小學信息技術四年級《巧用智能設備》教學設計一、教學內容分析

本節(jié)課選自小學信息技術課程體系，定位于“信息技術與社會”模塊，是學生從認識計算機、學習基礎操作邁向理解、應用乃至初步審視更廣泛信息技術的橋梁。課標要求此階段學生能“了解常見智能設備的功能與應用，體驗其給學習和生活帶來的變化，初步形成對智能技術的興趣與探究意識”。本課承接上學期對計算機硬件的認識，并平行于本學期網(wǎng)絡知識的學習，旨在拓展學生對“計算設備”的認知邊界，從單一的個人電腦擴展到多元、互聯(lián)的智能終端，為后續(xù)學習物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等概念埋下認知錨點。從核心素養(yǎng)視角看，其知識載體是各種智能設備及其互聯(lián)應用，但深層目標是發(fā)展學生的數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力（通過探索新工具優(yōu)化學習過程）、計算思維（理解“輸入處理輸出”邏輯在多樣設備上的體現(xiàn)）與信息社會責任（反思技術應用的雙面性）。教學重點在于引導學生超越對設備功能的表層“知曉”，達成對其工作原理的初步“理解”和對應用場景的創(chuàng)造性“構想”。難點在于如何將抽象的設備互聯(lián)原理（如傳感器、網(wǎng)絡通信）轉化為符合四年級學生認知水平的具象化探究活動，并引導其形成初步的、辯證的技術應用觀。

本課面向四年級學生，他們生活在智能設備高度普及的環(huán)境中，對智能手機、智能手表、智能音箱等有豐富的感性經(jīng)驗和操作體驗，但普遍存在“熟悉應用、不解原理”的特點。他們的興趣點在于動手操作與新奇體驗，認知障礙在于難以將具體設備的功能與背后的信息技術原理（如傳感、連接、控制）建立聯(lián)系，可能將“智能”簡單地等同于“能說話”或“能聯(lián)網(wǎng)”。此外，學生數(shù)字化應用能力差異顯著，部分學生可能已是“數(shù)碼小達人”，而另一些學生則可能僅停留在基礎使用層面。因此，教學需搭建從“經(jīng)驗”到“原理”的認知腳手架，設計梯度任務，讓所有學生都能在原有基礎上獲得發(fā)展。在過程評估中，將通過觀察小組討論中的發(fā)言質量、任務單的完成情況以及創(chuàng)意構想的新穎與合理性，動態(tài)把握學生對核心概念的理解程度，并及時通過差異化的問題引導和資源支持進行調適，確保探究之旅“一個都不少”。二、教學目標

知識目標：學生能列舉至少三種不同類型的智能設備（如可穿戴設備、智能家居、智能車載設備），并能結合實例簡要描述其基本工作原理，特別是傳感輸入、網(wǎng)絡連接與數(shù)據(jù)處理輸出這三個關鍵環(huán)節(jié)的邏輯關系；能理解“萬物互聯(lián)”的基本概念，知道智能設備通常需要通過無線網(wǎng)絡（如WiFi、藍牙）進行連接與數(shù)據(jù)交換。

能力目標：學生能夠在教師提供的學習支架（如圖形化流程圖、設備連接示意圖）幫助下，小組合作完成一個簡單的“智能情景”設計與模擬（如：天黑了，智能家居如何自動開燈），展現(xiàn)初步的系統(tǒng)化設計思維；能夠通過對比分析不同智能應用場景，初步形成對技術應用利弊的批判性思考能力，并在分享中清晰表達自己的觀點。

情感態(tài)度與價值觀目標：激發(fā)學生對智能技術深入探究的興趣與好奇心，在體驗智能設備便利性的同時，初步樹立合理、有度、安全地使用智能技術的意識，并能關注技術發(fā)展對社會生活的深刻影響，培養(yǎng)其作為數(shù)字時代小公民的責任感。

科學（學科）思維目標：重點發(fā)展學生的計算思維與系統(tǒng)思維。引導他們將復雜的智能應用場景解構為“感知判斷執(zhí)行”的基本模塊，像計算機科學家一樣思考問題；同時，將單個設備置于“人設備環(huán)境”構成的系統(tǒng)中進行考察，理解其協(xié)同工作的邏輯。

