《項(xiàng)目探究：模擬交通信號(hào)燈》教學(xué)設(shè)計(jì)-2025-2026學(xué)年魯教版（2024）小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)上冊(cè)教材分析單元定位：本課隸屬于魯教版（2024）小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)上冊(cè)第一單元《初識(shí)過(guò)程與控制》，是單元核心項(xiàng)目探究課。單元前兩課已鋪墊“過(guò)程（有序步驟集合）”“控制（根據(jù)規(guī)則調(diào)節(jié)過(guò)程）”的基礎(chǔ)概念，本課通過(guò)“模擬交通信號(hào)燈”這一真實(shí)生活場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)單元知識(shí)的綜合應(yīng)用與深化，為后續(xù)“家庭電器控制”“簡(jiǎn)單機(jī)器人編程”等內(nèi)容奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。內(nèi)容結(jié)構(gòu)：教材采用“情境—探究—實(shí)踐—拓展”的邏輯展開(kāi)，主要內(nèi)容包括：情境引入：呈現(xiàn)城市十字路口交通信號(hào)燈實(shí)景圖，標(biāo)注“東西方向”“南北方向”信號(hào)燈的切換狀態(tài)，提出“信號(hào)燈如何按規(guī)則變化？我們能模擬這一過(guò)程嗎？”的探究問(wèn)題；控制邏輯拆解：提供“交通信號(hào)燈基礎(chǔ)時(shí)序表”（如紅燈60秒、綠燈50秒、黃燈5秒），明確“單方向信號(hào)燈變化過(guò)程（紅→綠→黃→紅循環(huán)）”“雙方向信號(hào)燈協(xié)同規(guī)則（一個(gè)方向綠燈時(shí)，另一個(gè)方向紅燈）”；模擬方案設(shè)計(jì)：展示“手繪流程圖”“編程積木框架”兩種方案模板，提示“需包含‘啟動(dòng)控制’‘時(shí)序調(diào)節(jié)’‘方向協(xié)同’三個(gè)核心模塊”；編程實(shí)現(xiàn)：以教材適配的可視化編程軟件（如Scratch3.0）為例，分步演示“燈色切換”“時(shí)長(zhǎng)控制”“雙方向聯(lián)動(dòng)”的編程積木拼接，標(biāo)注關(guān)鍵代碼（如“等待50秒”“切換角色造型”“廣播消息觸發(fā)協(xié)同”）；拓展任務(wù)：提出“添加行人信號(hào)燈”“調(diào)整高峰時(shí)段時(shí)序”的進(jìn)階需求，引導(dǎo)學(xué)生思考“控制邏輯的靈活性”。編寫意圖：教材通過(guò)“從生活現(xiàn)象到技術(shù)模擬”的路徑，讓學(xué)生體會(huì)“過(guò)程與控制”在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用價(jià)值；借助項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—拆解問(wèn)題—解決問(wèn)題”的能力，同時(shí)滲透“交通規(guī)則意識(shí)”“公共秩序維護(hù)”的社會(huì)責(zé)任教育。教學(xué)設(shè)計(jì)理念本課依據(jù)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)》中“信息系統(tǒng)與控制”領(lǐng)域要求，緊扣教材“項(xiàng)目探究”定位，踐行“生活即教育、實(shí)踐即學(xué)習(xí)”的理念。以教材交通信號(hào)燈情境為起點(diǎn)，打破“控制僅存在于專業(yè)設(shè)備”的認(rèn)知局限，構(gòu)建“感知控制現(xiàn)象（觀察信號(hào)燈變化）—提煉控制要素（時(shí)序、規(guī)則、對(duì)象）—設(shè)計(jì)控制方案（流程圖/編程框架）—實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程（編程調(diào)試）—優(yōu)化控制效果（拓展功能）”的探究鏈條。