《探秘交通信號(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)一、學(xué)情分析1.認(rèn)知基礎(chǔ)：六年級(jí)學(xué)生已具備豐富的交通信號(hào)燈生活經(jīng)驗(yàn)，能直觀識(shí)別紅、綠、黃燈的基本含義；在前期信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，掌握了“流程圖繪制”“簡(jiǎn)單編程積木(如等待、顯示/隱藏)”的基礎(chǔ)操作，對(duì)“有序步驟”“規(guī)則執(zhí)行”等概念有初步認(rèn)知，為探秘交通信號(hào)燈的“過程與控制”邏輯奠定了具象基礎(chǔ)。但學(xué)生對(duì)“時(shí)序協(xié)同”“雙向聯(lián)動(dòng)”等深層控制邏輯的抽象拆解能力較弱，易忽略“信號(hào)燈變化背后的規(guī)則設(shè)計(jì)”，需通過具象案例引導(dǎo)逐步提升。2.學(xué)習(xí)特點(diǎn)：六年級(jí)學(xué)生處于“具象思維向抽象思維過渡”的關(guān)鍵階段，對(duì)“生活關(guān)聯(lián)度高”的探究主題興趣濃厚，喜歡動(dòng)手實(shí)踐與小組協(xié)作，但在“復(fù)雜邏輯拆解”“問題調(diào)試”環(huán)節(jié)易出現(xiàn)畏難情緒。因此教學(xué)中需依托教材實(shí)景案例，通過“分層任務(wù)”“互助學(xué)習(xí)”降低探究難度，同時(shí)借助“成果展示”激發(fā)學(xué)習(xí)成就感。3.潛在需求：學(xué)生雖每天接觸交通信號(hào)燈，但多停留在“遵守規(guī)則”層面，缺乏對(duì)“為何如此設(shè)計(jì)”的深度思考。教學(xué)中需通過“問題鏈”引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究“信號(hào)燈的時(shí)序依據(jù)”“雙向協(xié)同的必要性”，將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對(duì)“過程與控制”的認(rèn)知，為后續(xù)“家庭電器控制”“機(jī)器人編程”等內(nèi)容搭建認(rèn)知橋梁。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)1.信息意識(shí)：能主動(dòng)觀察生活中的交通信號(hào)燈，識(shí)別其“疏導(dǎo)交通、保障安全”的控制價(jià)值，感知“過程與控制”在交通、家電等場(chǎng)景中的普遍性，理解探秘信號(hào)燈對(duì)學(xué)習(xí)“有序控制”的意義，激發(fā)技術(shù)探究興趣。2.計(jì)算思維：通過分析教材中的信號(hào)燈時(shí)序表與雙向協(xié)同圖，拆解“單方向循環(huán)”“雙方向聯(lián)動(dòng)”的控制邏輯，初步學(xué)會(huì)將“信號(hào)燈變化”抽象為“定義規(guī)則——執(zhí)行步驟——驗(yàn)證效果”的邏輯模型，提升問題拆解與邏輯構(gòu)建能力。3.數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：能運(yùn)用教材推薦工具(手繪流程圖、簡(jiǎn)易編程軟件)，記錄或模擬交通信號(hào)燈的變化過程，嘗試用“文字描述”“圖形標(biāo)注”表達(dá)控制規(guī)則，提升數(shù)字化工具應(yīng)用與規(guī)則可視化能力。4.信息社會(huì)責(zé)任：在小組探秘活動(dòng)中，清晰表達(dá)自己的觀察發(fā)現(xiàn)與邏輯分析，尊重他人不同觀點(diǎn)；通過探秘信號(hào)燈的“安全設(shè)計(jì)”，深化“遵守交通規(guī)則”的認(rèn)知，樹立“維護(hù)公共秩序、關(guān)注交通安全”的意識(shí)。