第第頁(yè)人教版（2024）六年級(jí)全一冊(cè)信息科技第27課定速巡航有算法教案教學(xué)設(shè)計(jì)基本信息主題27.定速巡航有算法學(xué)科信息科技老師年級(jí)六年級(jí)教學(xué)內(nèi)容分析《定速巡航的控制》是小學(xué)六年級(jí)信息科技學(xué)科中一堂融合了理論知識(shí)與實(shí)踐操作的課程。定速巡航系統(tǒng)作為現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)的重要組成部分，其原理和應(yīng)用不僅體現(xiàn)了信息技術(shù)的進(jìn)步，也關(guān)乎到駕駛安全與便捷性。本課旨在通過(guò)簡(jiǎn)化后的方式，向小學(xué)生介紹定速巡航系統(tǒng)的基本概念、工作原理，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)編程模擬其車(chē)速控制過(guò)程，以此培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力，以及信息社會(huì)責(zé)任?？紤]到小學(xué)生的認(rèn)知水平和興趣點(diǎn)，本課將避免深入復(fù)雜的電子控制技術(shù)和物理原理，而是側(cè)重于系統(tǒng)功能的直觀(guān)展示和算法邏輯的簡(jiǎn)單闡述，同時(shí)結(jié)合趣味性的編程實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生在動(dòng)手操作中感受科技的魅力。學(xué)情分析六年級(jí)學(xué)生已經(jīng)具備了一定的信息技術(shù)基礎(chǔ)，能夠熟練使用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)進(jìn)行基本操作，對(duì)計(jì)算機(jī)編程有一定的接觸或興趣。他們好奇心強(qiáng)，喜歡探索未知領(lǐng)域，對(duì)與日常生活緊密相關(guān)的科技知識(shí)尤為感興趣。然而，由于年齡和經(jīng)驗(yàn)的限制，他們?cè)诶斫鈴?fù)雜技術(shù)原理和進(jìn)行高級(jí)編程方面還存在一定困難。因此，本課將采用通俗易懂的語(yǔ)言和直觀(guān)形象的教學(xué)方式，降低學(xué)習(xí)門(mén)檻，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。學(xué)習(xí)目標(biāo)信息意識(shí)：增強(qiáng)學(xué)生對(duì)定速巡航系統(tǒng)這一現(xiàn)代科技產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)和了解，認(rèn)識(shí)到信息技術(shù)在改善人類(lèi)生活方面的作用。計(jì)算思維：通過(guò)分析定速巡航車(chē)速控制的算法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和問(wèn)題解決能力，初步掌握算法設(shè)計(jì)的基本思想。數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過(guò)編程模擬定速巡航系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生掌握基本的編程技能，激發(fā)其創(chuàng)新思維和創(chuàng)造力，鼓勵(lì)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題的解決中。信息社會(huì)責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科技產(chǎn)品的安全使用問(wèn)題，理解科技應(yīng)用對(duì)社會(huì)、環(huán)境及個(gè)人可能產(chǎn)生的影響，培養(yǎng)其負(fù)責(zé)任地使用信息技術(shù)的意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)理解巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程以及繪制算法流程圖。教學(xué)難點(diǎn)進(jìn)一步理解反饋的優(yōu)化作用及其在定速巡航系統(tǒng)中的應(yīng)用。教學(xué)準(zhǔn)備1．定速巡航系統(tǒng)的介紹材料和視頻，幫助學(xué)生理解其工作原理和組成模塊。2．編程環(huán)境（如Python）的安裝和配置。3．定速巡航模擬程序須補(bǔ)充“設(shè)定速度閾值”的代碼和“輸入車(chē)速”的半成品代碼。4．定速巡航模擬程序完整代碼。教學(xué)實(shí)施過(guò)程情境導(dǎo)入教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【教師活動(dòng)1】引入情境并提問(wèn)：小夏爸爸開(kāi)車(chē)帶全家人出門(mén)旅行，上高速公路后，發(fā)現(xiàn)車(chē)很少，暢通無(wú)阻。爸爸說(shuō)他開(kāi)啟了定速巡航功能，這樣能讓腳輕松一些。小夏很好奇，定速巡航是怎么一回事？定速巡航系統(tǒng)的基本工作過(guò)程是怎樣的呢？【學(xué)生活動(dòng)1】思考問(wèn)題，同時(shí)討論交流?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)引入一個(gè)貼近學(xué)生生活的情境，激發(fā)學(xué)生對(duì)定速巡航系統(tǒng)的好奇心和探究欲，使他們更加主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來(lái)。教學(xué)活動(dòng)一了解定速巡航系統(tǒng)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖1．了解定速巡航是什么及系統(tǒng)模塊組成【教師活動(dòng)2】播放介紹車(chē)上定速巡航的開(kāi)關(guān)視頻，并提問(wèn)：什么是定速巡航，定速巡航系統(tǒng)都有哪些模塊組成的？2．學(xué)習(xí)定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程【教師活動(dòng)3】展示定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程示意圖，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)示意圖描述定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程?！