評價與元認知目標：引導學生依據(jù)“創(chuàng)意性、實用性、邏輯性”的簡易量規(guī)，對小組與他人的情景設計方案進行初步評價；鼓勵學生在課后反思學習過程，記錄“我最想進一步了解的智能技術問題”，培養(yǎng)其自主設問與持續(xù)探究的元認知習慣。三、教學重點與難點

教學重點為：理解智能設備的基本工作邏輯（特別是傳感與互聯(lián)），并能在具體情境中分析其應用過程。確立依據(jù)在于，課標強調“了解原理”而非僅“知道名稱”，此乃連接學生已有經(jīng)驗與未來深度學習（如物聯(lián)網(wǎng)、編程控制）的核心“大概念”。掌握此邏輯，學生方能舉一反三，理解紛繁復雜的智能現(xiàn)象背后的統(tǒng)一規(guī)律，這是發(fā)展計算思維的關鍵一步。

教學難點為：將抽象的“設備互聯(lián)與協(xié)同”原理具象化理解，并初步形成辯證看待智能技術應用的視角。預設依據(jù)源于學情分析：四年級學生的抽象邏輯思維尚在發(fā)展中，對于看不見的數(shù)據(jù)傳輸與協(xié)同判斷過程理解困難。同時，學生易被新奇功能吸引，難以自發(fā)、理性地思考技術可能帶來的隱私、依賴等問題。突破方向在于設計高度情境化、角色化的探究任務，并設置正反案例的對比討論，引導思維走向深入。四、教學準備清單1.教師準備

1.1媒體與教具：交互式課件（含智能設備應用視頻、動態(tài)原理示意圖）；實物或高仿真模型（如智能音箱、運動手環(huán)、智能燈泡套裝）；小組活動任務卡及“智能情景設計”學習單。

1.2環(huán)境預設：教室網(wǎng)絡暢通；將學生分成46人異質小組，便于合作與互助。2.學生準備

2.1經(jīng)驗準備：回憶并觀察家中或生活中使用的智能設備。

2.2物品準備：鉛筆、彩筆。五、教學過程第一、導入環(huán)節(jié)

1.情境創(chuàng)設與認知沖突：教師以問題開啟課堂：“同學們，老師遇到個小麻煩。下節(jié)課我想請大家在更涼爽的環(huán)境里學習，誰能幫我去辦公室，提前十分鐘把空調打開？”學生可能提出自己去或請班長去。教師接著說：“有沒有一種辦法，讓我人在這里，就能指揮辦公室的空調‘聽話’呢？”（此時，有學生可能會喊出“用手機！”）。教師順勢展示手機控制智能空調的短視頻，引發(fā)好奇。

1.1核心問題提出與路徑明晰：“太神奇了！手機怎么就成了‘遙控器’？它和空調之間發(fā)生了什么？生活中還有哪些這樣‘會思考’、‘能聯(lián)網(wǎng)’的設備？”教師明確核心驅動問題：“今天，我們就化身‘智能設備小偵探’，一起揭開它們‘巧’在何處、如何‘互聯(lián)’的秘密?！彪S即，展示本課探索路線圖：“第一步，火眼金睛找‘智能’；第二步，探秘連接‘看不見的線’；第三步，設計我們自己的智能生活。”第二、新授環(huán)節(jié)任務一：火眼金睛——辨識生活中的“智能”

教師活動：首先，播放一段快剪視頻，包含掃地機器人避障、智能手表監(jiān)測心率、無人超市自動結算、聲控電燈開關等場景。播放后提問：“哪些地方體現(xiàn)了‘智能’？它們和普通電器（如老式收音機、臺燈）最大的不同是什么？”引導學生關注“自動”、“感應”、“聯(lián)網(wǎng)”、“能對話”等關鍵詞。接著，展示一組圖片（普通水杯vs智能水杯、傳統(tǒng)門鎖vs智能門鎖），組織“智能PK傳統(tǒng)”對比討論。最后，拋出總結性問題：“看來，智能設備似乎能‘感知’環(huán)境，‘思考’判斷，然后‘行動’。是不是所有能聯(lián)網(wǎng)的東西都算‘智能’呢？我們來深入看看?！?/p>