三、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：理解交通信號(hào)燈的核心控制要素(燈色含義、時(shí)序時(shí)長(zhǎng)、單方向循環(huán)順序：紅→綠→黃→紅)；能通過教材案例，總結(jié)“雙方向信號(hào)燈的協(xié)同規(guī)則(一方向通行時(shí)，另一方向禁止)”；會(huì)用流程圖或文字描述信號(hào)燈的變化過程。2.教學(xué)難點(diǎn)：拆解“雙方向信號(hào)燈的聯(lián)動(dòng)邏輯”(如東西方向綠燈亮?xí)r，南北方向紅燈如何同步保持)；理解“信號(hào)燈時(shí)序時(shí)長(zhǎng)的設(shè)計(jì)依據(jù)(如綠燈時(shí)長(zhǎng)與路口車流量的關(guān)系)”；能結(jié)合生活實(shí)際，提出信號(hào)燈控制的優(yōu)化建議。四、教學(xué)過程(一)情境導(dǎo)入：“路口疑問”啟探秘1.教材內(nèi)容講解：展示教材開篇“城市十字路口實(shí)景圖”，圖中清晰標(biāo)注“東西方向綠燈亮，車輛直行/左轉(zhuǎn)；南北方向紅燈亮，車輛停在停止線后”“5秒后，東西方向黃燈閃爍，南北方向仍紅燈”“黃燈結(jié)束后，東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮”的動(dòng)態(tài)變化過程。教材引言提問：“每天路過路口，你是否想過：信號(hào)燈為什么要按‘紅→綠→黃’的順序變化？不同方向的信號(hào)燈之間有什么秘密聯(lián)系?”2.師生互動(dòng)：(1)教師：“觀察教材中的實(shí)景圖，大家先說(shuō)說(shuō)：看到綠燈時(shí)，車輛和行人該怎么做？看到黃燈呢?”邀請(qǐng)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)回答，教師板書“綠：通行、黃：警示、紅：禁止”，夯實(shí)基礎(chǔ)認(rèn)知。(2)教師追問：“再仔細(xì)看教材圖中的兩個(gè)方向———東西方向綠燈亮?xí)r，南北方向是什么燈？如果兩個(gè)方向同時(shí)亮綠燈，會(huì)發(fā)生什么?”引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)“雙向燈色對(duì)立”的協(xié)同關(guān)系，初步感知“控制的必要性”。(3)教師小結(jié)：“交通信號(hào)燈的變化不是隨機(jī)的，背后藏著‘有序的過程’和‘嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目刂埔?guī)則’，今天我們就一起探秘交通信號(hào)燈，揭開這些規(guī)則的秘密！”3.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“基礎(chǔ)認(rèn)知——問題追問”的互動(dòng)鏈，將學(xué)生的注意力從“被動(dòng)遵守”引向“主動(dòng)探秘”，自然引出課題，契合六年級(jí)學(xué)生“基于生活疑問探究”的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。(二)新知探究一：“單方向變化”拆過程1.教材內(nèi)容講解：呈現(xiàn)教材“單方向交通信號(hào)燈變化探究”板塊，包含兩部分核心內(nèi)容：(1)時(shí)序表：教材展示“單方向信號(hào)燈時(shí)序表”，橫向列“燈色”“亮燈時(shí)長(zhǎng)(秒)”“對(duì)應(yīng)交通狀態(tài)”，具體數(shù)據(jù)為“紅燈：60秒(禁止通行)、綠燈：50秒(允許通行)、黃燈：5秒(警示準(zhǔn)備停止)”，表格下方標(biāo)注“三種燈色循環(huán)變化，構(gòu)成一個(gè)完整的控制周期”；(2)過程示意圖：教材用箭頭連接“紅燈→綠燈→黃燈→紅燈”，每個(gè)箭頭旁標(biāo)注“等待60秒”“等待50秒”“等待5秒”，直觀呈現(xiàn)“有序循環(huán)”的過程，提示“時(shí)長(zhǎng)設(shè)置與路口車流量、行人數(shù)量相關(guān)”。2.