《系统奥秘知多少》教学设计-2025-2026学年泰山版（2024）小学信息科技六年级上册

《系统奥秘知多少》教学设计-2025-2026学年泰山版（2024）小学信息科技六年级上册教材分析《系统奥秘知多少》是泰山版（2024）小学信息科技六年级上册第一单元《身边的控制系统》中的课文。本单元以“身边的控制系统”为核心主题，旨在引导学生从生活实际出发，认识控制系统的基本概念、组成与工作原理，培养学生运用信息科技思维观察、分析和解决生活中实际问题的能力，是小学阶段信息科技课程中“技术与工程实践”领域的重要内容。《系统奥秘知多少》作为本单元的起始课，承担着奠定单元学习基础的重要作用。教材开篇通过呈现学生熟悉的生活场景，如自动门、智能台灯、电饭煲等包含控制系统的物品，引发学生的学习兴趣，让学生初步感知“控制系统”并非抽象概念，而是存在于日常生活的方方面面。接着，教材围绕“什么是系统”“系统由哪些部分组成”“系统如何工作”三个核心问题展开，通过图文结合的方式，先介绍“系统”的定义，即由相互联系、相互作用的多个部分（要素）组成，能共同完成特定功能的整体；再以“简易自动浇水装置”为例，详细拆解系统的三个基本组成部分——输入部分、处理部分和输出部分，帮助学生建立系统组成的清晰认知；最后通过“找一找身边系统的组成”活动，引导学生将所学知识与生活实际结合，实现知识的迁移与应用。从教材的知识结构来看，本节课的内容既是对学生前期生活经验的梳理与升华，也为后续学习“控制系统的类型”“简单控制系统的设计与制作”等内容奠定了概念基础和认知框架。教材编写注重“从生活到知识，从知识到实践”的逻辑线索，符合六年级学生的认知规律，同时强调“做中学”“用中学”，通过实践活动培养学生的观察能力、分析能力和合作探究能力，契合信息科技课程核心素养的培养要求。学情分析本节课的教学对象是小学六年级学生，从认知发展、已有经验和学习特点三个方面分析如下：认知发展特点六年级学生处于皮亚杰认知发展理论中的“形式运算阶段”，已具备一定的抽象思维能力和逻辑分析能力，能够对具体事物进行概括和归纳，也能初步理解“部分与整体”“原因与结果”等逻辑关系。但对于“系统”这种抽象的概念，仍需要借助具体、直观的生活实例作为支撑，才能更好地理解其内涵和组成。此外，学生在前期的数学、科学等课程学习中，已经接触过“分类”“归纳”“分析”等思维方法，这为本节课学习“系统的组成与工作原理”提供了一定的思维基础。已有经验基础在生活经验方面，六年级学生对身边的智能设备和自动化物品有较多接触，如自动感应水龙头、智能手表、空调、电梯等，这些物品中都包含控制系统，学生对“设备能根据一定条件自动工作”这一现象有直观感受，但尚未从“系统”的角度对其进行分析和思考，缺乏对“系统组成”“工作流程”的理性认知。在信息科技学习经验方面，学生在中低年级已经学习过“信息的获取与处理”“简单软件的使用”等内容，具备基本的信息素养和操作能力，能够通过观察、讨论、实践等方式开展学习，也能使用简单的工具（如记录表、画图软件）辅助学习，这为本节课开展“找系统、析组成”的实践活动提供了能力支持。潜在学习困难1.对“系统”概念的抽象理解存在困难：学生容易将“系统”与“物品”混淆，难以理解“系统是多个部分相互作用的整体”，可能会将单个部件（如自动门的传感器）误认为是系统。2.对“系统组成三部分（输入、处理、输出）”的区分不够清晰：尤其是“处理部分”，因其往往隐藏在设备内部（如电饭煲的电路板），学生难以直观感知，容易忽略或混淆其功能。3.知识迁移能力不足：学生能分析教材中给出的“简易自动浇水装置”的组成，但在分析生活中其他复杂系统（如电梯、空调）时，可能会出现遗漏或错误。针对以上学情特点，本节课的教学需注重“直观性”和“实践性”，通过大量生活实例帮助学生建立概念，通过小组合作探究活动引导学生主动分析和总结，同时针对潜在困难设计针对性的引导和练习，逐步突破学习难点。核心素养目标信息意识能从日常生活中识别出包含控制系统的物品，感知系统在生活中的广泛应用，认识到系统对提高生活质量和工作效率的重要作用。能通过观察和分析，获取系统组成、工作流程的相关信息，形成“用系统思维观察生活”的意识。计算思维能将复杂的系统分解为“输入、处理、输出”三个基本部分，初步形成“分解与建模”的思维方法。