學生活動：觀看視頻，積極搶答或舉手說出觀察到的智能表現(xiàn)。參與圖片對比討論，嘗試用自己的語言描述差異。在教師引導下，初步歸納智能設備的特點。

即時評價標準：1.觀察是否細致，能否從視頻和圖片中提取關鍵信息。2.表達是否清晰，能否用“因為它能……”的句式說明判斷理由。3.能否在討論中傾聽同伴觀點，并做補充或禮貌質疑。

形成知識、思維、方法清單：1.★智能設備特征：通常具備感知（如傳感器）、處理（內置微型計算機）、執(zhí)行（如開關、發(fā)聲）和連接（網(wǎng)絡）能力。（教學提示：此處不要求死記硬背，重在形成感性認知）2.辨識方法：通過觀察設備是否能自動響應環(huán)境變化、是否可通過網(wǎng)絡遠程控制或交互來判斷。3.▲“智能”的相對性：“智能”是一個發(fā)展中的概念，今天的一些智能功能未來可能成為基礎功能。任務二：探秘連接——追蹤“看不見的線”

教師活動：“手機命令空調，指令是怎么‘飛’過去的？”利用動畫課件，分層演示：①手機App操作→②指令通過家庭WiFi上傳至云端服務器→③云端服務器將指令通過WiFi下達給空調→④空調執(zhí)行并反饋狀態(tài)。將過程簡化為“終端（手機/空調）——網(wǎng)絡（WiFi）——大腦（云端）”模型。實物演示藍牙連接音響播放音樂，對比其與WiFi連接距離、速度的不同。設計“連連看”互動游戲：給出幾個場景（智能手表同步數(shù)據(jù)到手機、智能攝像頭給手機發(fā)警報），讓學生選擇對應的連接方式（藍牙/WiFi/移動網(wǎng)絡）。

學生活動：跟隨動畫，嘗試復述或描述指令傳遞路徑。觀察藍牙連接演示，感知不同連接技術的差異。參與“連連看”游戲，鞏固理解。

即時評價標準：1.能否借助模型示意圖，大致描述出設備互聯(lián)的數(shù)據(jù)流向。2.能否在“連連看”游戲中做出合理選擇，并簡單說明理由。

形成知識、思維、方法清單：1.★萬物互聯(lián)基礎：智能設備協(xié)同工作的基礎是無線網(wǎng)絡連接（如WiFi、藍牙、移動網(wǎng)絡）。2.云端作用：許多智能服務的“大腦”在遠程的云端服務器，它負責處理數(shù)據(jù)和下發(fā)指令。（認知說明：這是理解物聯(lián)網(wǎng)的關鍵）3.建模思維：用“終端網(wǎng)絡大腦”的簡化模型，可以幫助我們理解復雜的系統(tǒng)交互過程。任務三：思考核心——“智能”從何而來？

教師活動：承上啟下：“連接是通道，那在通道里跑的‘命令’和‘數(shù)據(jù)’是什么？設備怎么知道該做什么？”以智能窗簾為例，展示其內部簡易邏輯：光線傳感器（輸入數(shù)據(jù)：太亮了）→處理器（判斷：光照強度>設定值）→電機（輸出動作：關閉窗簾）。用流程圖直觀呈現(xiàn)“如果…就…”的邏輯。然后，給出一個開放情境：“如果讓你設計一個‘智能花盆’，讓它能自動澆水，你需要給它裝上什么‘器官’（傳感器）？它內部的‘小腦瓜’應該怎么想（判斷邏輯）？”

學生活動：跟隨教師分析智能窗簾的例子，理解“輸入判斷輸出”的基本邏輯。思考“智能花盆”的設計，在小組內討論需要的傳感器（如土壤濕度傳感器）和簡單的判斷邏輯（如果土壤干了，就啟動水泵）。