師生互動(dòng)：(1)小組任務(wù)1：結(jié)合教材時(shí)序表，完成“單方向信號(hào)燈過程記錄表”，表格包含“燈色順序”“亮燈時(shí)長(zhǎng)”“我的發(fā)現(xiàn)(如時(shí)長(zhǎng)差異的原因)”，小組合作討論并填寫，教師巡回指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注“綠燈時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)、黃燈時(shí)長(zhǎng)最短”的特點(diǎn)。(2)成果分享：各小組派代表展示記錄表，教師結(jié)合教材時(shí)序表點(diǎn)評(píng)：“XX小組發(fā)現(xiàn)‘綠燈時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)’，這是因?yàn)榫G燈需要滿足大部分車輛通行需求，和教材提示的‘車流量依據(jù)’一致，觀察很仔細(xì)！”(3)小組任務(wù)2：參照教材過程示意圖，用“流程圖”繪制單方向信號(hào)燈的變化過程，要求包含“開始/結(jié)束框”“處理框(燈色狀態(tài))”“等待時(shí)長(zhǎng)標(biāo)注”，完成后小組內(nèi)互相檢查“順序是否正確、時(shí)長(zhǎng)是否完整”。3.設(shè)計(jì)意圖：依托教材時(shí)序表與示意圖，通過“填表分析——流程圖繪制”的互動(dòng)，讓學(xué)生在具象操作中拆解“單方向信號(hào)燈的有序過程”，理解“時(shí)序是控制的核心要素”，落實(shí)“掌握單方向循環(huán)規(guī)則”的教學(xué)重點(diǎn)，培養(yǎng)邏輯梳理能力。(三)新知探究二：“雙方向聯(lián)動(dòng)”探規(guī)則1.教材內(nèi)容講解：聚焦教材“雙方向交通信號(hào)燈協(xié)同探究”板塊，展示核心內(nèi)容：(1)雙向協(xié)同對(duì)比圖：教材分三列呈現(xiàn)“時(shí)間節(jié)點(diǎn)”“東西方向燈色”“南北方向燈色”,具體為“時(shí)間1:東西綠(50秒)→南北紅(50秒);時(shí)間2:東西黃(5秒)→南北紅(5秒);時(shí)間3:東西紅(60秒)→南北綠(50秒);時(shí)間4:東西紅(5秒)→南北黃(5秒)”，圖下方標(biāo)注“雙方向燈色始終‘對(duì)立協(xié)同’，避免交通沖突”；(2)協(xié)同必要性案例：教材呈現(xiàn)“雙向同時(shí)綠燈導(dǎo)致?lián)矶屡鲎病钡氖疽鈭D，標(biāo)注“無(wú)協(xié)同控制會(huì)破壞交通秩序，引發(fā)安全事故”，強(qiáng)化“協(xié)同規(guī)則的重要性”。2.師生互動(dòng)：(1)“協(xié)同規(guī)則找一找”：教師引導(dǎo)學(xué)生觀察教材雙向協(xié)同對(duì)比圖，提問：“在整個(gè)周期中，南北方向紅燈亮的總時(shí)長(zhǎng)是多少?(50+5=55秒)和東西方向的什么燈色時(shí)長(zhǎng)一致?”(東西綠+黃=55秒)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)“雙向燈色時(shí)長(zhǎng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系”。(2)小組模擬：每組發(fā)放“紅、綠、黃”三色卡片，兩人分別扮演“東西方向”“南北方向”信號(hào)燈操作員，參照教材協(xié)同圖模擬燈色變化，其他組員觀察并糾正“協(xié)同錯(cuò)誤”(如東西亮綠時(shí)，南北未亮紅)，教師巡回指導(dǎo)，重點(diǎn)解決“黃燈階段的雙向協(xié)同”問題。(3)討論升華：教師展示教材“無(wú)協(xié)同擁堵圖”，提問：“為什么必須設(shè)計(jì)雙向協(xié)同規(guī)則？如果路口沒有信號(hào)燈，會(huì)怎樣?”引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)討論，深化對(duì)“控制規(guī)則保障秩序”的認(rèn)知。3.