緦W(xué)生活動(dòng)2】通過(guò)課本或者上網(wǎng)查詢(xún)更多與定速巡航相關(guān)的視頻資料得出答案。【學(xué)生活動(dòng)3】仔細(xì)觀(guān)察展示的定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程示意圖，分小組進(jìn)行討論，嘗試根據(jù)示意圖描述定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程，包括各部件如何協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)定速巡航功能。每個(gè)小組選出代表，向全班分享他們小組對(duì)定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程的理解和描述?！驹O(shè)計(jì)意圖】利用視頻資源直觀(guān)展示定速巡航的開(kāi)關(guān)操作，幫助學(xué)生更形象地理解定速巡航的概念和功能，增強(qiáng)教學(xué)的直觀(guān)性和吸引力。鼓勵(lì)學(xué)生上網(wǎng)查詢(xún)更多相關(guān)視頻，培養(yǎng)他們利用網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和信息檢索的能力，同時(shí)拓寬他們的知識(shí)視野?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)展示示意圖，幫助學(xué)生直觀(guān)理解定速巡航系統(tǒng)的復(fù)雜工作過(guò)程，降低學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)習(xí)效率。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)示意圖進(jìn)行描述，激發(fā)他們的邏輯思維和系統(tǒng)思維能力，培養(yǎng)他們從整體到局部的分析能力。讓學(xué)生通過(guò)口頭表達(dá)的方式分享他們的理解，鍛煉他們的表達(dá)能力和自信心，同時(shí)也便于教師了解學(xué)生的掌握情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。教學(xué)活動(dòng)二小組分析繪制定速巡航控制的算法教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖1．思考定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程是開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制【教師活動(dòng)4】簡(jiǎn)要總結(jié)定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程示意圖，思考定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程是開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制?！窘處熁顒?dòng)5】繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生交流討論，定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程與前面學(xué)過(guò)的哪些控制系統(tǒng)類(lèi)似？2．繪制定速巡航算法流程圖【教師活動(dòng)6】布置任務(wù)：根據(jù)定速巡航系統(tǒng)中“如果車(chē)速超過(guò)設(shè)定的速度，系統(tǒng)會(huì)降低速度；如果車(chē)速低于設(shè)定的速度，系統(tǒng)會(huì)提高速度”這個(gè)功能，繪制算法流程圖?！緦W(xué)生活動(dòng)4】根據(jù)教師對(duì)定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程的簡(jiǎn)要總結(jié)，仔細(xì)觀(guān)察定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程示意圖，關(guān)注系統(tǒng)中是否存在反饋機(jī)制。再以小組為單位進(jìn)行深入討論，分析定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程是開(kāi)環(huán)控制還是閉環(huán)控制，并嘗試解釋其原因。【學(xué)生活動(dòng)5】討論了解定速巡航系統(tǒng)的工作過(guò)程其實(shí)是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，回顧之前單元中哪些控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與其類(lèi)似?！緦W(xué)生活動(dòng)6】（1）學(xué)生仔細(xì)閱讀并理解定速巡航系統(tǒng)的功能描述，明確系統(tǒng)如何根據(jù)車(chē)速調(diào)整油門(mén)輸入。（2）學(xué)生分小組合作，根據(jù)功能描述繪制算法流程圖，展示系統(tǒng)如何通過(guò)判斷車(chē)速與目標(biāo)速度的關(guān)系來(lái)調(diào)整油門(mén)輸入。（3）在繪制流程圖的過(guò)程中，小組成員討論并標(biāo)識(shí)出閉環(huán)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如傳感器的檢測(cè)、系統(tǒng)的判斷和調(diào)整等。（4）每個(gè)小組選出代表，向全班展示他們繪制的算法流程圖，并解釋圖中各步驟如何體現(xiàn)閉環(huán)控制的特點(diǎn)?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)教師的總結(jié)和再次觀(guān)察示意圖，引導(dǎo)學(xué)生思考定速巡航系統(tǒng)的控制類(lèi)型，通過(guò)討論開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的區(qū)別，幫助學(xué)生鞏固和深化對(duì)定速巡航系統(tǒng)工作過(guò)程的理解，確保知識(shí)的內(nèi)化和應(yīng)用?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)比較不同控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，幫助學(xué)生建立知識(shí)間的聯(lián)系，理解不同系統(tǒng)背后的共同控制原理，加深他們對(duì)系統(tǒng)控制邏輯的理解，特別是循環(huán)和條件判斷在控制中的應(yīng)用，也為后面繪制定速巡航算法流程圖做好鋪墊。