《跨學(xué)科主題——小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)》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)魯教版(2024)第三單元“小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的跨學(xué)科定位，踐行“真實(shí)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、多學(xué)活場(chǎng)景為切入點(diǎn)，打破學(xué)科壁壘，構(gòu)建“發(fā)現(xiàn)生活需求(如節(jié)能、安全)—拆解系統(tǒng)要素(輸入、處理、輸出)—融合多學(xué)科知識(shí)(信息技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、科學(xué)的電路原理、數(shù)學(xué)的數(shù)據(jù)分析)—實(shí)踐制作系統(tǒng)—優(yōu)化完善方案”的探究鏈條。采用“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)+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)生將多學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問(wèn)題的能力，體會(huì)“跨學(xué)科實(shí)踐是小型系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵”,培養(yǎng)“綜合思維1.信息意識(shí)：能主動(dòng)識(shí)別生活中“需要開(kāi)關(guān)控制”的場(chǎng)景(如家電開(kāi)關(guān)、警關(guān)),感知小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)在“節(jié)能、安全、便捷”中的價(jià)值，理解跨學(xué)科知識(shí)(如電路、編程)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義，激發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)興趣。2.計(jì)算思維：通過(guò)分析教材跨學(xué)科案例，拆解小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的組成(輸入模塊：傳感器/手動(dòng)按鈕；處理模塊：控制器/邏輯判斷；輸出模塊：燈/報(bào)警器),初步學(xué)會(huì)3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能融合信息技術(shù)(編程邏輯)、科學(xué)(電路連接)、數(shù)學(xué)(參數(shù)計(jì)算)知識(shí)，使用教材推薦工具(Arduino入門套件、電路模擬軟件)完成“簡(jiǎn)易小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)”制作(如光控?zé)簟⑷梭w感應(yīng)警示燈),嘗試優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)(如感應(yīng)距離、觸發(fā)靈敏度),提升跨學(xué)科實(shí)踐與創(chuàng)新能力。4.信息社會(huì)責(zé)任：在小組跨學(xué)科實(shí)踐中，明確分工(如“電路搭建員”“編程調(diào)試1.教學(xué)重點(diǎn)：理解小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的基本組成(輸入模塊、處理模塊、輸出模塊)及工作流程(觸發(fā)輸入→處理判斷→執(zhí)行輸出);能融合科學(xué)電路知識(shí)(如串聯(lián)、并聯(lián))與信息技術(shù)編程邏輯(如條件判斷),完成基礎(chǔ)版小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)(如手動(dòng)控制燈開(kāi)關(guān))的設(shè)計(jì)與制作；識(shí)別教材中跨學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景(如電路連接對(duì)應(yīng)科學(xué)，邏輯判斷對(duì)應(yīng)信息技術(shù))。2.教學(xué)難點(diǎn)：融合多學(xué)科知識(shí)解決系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的復(fù)雜問(wèn)題(如用科學(xué)電路知識(shí)排查“燈不亮”故障，用信息技術(shù)編程調(diào)整“感應(yīng)開(kāi)關(guān)靈敏度”);明確系統(tǒng)各模塊間的協(xié)作邏輯(如輸入模塊如何向處理模塊傳遞信號(hào)，處理模塊如何控制輸出模塊動(dòng)作);根據(jù)實(shí)際需求(如節(jié)能、安全)優(yōu)化系統(tǒng)功能，避免“功能冗余”或“需求不匹配”。1.