即時評價標準：1.能否理解并復述示例中的簡單邏輯鏈。2.在設計“智能花盆”時，提出的方案是否具備基本的邏輯合理性（輸入與輸出的對應關系）。

形成知識、思維、方法清單：1.★智能本質：智能源于預設的程序或算法，設備根據(jù)傳感器輸入的數(shù)據(jù)，按照預設規(guī)則進行判斷并執(zhí)行輸出。2.流程圖工具：流程圖是表達和設計自動化邏輯的直觀工具。3.計算思維實踐：將一個實際問題（自動澆水）分解為感知、判斷、執(zhí)行三個步驟，就是計算思維中“分解”與“模式識別”的初步體現(xiàn)。任務四：巧思妙想——設計智能生活情景

教師活動：發(fā)布核心挑戰(zhàn)任務：“請以小組為單位，選擇一個生活或學習中的小場景，設計一個‘智能解決方案’?！碧峁┠_手架：①場景選擇參考（如：放學回家、早晨起床、圖書角管理）。②設計學習單，包含“場景描述”、“需要哪些智能設備”、“它們如何連接（WiFi/藍牙）”、“工作流程圖（如果…就…）”等欄目。教師巡視，提供個性化指導，鼓勵創(chuàng)意，并提醒思考方案的實用性。

學生活動：小組合作，選定場景，展開頭腦風暴。利用學習單，協(xié)作完成設計方案，并嘗試用流程圖繪制關鍵邏輯。準備向全班展示介紹。

即時評價標準：1.小組分工是否明確，合作是否有序、有效。2.設計方案是否包含智能設備、連接方式和基本邏輯，具有可行性。3.創(chuàng)意是否新穎，是否真正解決了場景中的某個小問題。

形成知識、思維、方法清單：1.★創(chuàng)新應用：將所學原理應用于解決實際問題，是學習的最終目的。2.系統(tǒng)設計思維：考慮人、設備、環(huán)境構成的整體系統(tǒng)，進行一體化設計。3.協(xié)作學習：在小組中分享創(chuàng)意、傾聽他人、整合觀點，是完成復雜任務的重要方法。任務五：辯證看待——智能時代的“冷思考”

教師活動：在小組設計展示間隙，插入深度討論：“智能設備讓生活更便利，但它有沒有帶來一些煩惱或風險呢？”呈現(xiàn)兩個微型案例：案例一，過度依賴導航導致不會看地圖；案例二，智能音箱可能無意中錄下私人談話引發(fā)的隱私擔憂。引導學生展開簡短辯論：“你覺得智能技術是朋友多，還是‘麻煩’多？我們該如何與它相處？”

學生活動：結合案例和個人經(jīng)驗，發(fā)表看法?？赡芴岢觥胺奖愕菀鬃屓俗儜小薄ⅰ耙⒁鈧€人信息安全”等觀點。在辯論中學會多角度思考。

即時評價標準：1.能否結合實例表達觀點，而非空泛議論。2.能否初步認識到技術應用具有兩面性。3.討論時能否尊重不同意見。

形成知識、思維、方法清單：1.★信息社會責任：認識到智能技術應用可能帶來便利、效率的提升，也可能引發(fā)隱私、安全、健康、社會依賴等問題。2.批判性思維：對技術應用保持審慎和反思的態(tài)度，不盲目接受。3.合理使用原則：做技術的主人，而非奴隸，學會有度、有益、安全地利用智能技術。第三、當堂鞏固訓練

設計分層鞏固活動：

1.基礎層（全體必做）：完成“智能設備識別卡”?？ㄆ嫌腥舾稍O備圖片（如普通電風扇、智能電風扇、傳統(tǒng)門鈴、可視智能門鈴等），學生需判斷哪些屬于智能設備，并勾選其具備的一項或多項特征（感知、聯(lián)網(wǎng)、自動控制）。

2.綜合層（小組協(xié)作）：各小組繼續(xù)完善并最終完成“智能生活情景設計方案”，準備進行1分鐘路演。提供展示模板：“我們的場景是……，為了解決……問題，我們使用了……（設備），它們通過……（方式）連接，工作原理是……（流程圖簡述）?！?/p>

3.挑戰(zhàn)層（個人選做）：“思維挑戰(zhàn)題”：假設未來發(fā)明了一種“智能書包”，它可以解決你上學攜帶物品中的兩個煩惱。請寫出你希望它擁有的兩項智能功能，并簡要說明每項功能可能需要什么傳感器和如何工作。