設(shè)計(jì)意圖：通過“圖表分析——模擬操作——討論反思”的互動(dòng)鏈，將教材中抽象的“雙向協(xié)同”邏輯轉(zhuǎn)化為具象的模擬活動(dòng)，幫助學(xué)生突破“拆解聯(lián)動(dòng)規(guī)則”的教學(xué)難點(diǎn)，同時(shí)通過“反面案例”強(qiáng)化規(guī)則意識(shí)，契合六年級(jí)學(xué)生“具象模擬促理解”的學(xué)習(xí)特點(diǎn)。(四)實(shí)踐體驗(yàn)：“規(guī)則記錄與模擬”固認(rèn)知1.教材內(nèi)容講解：呈現(xiàn)教材“實(shí)踐任務(wù)”板塊，提供兩種實(shí)踐選擇：(1)規(guī)則記錄任務(wù)：教材給出“小區(qū)門口簡(jiǎn)易路口”場(chǎng)景，提示“該路口只有‘南北方向’信號(hào)燈，無(wú)東西方向車輛通行”，要求學(xué)生“觀察并記錄該路口信號(hào)燈的時(shí)序(紅、綠、黃燈時(shí)長(zhǎng))，用流程圖繪制變化過程，標(biāo)注‘為什么時(shí)長(zhǎng)與主干道不同’”；(2)簡(jiǎn)易模擬任務(wù)：教材展示“Scratch簡(jiǎn)易模擬界面”，包含“紅、綠、黃”三個(gè)燈色角色，提示“用‘當(dāng)綠旗被點(diǎn)擊’‘等待X秒’‘顯示/隱藏’積木，模擬單方向信號(hào)燈變化，測(cè)試時(shí)序是否合理”，并給出基礎(chǔ)積木拼接示例(如“綠旗點(diǎn)擊→隱藏所有燈→顯示紅燈→等待60秒→隱藏紅燈→顯示綠燈……”)。2.師生互動(dòng)：(1)分層選擇：學(xué)生根據(jù)自身能力選擇實(shí)踐任務(wù)(規(guī)則記錄任務(wù)偏重于觀察與分析，簡(jiǎn)易模擬任務(wù)偏重于動(dòng)手操作)，教師鼓勵(lì)能力較強(qiáng)的學(xué)生嘗試“挑戰(zhàn)任務(wù)”(如模擬雙向信號(hào)燈的基礎(chǔ)協(xié)同)。(2)實(shí)踐指導(dǎo)：選擇規(guī)則記錄的學(xué)生，教師提供“小區(qū)路口觀察記錄表”(含“觀察時(shí)間、燈色、時(shí)長(zhǎng)、路口特點(diǎn)”列)，引導(dǎo)結(jié)合教材主干道時(shí)序表對(duì)比分析“時(shí)長(zhǎng)差異原因”(如小區(qū)路口車流量少，綠燈時(shí)長(zhǎng)shorter)；選擇簡(jiǎn)易模擬的學(xué)生，教師對(duì)照教材積木示例，指導(dǎo)“等待時(shí)長(zhǎng)設(shè)置”“燈色切換順序”，幫助解決“燈色不切換”“時(shí)長(zhǎng)錯(cuò)誤”等問題。(3)成果交流：各小組展示實(shí)踐成果，如“小區(qū)路口流程圖”“單方向模擬動(dòng)畫”，教師結(jié)合教材標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)評(píng)：“XX小組記錄的小區(qū)路口綠燈時(shí)長(zhǎng)20秒，結(jié)合‘車流量少’的特點(diǎn)分析原因，符合實(shí)際；XX小組的模擬動(dòng)畫時(shí)序正確，燈色切換流暢，達(dá)到教材要求?！?.設(shè)計(jì)意圖：通過“分層實(shí)踐——指導(dǎo)幫扶——成果展示”的互動(dòng)，讓不同能力的學(xué)生都能在教材任務(wù)框架下鞏固認(rèn)知，既落實(shí)“記錄與模擬規(guī)則”的教學(xué)目標(biāo)，又通過“小區(qū)路口”場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)“生活遷移”，培養(yǎng)學(xué)生“用所學(xué)分析實(shí)際問題”的能力，同時(shí)借助成果展示激發(fā)學(xué)習(xí)成就感。(五)拓展遷移：“規(guī)則優(yōu)化”促創(chuàng)新1.教材內(nèi)容講解：展示教材“拓展思考”板塊，提出兩個(gè)探究問題：(1)時(shí)序優(yōu)化問題：教材呈現(xiàn)“早高峰(7：00-8：30)主干道路口”場(chǎng)景，標(biāo)注“該時(shí)段南北方向車流量大，東西方向車流量少”，提問：“此時(shí)信號(hào)燈的時(shí)序該如何調(diào)整?