采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)+小組協(xié)作+分層指導(dǎo)”模式，通過(guò)師生、生生互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生將“信號(hào)燈變化”這一具象過(guò)程，抽象為“輸入規(guī)則→執(zhí)行步驟→輸出狀態(tài)”的控制模型，體會(huì)“技術(shù)模擬服務(wù)生活需求”的本質(zhì)，培養(yǎng)用信息技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。核心素養(yǎng)目標(biāo)信息意識(shí)：能主動(dòng)識(shí)別交通信號(hào)燈的控制需求（如疏導(dǎo)交通、保障安全），感知“過(guò)程與控制”在交通、家電等生活場(chǎng)景中的普遍性，理解模擬信號(hào)燈對(duì)學(xué)習(xí)“控制邏輯”的價(jià)值，激發(fā)技術(shù)探究興趣。計(jì)算思維：通過(guò)分析教材時(shí)序表與協(xié)同規(guī)則，拆解交通信號(hào)燈的控制邏輯（單方向時(shí)序循環(huán)、雙方向狀態(tài)對(duì)立），初步學(xué)會(huì)將“模擬控制”問(wèn)題抽象為“定義對(duì)象（信號(hào)燈）—設(shè)定規(guī)則（時(shí)序/協(xié)同）—執(zhí)行循環(huán)（狀態(tài)切換）”的邏輯模型，提升問(wèn)題拆解與邏輯構(gòu)建能力。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能運(yùn)用教材推薦的工具（手繪流程圖、Scratch編程），完成“單方向信號(hào)燈模擬”“雙方向信號(hào)燈協(xié)同”的核心功能，嘗試添加“行人信號(hào)燈”“高峰時(shí)序調(diào)整”等拓展功能，提升數(shù)字化工具應(yīng)用與創(chuàng)新能力。信息社會(huì)責(zé)任：在小組項(xiàng)目中明確分工（如“邏輯分析師”“方案設(shè)計(jì)師”“編程調(diào)試員”），清晰表達(dá)控制方案設(shè)計(jì)思路，尊重他人優(yōu)化建議；通過(guò)模擬信號(hào)燈，深化對(duì)“交通規(guī)則重要性”的認(rèn)知，樹(shù)立“遵守公共秩序、維護(hù)交通安全”的意識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：理解交通信號(hào)燈的控制過(guò)程（單方向“紅→綠→黃→紅”的有序循環(huán)、雙方向“綠—紅”“黃—紅”“紅—綠”的協(xié)同變化）；掌握“時(shí)序控制”（用“等待”積木設(shè)定燈亮?xí)r長(zhǎng)）、“狀態(tài)切換”（用“造型切換”積木改變燈色）的編程方法；能完成基礎(chǔ)版單方向信號(hào)燈模擬。教學(xué)難點(diǎn)：拆解雙方向信號(hào)燈的協(xié)同控制邏輯（如“東西方向綠燈亮?xí)r，如何觸發(fā)南北方向紅燈保持”）；調(diào)試編程中的時(shí)序誤差（如“綠燈時(shí)長(zhǎng)不足或過(guò)長(zhǎng)”“雙方向燈色沖突”）；結(jié)合實(shí)際需求（如高峰時(shí)段）優(yōu)化控制規(guī)則。教學(xué)過(guò)程情境導(dǎo)入：“路口信號(hào)燈”啟探究教材內(nèi)容講解：展示教材開(kāi)篇十字路口實(shí)景圖，標(biāo)注“東西方向綠燈亮，車輛通行；南北方向紅燈亮，車輛等待”“30秒后，東西方向黃燈亮，南北方向仍紅燈”“5秒后，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮”的動(dòng)態(tài)變化標(biāo)注。教材引言提問(wèn)：“每天上學(xué)路過(guò)路口，你注意過(guò)信號(hào)燈的變化規(guī)律嗎？它為什么要按‘紅→綠→黃’的順序變化？”師生互動(dòng)：教師：“觀察教材中的信號(hào)燈變化，大家發(fā)現(xiàn)兩個(gè)方向的信號(hào)燈狀態(tài)有什么關(guān)系？比如東西方向綠燈時(shí)，南北方向是什么燈？”邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)指著圖中信號(hào)燈回答，教師補(bǔ)充：“這種‘一個(gè)方向通行，另一個(gè)方向禁止’的關(guān)系，就是信號(hào)燈的‘協(xié)同規(guī)則’?！苯處熥穯?wèn)：“如果信號(hào)燈沒(méi)有固定的亮燈時(shí)間，比如綠燈突然變紅燈，會(huì)發(fā)生什么？”引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)“時(shí)序控制（固定時(shí)長(zhǎng)）”的重要性。教師小結(jié)：“信號(hào)燈的變化是有‘過(guò)程’（固定順序）、有‘控制’（按規(guī)則調(diào)節(jié)時(shí)長(zhǎng)和方向）的，今天我們就按照教材的探究任務(wù)，動(dòng)手模擬交通信號(hào)燈！”設(shè)計(jì)意圖：以教材實(shí)景圖激活學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)“觀察描述—問(wèn)題追問(wèn)”互動(dòng)，讓學(xué)生初步感知“控制”的核心要素（規(guī)則、時(shí)序、協(xié)同），自然引出“模擬探究”的主題，契合六年級(jí)學(xué)生“基于生活現(xiàn)象思考”的認(rèn)知特點(diǎn)。新知探究一：“控制邏輯”拆要素教材內(nèi)容講解：呈現(xiàn)教材“交通信號(hào)燈控制邏輯”板塊，分兩部分解析：?jiǎn)畏较驎r(shí)序規(guī)則：教材展示“單方向信號(hào)燈時(shí)序表”，橫向列“燈色（紅/綠/黃）”“亮燈時(shí)長(zhǎng)（秒）”“作用（禁止通行/允許通行/警示）”，表格數(shù)據(jù)為“紅燈60、綠燈50、黃燈5”，標(biāo)注“三者循環(huán)，構(gòu)成一個(gè)控制周期”；雙方向協(xié)同規(guī)則：教材用對(duì)比圖展示“東西方向”與“南北方向”燈色對(duì)應(yīng)關(guān)系，如“東西綠→南北紅”“東西黃→南北紅”“東西紅→南北綠”，提示“雙方向燈色始終‘對(duì)立’，避免沖突”。教材特別標(biāo)注：“控制邏輯=時(shí)序規(guī)則+協(xié)同規(guī)則，兩者結(jié)合才能保證交通有序?！睅熒?dòng)：小組任務(wù)：結(jié)合教材時(shí)序表與協(xié)同規(guī)則，完成“信號(hào)燈控制邏輯拆解表”，表格包含“控制對(duì)象（單方向/雙方向）、核心規(guī)則、教材示例、異常情況（如規(guī)則破壞會(huì)怎樣）”四列，小組合作填寫并討論。邏輯驗(yàn)證：各小組派代表展示表格，教師結(jié)合教材示例提問(wèn)：“單方向一個(gè)控制周期總時(shí)長(zhǎng)是多少？（60+50+5=115秒）如果綠燈時(shí)長(zhǎng)改成100秒，會(huì)對(duì)交通產(chǎn)生什么影響？”引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注時(shí)序的合理性。教師引導(dǎo)：“教材中雙方向是‘對(duì)立控制’，如果路口有三個(gè)方向（如T型路口），協(xié)同規(guī)則會(huì)怎么變？”拓展學(xué)生對(duì)“控制對(duì)象復(fù)雜度”的認(rèn)知。設(shè)計(jì)意圖：依托教材邏輯拆解案例，通過(guò)“填表討論—邏輯辨析”互動(dòng)，讓學(xué)生在具象表格中明確“時(shí)序”與“協(xié)同”是控制邏輯的核心，為后續(xù)方案設(shè)計(jì)奠定“邏輯基礎(chǔ)”，落實(shí)“理解控制過(guò)程”的教學(xué)重點(diǎn)。