教材內(nèi)容講解：展示教材開(kāi)篇“跨學(xué)科情境圖”,包含兩個(gè)核心場(chǎng)景：(1)家庭場(chǎng)景："客廳燈需要手動(dòng)開(kāi)關(guān)，家人常忘記關(guān)燈造成浪費(fèi)，希望設(shè)計(jì)‘人(2)校園場(chǎng)景：“實(shí)驗(yàn)室門未關(guān)緊時(shí)，需要自動(dòng)觸發(fā)‘警示燈+提示音’,提醒師生教材引言提問(wèn)：“這些開(kāi)關(guān)需求，僅用單一學(xué)科知識(shí)能解決嗎?如何融合多學(xué)科知識(shí)設(shè)計(jì)‘實(shí)用、高效’的小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)?”2.師生互動(dòng)：(1)教師：“大家在家有沒(méi)有忘記關(guān)燈的經(jīng)歷?如果像教材中那樣，設(shè)計(jì)‘人走燈滅’的開(kāi)關(guān)，需要知道‘人是否離開(kāi)’(用什么判斷?)和‘如何讓燈滅’(用什么控制?)”邀請(qǐng)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)回答，教師梳理："判斷人是否離開(kāi)’需要感應(yīng)設(shè)備 (信息技術(shù)),‘控制燈滅’需要電路(科學(xué)),這就需要跨學(xué)科知識(shí)?！?2)教師追問(wèn)：“如果只懂電路知識(shí)，能讓燈‘自動(dòng)’滅嗎?如果只懂編程，沒(méi)有電路連接，燈能亮嗎?”引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)“跨學(xué)科融合的必要性”。(3)教師小結(jié)：“今天我們就圍繞‘跨學(xué)科主題——小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)’,融合信息技術(shù)、科學(xué)、數(shù)學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)解決生活難題的開(kāi)關(guān)系統(tǒng)!”3.設(shè)計(jì)意圖：以教材跨學(xué)科生活場(chǎng)景激活學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)“問(wèn)題拆解—追問(wèn)反思”的互動(dòng)，讓學(xué)生初步感知“單一學(xué)科無(wú)法解決復(fù)雜開(kāi)關(guān)需求”,自然引出“跨學(xué)科設(shè)計(jì)”的主題，契合六年級(jí)學(xué)生“基于真實(shí)問(wèn)題學(xué)習(xí)”的認(rèn)知特點(diǎn)。1.教材內(nèi)容講解：呈現(xiàn)教材“小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)組成”板塊，以“家庭光控?zé)糸_(kāi)關(guān)系統(tǒng)”為案例，跨學(xué)科拆解系統(tǒng)模塊：(1)輸入模塊：教材展示“光敏傳感器”(標(biāo)注“科學(xué)知識(shí)：感知光線強(qiáng)度變化；信息技術(shù)知識(shí)：將光線信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)”),說(shuō)明“輸入模塊負(fù)責(zé)‘獲取觸發(fā)條件’,(2)處理模塊：教材展示“Arduino控制器”(標(biāo)注“信息技術(shù)知識(shí)：通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)邏輯判斷，如‘光線暗→觸發(fā)開(kāi)燈指令’;數(shù)學(xué)知識(shí)：設(shè)定光線強(qiáng)度閾值，如‘低于500lux→判斷為暗”),提示“處理模塊是系統(tǒng)‘大腦’,負(fù)責(zé)接收輸入信號(hào)并做出決策”;(3)輸出模塊：教材展示“LED燈+電路”(標(biāo)注“科學(xué)知識(shí)：串聯(lián)電路連接，確保燈接收指令后點(diǎn)亮；信息技術(shù)知識(shí)：接收控制器指令，執(zhí)行‘亮/滅’動(dòng)作”),說(shuō)明教材特別標(biāo)注：“小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的核心是‘輸入→處理→輸出’的跨學(xué)科協(xié)作，每個(gè)模塊都需要多學(xué)科知識(shí)支撐?！?.師生互動(dòng)：(1)小組任務(wù)1:結(jié)合教材“光控?zé)粝到y(tǒng)”案例，完成“小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)模塊分析表”,表格包含“模塊名稱、跨學(xué)科知識(shí)應(yīng)用(科學(xué)/信息技術(shù)/數(shù)學(xué))、模塊功能”三列，小組合作填寫(xiě)，教師巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生明確“每個(gè)模塊的學(xué)科支撐”。(2)成果展示：各小組派代表展示表格，教師結(jié)合教材標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)評(píng)："XX小組準(zhǔn)確寫(xiě)出‘處理模塊用信息技術(shù)編程判斷、數(shù)學(xué)設(shè)定閾值’,符合教材跨學(xué)科標(biāo)注，清晰梳理了模塊與學(xué)科的關(guān)聯(lián)!”協(xié)作，讓學(xué)生直觀理解“輸入→處理→輸出”的流程。3.設(shè)計(jì)意圖：依托教材跨學(xué)科案例，通過(guò)“填