反饋機制：基礎層練習通過全班快速核對或同桌互查完成即時反饋。綜合層任務通過小組路演、師生共評（依據(jù)創(chuàng)意性、實用性、邏輯性簡易量規(guī)）進行反饋。挑戰(zhàn)層任務作為課后延伸思考，教師可收集有創(chuàng)意的想法在下節(jié)課開始時展示。第四、課堂小結

引導學生進行結構化總結與元認知反思。教師提問：“今天這趟‘偵探之旅’，你最大的收獲是什么？用一句話說說?！毖垘孜粚W生分享。隨后，教師利用板書或課件思維導圖，帶領學生回顧核心知識鏈：智能設備特征（感知、處理、連接、執(zhí)行）→互聯(lián)基礎（網(wǎng)絡與云端）→智能本質（預設程序/算法，輸入判斷輸出）→與辯證思考。鼓勵學生課后用自己喜歡的方式（畫圖、列清單）整理本節(jié)課的知識脈絡。

作業(yè)布置：1.基礎性作業(yè)（必做）：向家人介紹一種今天課上了解的智能設備工作原理，并調查家中是否有可聯(lián)網(wǎng)的智能設備，嘗試畫一畫它的簡單工作流程圖。2.拓展性作業(yè)（選做）：完成“智能書包”的思維挑戰(zhàn)，或將小組的智能情景設計用圖畫和文字更詳細地呈現(xiàn)出來。3.預習提示：下節(jié)課我們將走進“編程世界”，看看如何親自為計算機或智能設備設計“思考”的規(guī)則。六、作業(yè)設計

1.基礎性作業(yè)：全體學生必做。任務一：充當“家庭科技講解員”，向父母或祖輩介紹智能音箱（或家中其他智能設備）是如何實現(xiàn)“一喊就應”的，重點說明其中涉及的“感知”（語音識別）、“聯(lián)網(wǎng)”（指令上傳云端）、“執(zhí)行”（播放音樂/回答）過程。任務二：觀察家中的電器，找出一個你認為可以改造為“智能設備”的物件（如臺燈），寫下你希望它增加的智能功能及簡單原理。

2.拓展性作業(yè)：大多數(shù)學生可嘗試完成。開展“一周智能生活觀察員”微型項目。選擇一天中的某個固定時段（如放學后到家至晚餐前），記錄你觀察到的或親身使用的智能技術應用（不少于3項），并以表格形式簡要分析每項應用帶來的便利以及可能隱含的不足（如：節(jié)省時間但減少了運動），形成一份簡單的觀察報告。

3.探究性/創(chuàng)造性作業(yè)：學有余力學生選做。挑戰(zhàn)：“設計未來智能教室”。構想2030年的教室，畫出設計圖或撰寫一段描述文字。要求：至少包含三種相互協(xié)同的智能設備或系統(tǒng)（如智能環(huán)境調節(jié)系統(tǒng)、個性化學習輔助系統(tǒng)、智能安防系統(tǒng)），并說明它們如何通過互聯(lián)提升學習效率與舒適度，同時考慮了哪些安全與倫理問題。七、本節(jié)知識清單及拓展

1.★智能設備：指集成了傳感器、處理器、執(zhí)行器，并能通過網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)自動化或半自動化感知、計算、控制與交互的電子設備。核心在于具備一定的環(huán)境感知與自主響應能力。

2.★感知（輸入）：智能設備通過傳感器（如光敏、聲敏、溫濕度傳感器）獲取外部環(huán)境信息，這是其“智能”行為的起點。（舉例：掃地機器人通過碰撞傳感器感知障礙物）

3.★連接（網(wǎng)絡）：無線網(wǎng)絡技術（WiFi、藍牙、移動網(wǎng)絡等）是設備互聯(lián)的“高速公路”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的傳輸。WiFi適合大范圍、高速數(shù)據(jù)傳輸；藍牙適合短距離、低功耗設備連接。