新知探究二：“方案設(shè)計(jì)”定框架教材內(nèi)容講解：聚焦教材“模擬方案設(shè)計(jì)”板塊，展示兩種基礎(chǔ)方案模板：（1）手繪流程圖方案：教材呈現(xiàn)流程圖樣式，包含“開(kāi)始→啟動(dòng)單方向信號(hào)燈→紅燈亮60秒→綠燈亮50秒→黃燈亮5秒→判斷是否繼續(xù)（是則循環(huán)，否則結(jié)束）→同步控制雙方向燈色”的流程框，用箭頭連接，標(biāo)注“需用‘判斷框’體現(xiàn)循環(huán)控制”；（2）編程框架方案：教材展示Scratch角色與積木框架，角色區(qū)包含“東西紅燈、東西綠燈、東西黃燈、南北紅燈、南北綠燈、南北黃燈”6個(gè)角色，積木區(qū)標(biāo)注核心模塊：①“事件模塊”（當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊，啟動(dòng)控制）；②“控制模塊”（重復(fù)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)循環(huán)；等待X秒，實(shí)現(xiàn)時(shí)序）；③“外觀模塊”（顯示/隱藏角色，實(shí)現(xiàn)燈色切換）；④“消息模塊”（廣播“東西綠燈亮”，觸發(fā)南北紅燈亮，實(shí)現(xiàn)協(xié)同）。教材提問(wèn)：“兩種方案各有什么優(yōu)勢(shì)？你打算選擇哪種方案，或結(jié)合兩種方案的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)？”師生互動(dòng)：“方案對(duì)比”討論：教師引導(dǎo)學(xué)生分析教材兩種方案的特點(diǎn)（手繪流程圖：易梳理邏輯，無(wú)設(shè)備要求；編程框架：可動(dòng)態(tài)演示，需掌握基礎(chǔ)編程），學(xué)生結(jié)合自身能力選擇方案類型，或提出“先畫(huà)流程圖，再按圖編程序”的融合方案。“框架設(shè)計(jì)”實(shí)踐：學(xué)生獨(dú)立或小組合作完成方案設(shè)計(jì)，選擇手繪的學(xué)生參照教材流程圖模板，補(bǔ)充“雙方向協(xié)同”的判斷框；選擇編程框架的學(xué)生，在教材積木框架基礎(chǔ)上，標(biāo)注“每個(gè)角色的觸發(fā)條件”（如“東西綠燈角色：接收到‘東西綠燈亮’消息時(shí)顯示，等待50秒后隱藏”）。方案點(diǎn)評(píng)：教師選取典型方案展示，參照教材標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)評(píng)：“XX小組的流程圖包含了‘循環(huán)控制’和‘雙方向協(xié)同’，邏輯完整；XX同學(xué)的編程框架標(biāo)注了消息傳遞的觸發(fā)關(guān)系，符合教材協(xié)同規(guī)則?！痹O(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“對(duì)比教材方案—自主設(shè)計(jì)框架”互動(dòng)，讓學(xué)生掌握“從邏輯到方案”的轉(zhuǎn)化方法，既落實(shí)教材對(duì)“方案設(shè)計(jì)規(guī)范性”的要求，又鼓勵(lì)個(gè)性化創(chuàng)新，為后續(xù)實(shí)踐環(huán)節(jié)明確方向，培養(yǎng)“規(guī)劃先行”的思維習(xí)慣。項(xiàng)目實(shí)踐：“模擬實(shí)現(xiàn)”練實(shí)操教材內(nèi)容講解：展示教材“模擬實(shí)現(xiàn)分步指南”，分“基礎(chǔ)版（單方向）”“進(jìn)階版（雙方向）”兩階段指導(dǎo)：基礎(chǔ)版（單方向）：教材分4步演示Scratch編程：①添加“單方向紅、綠、黃”三個(gè)角色，上傳對(duì)應(yīng)造型；②在“綠旗被點(diǎn)擊”事件下，添加“隱藏所有燈色”積木（初始化）；③拼接“重復(fù)執(zhí)行”積木，內(nèi)部按“顯示紅燈→等待60秒→隱藏紅燈→顯示綠燈→等待50秒→隱藏綠燈→顯示黃燈→等待5秒→隱藏黃燈”的順序排列外觀與控制積木；④點(diǎn)擊綠旗測(cè)試，觀察燈色切換與時(shí)長(zhǎng)是否符合教材時(shí)序表。進(jìn)階版（雙方向）：教材在基礎(chǔ)版上增加“消息協(xié)同”步驟：①為“東西綠燈”角色添加“廣播‘東西綠燈亮’”積木（在顯示綠燈時(shí)觸發(fā)）；②為“南北紅燈”角色添加“當(dāng)接收到‘東西綠燈亮’”積木，關(guān)聯(lián)“顯示南北紅燈→等待50秒→隱藏南北紅燈”；③同理設(shè)置“東西黃燈亮→廣播消息→南北紅燈保持”“東西紅燈亮→廣播消息→南北綠燈亮”的協(xié)同邏輯；④教材提示：“測(cè)試時(shí)重點(diǎn)檢查‘雙方向燈色是否沖突’，如東西綠燈亮?xí)r，南北是否同時(shí)亮紅燈?！