比如南北方向綠燈時(shí)長(zhǎng)是否需要延長(zhǎng)?延長(zhǎng)后東西方向紅燈時(shí)長(zhǎng)會(huì)怎樣變化?”并給出“常規(guī)時(shí)序”與“建議時(shí)序”對(duì)比表(如常規(guī)綠燈50秒→高峰綠燈70秒，常規(guī)紅燈60秒→高峰紅燈80秒);(2)特殊場(chǎng)景問題：教材展示“學(xué)校門口路口”場(chǎng)景，標(biāo)注“上下學(xué)時(shí)段有大量學(xué)生過馬路，無(wú)行人信號(hào)燈”，提問：“如何優(yōu)化該路口信號(hào)燈規(guī)則，保障學(xué)生安全?比如是否需要增加‘行人安全時(shí)長(zhǎng)’?如何與車輛燈色協(xié)同?”2.師生互動(dòng)：(1)小組討論：每組選擇一個(gè)拓展問題，結(jié)合教材場(chǎng)景與自身經(jīng)驗(yàn)討論“優(yōu)化方案”，教師提供“優(yōu)化方案記錄表”(含“問題、現(xiàn)狀、優(yōu)化建議、理由”列)，引導(dǎo)學(xué)生參照教材時(shí)序表邏輯分析(如高峰時(shí)段優(yōu)化需保證“雙向總周期合理，不引發(fā)新?lián)矶隆?。(2)方案分享：各小組派代表分享優(yōu)化方案，如“早高峰南北綠燈延長(zhǎng)20秒，東西紅燈相應(yīng)延長(zhǎng)20秒，保證雙向通行效率”“學(xué)校路口增加‘學(xué)生過馬路時(shí)段’，此時(shí)車輛燈全紅，行人燈綠，時(shí)長(zhǎng)30秒”，教師引導(dǎo)其他小組補(bǔ)充完善，如“學(xué)生過馬路時(shí)段可與上下學(xué)時(shí)間綁定，避免影響正常交通”。(3)總結(jié)提升：教師結(jié)合教材拓展目標(biāo)點(diǎn)評(píng)：“大家的優(yōu)化方案都考慮了‘實(shí)際場(chǎng)景需求’，這正是‘過程與控制’的核心————規(guī)則不是固定不變的，需根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，為后續(xù)探秘‘家庭電器控制’提供了思路?！?.設(shè)計(jì)意圖：通過“問題探究——方案設(shè)計(jì)——總結(jié)提升”的互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生從“理解規(guī)則”向“優(yōu)化規(guī)則”進(jìn)階，既鞏固對(duì)“時(shí)序與協(xié)同”的認(rèn)知，又培養(yǎng)“結(jié)合實(shí)際需求創(chuàng)新”的能力，同時(shí)通過“學(xué)校路口”場(chǎng)景滲透安全意識(shí)，落實(shí)“信息社會(huì)責(zé)任”素養(yǎng)目標(biāo)。五、課堂小結(jié)1.知識(shí)梳理：師生共同回顧教材探秘脈絡(luò)，以“問答+板書”形式構(gòu)建知識(shí)框架：(1)核心認(rèn)知：交通信號(hào)燈的控制要素(燈色含義：紅禁、綠行、黃警示；時(shí)序：?jiǎn)畏较蚣t→綠→黃→紅循環(huán)，時(shí)長(zhǎng)與車流量相關(guān)；協(xié)同：雙方向燈色對(duì)立，避免沖突)；(2)探秘方法：觀察現(xiàn)象(教材實(shí)景圖)→拆解規(guī)則(時(shí)序表、協(xié)同圖)→實(shí)踐驗(yàn)證(記錄、模擬)→優(yōu)化創(chuàng)新(結(jié)合場(chǎng)景調(diào)整)；(3)關(guān)鍵關(guān)聯(lián)：信號(hào)燈的“過程與控制”本質(zhì)是“按規(guī)則執(zhí)行有序步驟，保障秩序與安全”，可遷移到家電、機(jī)器人等場(chǎng)景。2.情感升華：教師總結(jié)：“今天我們通過教材案例，從‘被動(dòng)遵守’信號(hào)燈，變成了‘主動(dòng)探秘’其背后的控制規(guī)則，不僅學(xué)會(huì)了拆解時(shí)序與協(xié)同邏輯，更