能分析系统各部分之间的相互作用关系，梳理系统的工作流程，初步理解“条件与结果”的逻辑关系。数字化学习与创新能利用记录表、画图工具（如白板、画图软件）记录和呈现系统的组成的工作流程，借助数字化工具辅助学习。能在小组合作中，通过讨论、交流、分工协作完成“找系统、析组成”的任务，培养创新学习的能力。信息社会责任1.认识到系统设计与应用需要考虑实用性、安全性和环保性，树立“科技服务生活、科技需符合社会需求”的意识。2.在小组合作中遵守规则，积极参与讨论，尊重他人观点，培养合作精神和责任意识。教学重难点教学重点1.理解“系统”的定义：知道系统是由相互联系、相互作用的多个部分组成，能共同完成特定功能的整体。2.掌握系统的三个基本组成部分：能准确识别系统的输入部分、处理部分和输出部分，并理解各部分的功能。3.能结合生活实例，分析简单系统的组成和工作流程。教学难点理解“处理部分”的功能：能认识到处理部分是系统的“核心”，负责接收输入信息、根据预设规则进行判断和决策，并向输出部分发出指令。能将“系统组成”的知识迁移到生活中复杂系统的分析中，准确区分输入、处理、输出部分，不遗漏关键部件。教学过程情境导入：认识“身边的神奇设备”（5分钟）呈现情境，引发兴趣教师：同学们，我们的生活中有很多“神奇”的设备，它们不用人手动操作，就能根据情况自动工作。比如，我们走进商场时，门会自动打开；晚上回家，按下智能开关，灯就会亮起；把米饭放进电饭煲，按下按钮，它就能自动把米饭煮熟。大家还能想到哪些这样的设备呢？（学生自由发言，教师板书学生提到的设备名称，如电梯、自动感应水龙头、空调、智能手表等。）提出问题，引入课题教师：这些设备为什么能“自动工作”呢？其实，它们内部都藏着一个“秘密”——控制系统，而控制系统本质上是一个“系统”。今天，我们就一起来探索系统的奥秘，学习《系统奥秘知多少》。（板书课题：系统奥秘知多少）设计意图通过呈现学生熟悉的生活场景和设备，引发学生的已有经验和学习兴趣，让学生在直观感受中提出疑问，自然引入“系统”的概念，为后续学习奠定情感基础和问题导向，同时培养学生的信息意识，引导学生关注生活中的信息科技现象。新知探究一：什么是“系统”？（8分钟）分析实例，初步感知“系统”教师：要了解系统的奥秘，首先得知道“什么是系统”。我们先来看一个生活中的例子——“书包”。大家想一想，书包是由哪些部分组成的？这些部分能共同完成什么功能？（学生思考后发言，教师引导学生说出书包的组成：书包主体、肩带、拉链、隔层等；功能：存放书本、文具、水杯等物品，方便携带。）教师：再来看一个例子——“自行车”。自行车由哪些部分组成？能完成什么功能？（学生发言，教师引导：组成——车架、车轮、车把、脚踏、刹车等；功能——让人能骑行，实现短途出行。）总结归纳，明确“系统”定义教师：同学们发现了吗？书包、自行车都不是由单个部分组成的，而是由多个相互联系、相互作用的部分（我们把这些部分叫“要素”）组成的，并且这些部分共同合作，能完成一个特定的功能。像这样“由相互联系、相互作用的多个要素组成，能共同完成特定功能的整体”，就是一个“系统”。（教师板书“系统”定义，同时用PPT呈现定义，结合书包、自行车的例子进行解读，强调“多个要素”“相互作用”“特定功能”三个关键词。）师生互动：判断“是不是系统”教师：现在我们知道了系统的定义，大家来判断一下，下面这些是不是系统？（1）一支铅笔；（2）一套课桌椅；（3）学校的广播系统；（4）一棵大树。（学生逐一判断，教师引导学生说明理由：一支铅笔：只有单个要素，不是系统；一套课桌椅：由桌子和椅子组成，能共同完成“学生学习”的功能，是系统；学校的广播系统：由麦克风、主机、音箱、线路等组成，能完成“传递声音信息”的功能，是系统；一棵大树：由根、茎、叶、花、果组成，能完成“生长、光合作用”等功能，是系统。）设计意图通过分析学生熟悉的“书包”“自行车”实例，让学生从“整体与部分”的角度初步感知系统的特点，再通过总结归纳得出系统定义，符合学生“从具体到抽象”的认知规律。“判断是不是系统”的互动环节，能及时检验学生对概念的理解，帮助学生巩固核心定义，同时培养学生的分析能力和信息意识。