4.★云端（處理中心）：許多智能服務的復雜計算和數(shù)據(jù)存儲發(fā)生在遠程的網(wǎng)絡服務器集群（云端）。設備將采集的數(shù)據(jù)上傳至云端處理，再接收指令。（類比：云端就像設備們共用的遠程“超級大腦”）

5.★執(zhí)行（輸出）：設備接收指令后，通過執(zhí)行器（如電機、揚聲器、屏幕）完成具體動作，實現(xiàn)智能功能。（舉例：智能窗簾接收到關閉指令后，電機轉動帶動窗簾閉合）

6.★工作原理邏輯鏈：智能設備典型工作流程可簡化為：傳感器采集數(shù)據(jù)→通過網(wǎng)絡傳輸至本地處理器或云端→處理器根據(jù)預設算法分析判斷→生成控制指令→指令通過網(wǎng)絡傳回→執(zhí)行器動作。

7.算法與程序：智能設備的所有“判斷”都基于人類預先編寫并植入的算法或程序。它按照固定的規(guī)則處理輸入數(shù)據(jù)，本身不具備人類的“意識”或“情感”。

8.萬物互聯(lián)（IoT）：指將各種物理設備通過信息傳感設備與網(wǎng)絡連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡概念。智能家居是其在家庭場景的典型體現(xiàn)。

9.▲設備協(xié)同：多個智能設備可以組成一個系統(tǒng)，協(xié)同完成更復雜的任務。例如，智能家居系統(tǒng)中，溫濕度傳感器、空調、加濕器可以聯(lián)動，共同維持室內環(huán)境舒適。

10.▲常見的智能設備類型：可穿戴設備（智能手表/手環(huán)）、智能家居設備（智能音箱、掃地機器人、智能門鎖）、智能車載設備（導航、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)）、智能健康設備（體脂秤、血壓儀）等。

11.信息輸入方式多樣性：除了傳感器，智能設備的輸入方式還包括觸摸屏、語音、手勢、甚至圖像識別等，使人機交互更自然。

12.本地與云端處理的區(qū)別：部分簡單判斷（如光線過暗自動開燈）可由設備本地處理器快速完成；復雜計算（如語音識別、圖像分析）通常依賴云端。本地處理響應快、隱私性相對好；云端處理能力強、可不斷學習升級。

13.辯證看待技術：智能技術帶來巨大便利（提升效率、解放人力、個性化服務），但也伴隨挑戰(zhàn)：隱私風險（數(shù)據(jù)收集與泄露）、安全威脅（設備被黑客攻擊）、技術依賴（人類能力退化）、數(shù)字鴻溝（加劇不平等）。

14.合理使用原則：樹立正確的技術觀：了解原理，不盲目迷信；保護個人隱私，設置強密碼，關注權限管理；有節(jié)制地使用，防止沉迷或過度依賴；關注技術倫理，思考其對社會的長遠影響。八、教學反思

（一）目標達成度分析：從課堂反饋與任務單完成情況看，知識目標（列舉設備、描述工作原理）達成度較高，絕大多數(shù)學生能準確辨識并運用“感知連接處理執(zhí)行”邏輯鏈分析簡單案例。能力目標中，系統(tǒng)化設計思維在小組任務中得到初步鍛煉，但個別小組的方案邏輯鏈仍顯跳躍，表明對“判斷”環(huán)節(jié)的精準設計還需加強；批判性思考在“冷思考”環(huán)節(jié)被有效激發(fā)，學生能列舉身邊實例進行討論，但觀點深度有待后續(xù)課程持續(xù)培養(yǎng)。情感目標方面，學生探究熱情高漲，對安全、隱私問題有了初步警覺，但將其內化為穩(wěn)定的行為習慣仍需家校共育。

（二）教學環(huán)節(jié)有效性評估：1.導入環(huán)節(jié)：真實問題迅速聚焦注意力，驅動性強。“手機開空調”的情境與課末的“設計智能教室”形成首尾呼應。2.新授任務鏈：五個任務由表及里、由具象到抽象，層層遞進?！疤矫剡B接”動畫與“思考核心”流程圖有效突破了原理抽象化的難點?！爸悄芑ㄅ琛钡匿亯|為后續(xù)小組設計提供了思維模型。但任務四的小組設計時間稍顯倉促