tǒng)如何通過傳感器獲取外部信息，對于信息系統(tǒng)中的控制與反饋有一點了解。同時因?qū)W生基礎(chǔ)較差，無法獨立完成編程，但是又對自己能動手充滿興趣，所以本節(jié)課以體驗為主。三、教學目標具體目標所指向的核心素養(yǎng)1.了解信息系統(tǒng)中的控制機制。1.【信息意識】：在合作學習過程中，愿意與團隊成員共享信息；能夠按要求獲取信息。2.通過任務(wù)體驗智能終端（以micro:bit為例）傳感器間互動控制與計算機的互控。2.【計算思維】：知道信息系統(tǒng)與外部世界的連接方式；學會用信息系統(tǒng)的工作方式去思考解決問題的方法。3.【數(shù)字化學習與創(chuàng)新】能構(gòu)建簡單的信息系統(tǒng)，積極利用各種信息系統(tǒng)促進學習與發(fā)展。 四、教學重難點教學重點：了解信息系統(tǒng)中的控制機制。教學難點：計算機與智能終端（以micro:bit為例）傳感器間的互動控制。五、教學策略與方法以小組合作與任務(wù)驅(qū)動為教學方法；通過實際生活問題，探究信息系統(tǒng)中的控制機制。 六、教學準備有教學控制軟件的多媒體機房、BXY軟件、python編程軟件、課件。七、評價設(shè)計1.過程性評價：在上課過程中，及時對自己的學習情況做客觀評價，在任務(wù)單“”中里標注：打勾（√）：表示已理解、能正確完成畫圈（〇）：表示部分理解、部分完成打叉（×）：表示完全不理解、不能完成2.終結(jié)性評價能夠完學后反思的問題。教學過程實際生活問題引入：通過小米門窗傳感器與米家app、小愛音箱的聯(lián)動以及更多玩法的視頻，請學生思考在這個過程中傳感器、獲取信息、反饋過程分別是什么？教師提出信息系統(tǒng)中的控制的概念?！驹O(shè)計意圖】：通過門窗傳感器的應(yīng)用，幫助學生了解這是信息系統(tǒng)控制技術(shù)的一種應(yīng)用。通過觀察與探討思考，學生認識信息系統(tǒng)如何通過傳感器獲取外部世界信息，師生對話、探討啟發(fā)學生思考，讓學生從實際生活應(yīng)用思考，引出概念，培養(yǎng)信息意識。學習活動設(shè)計1.知識講解信息系統(tǒng)通過傳感器能夠獲取外部世界的各種信息，通過執(zhí)行器，則可以作用于外部世界。執(zhí)行器是指在控制系統(tǒng)中接受控制信息并對受控對象施加控制作用的裝置。如智能手環(huán)可以用簡單的震動來提醒用戶，除最常見的鬧鐘喚醒、來電提醒和消息提醒外，還可以實現(xiàn)一些特殊的提醒：發(fā)現(xiàn)用戶久坐時，會提醒用戶起來運動；發(fā)現(xiàn)用戶運動過量時，會提醒注意休息等?；疖?、地鐵的檢票系統(tǒng)則可以控制閘機的打開和關(guān)閉，大樓的火警預報系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)火情后不僅會發(fā)出警報，還能提醒不同樓層的用戶如何便捷地找到逃生通道。在諾伯特?維納（NorbertWiener)提出的控制論中，控制的基礎(chǔ)是信息，一切信息傳遞都是為了控制，任何控制又依賴信息反饋來實現(xiàn)。信息反饋是指系統(tǒng)輸出信息后，其返回的結(jié)果將對信息的再次輸出產(chǎn)生影響，從而起到制約的作用，以達到預定的0的。例如，智能農(nóng)場系統(tǒng)利用濕度傳感器實時獲取土壤濕度，如果濕度值低于預設(shè)的閾值，系統(tǒng)將啟動澆水裝置，使土壤濕度值上升到預設(shè)的濕度范圍。【設(shè)計意圖】：通過生活中信息系統(tǒng)應(yīng)用實例，了解信息系統(tǒng)中的控制論，理解信息系統(tǒng)中的控制工作原理，為接下去的任務(wù)體驗奠定理論基礎(chǔ)。2.任務(wù)實踐體驗（1）學習任務(wù)一：回憶教師剛剛使用門窗傳感器的過程，選取生活中一個常見的信息系統(tǒng)控制技術(shù)應(yīng)用實例，填寫下圖中對應(yīng)位置，形成控制與反饋圖（2）學習任務(wù)二：用計算機控制智能終端micro:bit的LED陣列用BXY軟件打開程序1，并燒錄至micro:bit中，點擊“串口”按鈕打開串口界面，分別向串口發(fā)送‘H’和‘S’時，觀察LED陣列輸出結(jié)果。關(guān)閉BXY并打開Spyder，運行程序2的代碼（可參考課本P62頁的第3點）并在Shellser.writeserite(‘H’.encode())和ser.write(‘S’.encode())，觀察輸入‘H’和‘S’時LED陣列顯示結(jié)果。（3）學習任務(wù)三：運用micro:bit作為智能終端，通過光敏傳感器采集光線值用BXY軟件打開程序3，并燒錄至micro:bit中，單擊“串口”按鈕打開串口界面，通過光敏傳感器獲取光線值。嘗試遮擋光敏傳感器，觀察數(shù)據(jù)變化，總結(jié)規(guī)律。（4）學習任務(wù)四：用BXY軟件打開程序4完成填空，由自己設(shè)定閾值，實現(xiàn)通過光敏傳感器控制LED陣列顯示“高興”或“難過”表情。frommicrobitimport*#引用micro:bit庫

whileTrue:#循環(huán)

gx=pin1.read_analoggx=pin1.read_analog() #向串口發(fā)送當前環(huán)境光線的數(shù)值

ifgx>100:

display.show(Image.HAPPY)

sleep(500)

else:

display.show(Image.SAD)【設(shè)計意圖】：學生經(jīng)過實踐體驗，通過micro:bit作為智能終端，計算機發(fā)送控制指令實現(xiàn)相應(yīng)功能，了解信息系統(tǒng)的控制過程，培養(yǎng)計算思維。通過串口數(shù)據(jù)的觀察，了解信息系統(tǒng)時如何通過傳感器獲取外部數(shù)據(jù)。九、作業(yè)與拓展學習設(shè)計1.學后反思：（1）通過本課的學習，你知道如何用計算機控制micro:bit了嗎？（2）為什么程序設(shè)計要分為智能終端程