睅熒?dòng)：分層實(shí)踐：選擇基礎(chǔ)版的學(xué)生，按教材單方向步驟編程，教師巡回指導(dǎo)“隱藏/顯示角色”“等待時(shí)長(zhǎng)設(shè)置”的操作；選擇進(jìn)階版的學(xué)生，在教師帶領(lǐng)下先完成“東西方向”編程，再參照教材消息協(xié)同步驟，自主完成“南北方向”編程，重點(diǎn)突破“廣播與接收消息”的關(guān)聯(lián)邏輯。調(diào)試優(yōu)化：學(xué)生對(duì)照教材標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試模擬效果，如“紅燈是否亮夠60秒”“雙方向是否出現(xiàn)同時(shí)綠燈”，若出現(xiàn)問(wèn)題，教師引導(dǎo)參照教材步驟排查：“是不是‘等待’積木的時(shí)長(zhǎng)輸錯(cuò)了？是不是‘廣播消息’和‘接收消息’的名稱不一致？”小組互助：完成基礎(chǔ)版的學(xué)生可嘗試進(jìn)階版，進(jìn)階版遇到困難的學(xué)生可向小組內(nèi)完成者請(qǐng)教，或參照教材“常見(jiàn)問(wèn)題解決表”（如“燈色不切換：檢查‘顯示/隱藏’積木是否對(duì)應(yīng)角色；協(xié)同失效：檢查消息名稱是否完全一致”）自主調(diào)試。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“分層實(shí)操—調(diào)試優(yōu)化—互助學(xué)習(xí)”的互動(dòng)，讓學(xué)生在教材指導(dǎo)下逐步實(shí)現(xiàn)模擬功能，既突破“時(shí)序控制”“消息協(xié)同”的編程難點(diǎn)，又培養(yǎng)“自主排查錯(cuò)誤”的能力，落實(shí)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”的核心素養(yǎng)。拓展提升：“功能優(yōu)化”促創(chuàng)新教材內(nèi)容講解：呈現(xiàn)教材“拓展優(yōu)化任務(wù)”板塊，提出兩個(gè)進(jìn)階需求：添加行人信號(hào)燈：教材展示“行人紅燈（站立造型）”“行人綠燈（行走造型）”角色，提示“行人信號(hào)燈與對(duì)應(yīng)方向車輛信號(hào)燈協(xié)同（如東西方向車輛綠燈時(shí)，東西方向行人綠燈亮；車輛紅燈時(shí)，行人紅燈亮）”，標(biāo)注“需新增‘行人燈’消息廣播與接收邏輯”；調(diào)整高峰時(shí)序：教材給出“早高峰（7:30-8:30）時(shí)序表”（紅燈40秒、綠燈70秒、黃燈5秒），提示“需添加‘時(shí)間判斷’邏輯，如‘若當(dāng)前時(shí)間在7:30-8:30之間，則執(zhí)行高峰時(shí)序，否則執(zhí)行常規(guī)時(shí)序’”，并展示“獲取當(dāng)前時(shí)間”“判斷時(shí)間區(qū)間”的編程積木示例。師生互動(dòng)：自主選題：學(xué)生根據(jù)興趣與能力，選擇1個(gè)拓展任務(wù)，參照教材提示設(shè)計(jì)優(yōu)化方案，如選擇“行人信號(hào)燈”的小組，討論“行人燈與車輛燈的消息關(guān)聯(lián)邏輯”；選擇“高峰時(shí)序”的小組，研究教材“時(shí)間判斷”積木的使用方法。優(yōu)化實(shí)踐：學(xué)生實(shí)施優(yōu)化，教師巡回指導(dǎo)，如“行人信號(hào)燈”優(yōu)化中，提示“廣播‘東西車輛綠燈亮’時(shí)，同時(shí)廣播‘東西行人綠燈亮’”；“高峰時(shí)序”優(yōu)化中，幫助學(xué)生理解教材“時(shí)間判斷”積木的參數(shù)設(shè)置（如“小時(shí)≥7且小時(shí)＜8，或小時(shí)=8且分鐘≤30”）。成果分享：完成優(yōu)化的小組展示功能，如“早高峰時(shí)段，東西方向綠燈自動(dòng)延長(zhǎng)到70秒，行人綠燈同步延長(zhǎng)”，并講解優(yōu)化思路：“我們參照教材時(shí)間判斷邏輯，添加了‘如果…那么…否則’積木，實(shí)現(xiàn)時(shí)序切換?！痹O(shè)計(jì)意圖：通過(guò)“自主選