新知探究二：系统的组成——输入、处理、输出（12分钟）教材内容讲解：以“简易自动浇水装置”为例析组成教师：知道了什么是系统，那一个能“自动工作”的系统（比如我们之前提到的自动门、电饭煲），是怎么实现“自动工作”的呢？其实，它们都包含三个核心组成部分——输入部分、处理部分和输出部分。我们一起来看教材中的“简易自动浇水装置”（呈现教材中的图文内容），看看它的三个部分分别是什么，各自有什么功能。教材图文解读：教材中的简易自动浇水装置由“土壤湿度传感器、单片机、水泵”三部分组成，当土壤湿度低于预设值时，传感器会检测到这一信息，单片机接收信息后判断“需要浇水”，并控制水泵启动，向花盆浇水；当土壤湿度达到预设值时，传感器检测到信息，单片机控制水泵停止工作。分析各部分功能，明确组成定义：•输入部分：土壤湿度传感器。功能：检测土壤湿度的信息，并将信息传递给处理部分。（教师总结：输入部分是系统中“获取信息”的部分，负责收集系统工作所需的“条件信息”。）•处理部分：单片机。功能：接收输入部分传来的信息，根据预设的规则（土壤湿度低于预设值就浇水，高于就停止）进行判断和决策，并向输出部分发出指令。（教师总结：处理部分是系统的“核心大脑”，负责“处理信息、做出决策”。）•输出部分：水泵。功能：接收处理部分的指令，执行“浇水”或“停止浇水”的动作，完成系统的最终功能。（教师总结：输出部分是系统中“执行动作”的部分，负责将处理部分的决策转化为实际效果。）（教师板书：系统组成——输入（获取信息）、处理（处理决策）、输出（执行动作），并结合简易自动浇水装置的例子标注各部分。）师生互动一：小组讨论，分析“自动门”的组成教师：我们已经分析了简易自动浇水装置的组成，那大家熟悉的“自动门”，它的输入、处理、输出部分分别是什么呢？请大家以小组为单位，结合自动门的工作过程（人靠近时门自动开，人离开后门自动关），讨论并填写《系统组成分析表》（如下表），5分钟后小组代表发言。系统名称输入部分（获取什么信息？用什么获取？）处理部分（怎么判断？怎么决策？）输出部分（执行什么动作？）自动门（学生小组讨论，教师巡视指导，重点引导：输入部分：红外传感器（或微波传感器），获取“是否有人靠近”的信息；处理部分：自动门的控制器（电路板），判断“有人靠近则发出开门指令，人离开则发出关门指令”；输出部分：电机和门体，执行“开门”或“关门”的动作。）（各小组代表发言，教师点评总结，完善表格内容，确保学生准确区分三个部分。）师生互动二：同桌互助，分析“电饭煲”的组成教师：现在请大家和同桌一起，用同样的方法分析“电饭煲”的组成。思考：电饭煲要完成“自动煮饭”的功能，需要获取什么信息（输入）、怎么处理（处理）、执行什么动作（输出）？（学生同桌讨论，教师巡视，针对学生可能出现的困难（如忽略处理部分）进行引导：输入部分：温度传感器，获取“锅内温度”的信息（如煮饭时温度达到100℃时，水沸腾后温度继续升高到120℃左右，说明饭已熟）；处理部分：电饭煲的控制芯片，根据温度传感器的信息判断“饭是否已熟”，若未熟则继续加热，若已熟则发出“停止加热”或“保温”指令；输出部分：加热盘，执行“加热”或“停止加热”的动作。）（请2-3组同桌代表发言，教师补充总结，强调“处理部分”的隐藏性和重要性，帮助学生突破难点。）设计意图通过教材中“简易自动浇水装置”的实例，让学生直观理解系统组成的三个部分及功能，符合教材的编写逻辑；“分析自动门”“分析电饭煲”的互动活动，从小组讨论到同桌互助，难度逐步降低，既能让学生主动参与知识建构，又能针对潜在困难（如处理部分的识别）进行针对性引导，帮助学生逐步掌握系统组成的分析方法，培养计算思维中的“分解与建模”能力。实践应用：找一找，析一析——身边的系统（15分钟）明确实践任务教师：通过刚才的学习，我们已经掌握了系统的定义和组成。现在请大家当“系统小侦探”，从我们的教室或日常生活中再找一个包含控制系统的系统（如空调、智能台灯、电梯、自动感应水龙头等），以小组为单位，完成以下任务：确定系统名称，描述系统的整体功能；分析系统的输入、处理、输出部分，填写《身边系统分析记录表》；用画图软件（如Windows画图、希沃白板）或手绘的方式，画出系统的组成结构图，标注各部分名称和功能；小组准备2分钟的汇报，介绍你们分析的系统。（教师呈现《身边系统分