【設(shè)計(jì)意圖】通過(guò)繪制算法流程圖，讓學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，通過(guò)具體實(shí)例，加深學(xué)生對(duì)閉環(huán)控制概念的理解，特別是理解傳感器檢測(cè)和系統(tǒng)調(diào)整的循環(huán)過(guò)程。教學(xué)活動(dòng)三輸入程序并運(yùn)行，模擬定速巡航教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【教師活動(dòng)7】分發(fā)課前準(zhǔn)備的定速巡航模擬的半成品程序和成品程序，要求同學(xué)根據(jù)自己能力程度打開(kāi)不同的程序完成任務(wù)，鼓勵(lì)編程能力比較強(qiáng)的學(xué)生自主設(shè)計(jì)程序的功能，編寫(xiě)完整的程序。引導(dǎo)學(xué)生找到設(shè)定閾值的語(yǔ)句，然后修改，運(yùn)行程序，按提示輸入，觀(guān)察變化并對(duì)活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)。（1）汽車(chē)當(dāng)前速度改變了，相當(dāng)于改變了定速巡航系統(tǒng)的什么？導(dǎo)致發(fā)生什么變化？（2）如果閾值改變了，相當(dāng)于改變了定速巡航系統(tǒng)的什么？導(dǎo)致發(fā)生什么變化？【學(xué)生活動(dòng)7】合作完成學(xué)習(xí)活動(dòng)三，小組根據(jù)以下活動(dòng)過(guò)程進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐，觀(guān)察實(shí)踐過(guò)程中數(shù)據(jù)的變化，最后對(duì)活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)。（1）進(jìn)入編程環(huán)境,打開(kāi)定速巡航模擬程序；（2）觀(guān)察程序中哪一部分代碼是對(duì)速度的判斷；（3）在代碼中，將汽車(chē)的當(dāng)前速度改得比閾值大時(shí)，判斷汽車(chē)應(yīng)該加速還是減速；（4）在代碼中，將汽車(chē)的當(dāng)前速度改得比閾值小時(shí)，判斷汽車(chē)應(yīng)該加速還是減速；（5）在代碼中，設(shè)定的速度（閾值)是多少?改為另一個(gè)數(shù)值，再運(yùn)行程序?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)觀(guān)察和解讀代碼，讓學(xué)生理解代碼表面的功能，通過(guò)實(shí)際操作修改速度與閾值和運(yùn)行程序，引導(dǎo)學(xué)生從系統(tǒng)的角度分析這些改變對(duì)整體行為的影響，讓學(xué)生感受利用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言控制系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法，感受計(jì)算機(jī)在過(guò)程與控制系統(tǒng)中的作用。應(yīng)用提升教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖1．回顧閉環(huán)控制【教師活動(dòng)8】引導(dǎo)學(xué)生討論交流在前面學(xué)習(xí)所接觸過(guò)的控制系統(tǒng)中，哪些屬于閉環(huán)控制？2．了解自適應(yīng)巡航系統(tǒng)【教師活動(dòng)9】播放視頻介紹自適應(yīng)巡航，自適應(yīng)巡航比定速巡航更智能，它是一種基于雷達(dá)技術(shù)的駕駛輔助系統(tǒng)，它可以感知前方車(chē)輛的距離和速度，并根據(jù)前方車(chē)輛的速度自動(dòng)調(diào)整自己的車(chē)速，以保持安全距離。組織學(xué)生查閱“智能巡航控制”“自適應(yīng)定速巡航”等資料，了解更加智能、更加安全的定速巡航功能?！緦W(xué)生活動(dòng)8】學(xué)生回顧之前學(xué)習(xí)過(guò)的控制系統(tǒng)，特別是那些涉及反饋機(jī)制的系統(tǒng)。嘗試將這些系統(tǒng)分類(lèi)，識(shí)別哪些屬于閉環(huán)控制，哪些屬于開(kāi)環(huán)控制。然后學(xué)生分小組進(jìn)行討論，分享各自對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的理解和識(shí)別依據(jù)，小組派代表回答問(wèn)題?！緦W(xué)生活動(dòng)9】觀(guān)看視頻：學(xué)生觀(guān)看教師播放的視頻，了解自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的基本概念和工作原理。學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)等資源，查找關(guān)于“智能巡航控制”和“自適應(yīng)定速巡航”的資料，深入了解其技術(shù)細(xì)節(jié)和應(yīng)用場(chǎng)景。學(xué)生分小組討論自適應(yīng)巡航系統(tǒng)與傳統(tǒng)定速巡航的區(qū)別，比如它們?cè)谥悄苄院桶踩苑矫娴牟煌瑑?yōu)勢(shì)。每個(gè)小組選出代表，向全班分享他們小組的學(xué)習(xí)成果和討論要點(diǎn)?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)回顧和分類(lèi)，幫助學(xué)生整合之前學(xué)過(guò)的知識(shí)，建立知識(shí)間的聯(lián)系，特別是開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別，然后通過(guò)小組和全班討論，加深學(xué)生對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)的理解，特別是反饋機(jī)制在控制系統(tǒng)中的作用?！驹O(shè)計(jì)意圖】通過(guò)視頻和資料的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生建立對(duì)自適應(yīng)巡航系統(tǒng)的基本認(rèn)知，理解其在現(xiàn)代汽車(chē)技術(shù)中的重要性。強(qiáng)調(diào)自適