人教版（2024）六年级全一册信息科技第6单元 电梯运行的控制（第20~23课）教案

第第页人教版（2024）六年级全一册信息科技第6单元电梯运行的控制（第20~23课）教案教学设计基本信息主题20.找找电梯子系统学科信息科技老师年级六年级教学内容分析《找找电梯子系统》是小学六年级信息科技学科中的一堂探索性课程，旨在通过分析电梯这一日常生活中常见的复杂系统，引导学生理解系统构成、子系统间的相互作用以及基本的控制逻辑。本课程以电梯系统为载体，不仅能够激发学生对信息技术的兴趣，还能培养其观察、分析和解决问题的能力，同时增强他们的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任。教学内容设计上，我们注重从简单到复杂、从直观到抽象的逐步深入。首先，通过观察和讨论，让学生识别电梯系统的主要子系统；其次，通过绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图，帮助学生理解子系统间的协同工作机制；接着，引导学生找出电梯各个子系统中的开关量，初步接触数字信号的概念；最后，通过分析输入输出状态的真值，培养学生的逻辑思维和计算能力。整个教学过程注重实践操作与理论知识的结合，力求让学生在轻松愉快的氛围中掌握知识。学情分析六年级学生已经具备了一定的信息技术基础，能够熟练使用计算机进行基本操作，并对周围世界充满好奇，喜欢探究未知的事物。然而，他们对复杂系统的理解仍停留在表面，缺乏深入分析和综合应用的能力。因此，本课通过电梯这一具体实例，引导学生从系统角度出发，逐步深入了解其内部结构和工作原理，培养他们的系统思维和问题解决能力。此外，六年级学生正处于逻辑思维发展的关键时期，通过真值表等数学工具的学习，可以帮助他们更好地理解和运用逻辑概念，为后续的深入学习打下坚实基础。学习目标信息意识：增强学生对信息技术在日常生活中的应用意识，认识到电梯系统作为信息技术的应用实例。计算思维：通过分析电梯系统的工作流程和开关量，培养学生的逻辑思维和计算能力，学会用数学方法描述和解决实际问题。数字化学习与创新：鼓励学生运用所学知识和技能，设计简单的电梯系统模型或模拟程序，培养其数字化学习与创新能力。信息社会责任：引导学生关注电梯系统的安全性和可靠性，思考科技应用对社会的影响，培养其信息社会责任感。教学重点分析复杂控制系统中主要的子系统，理解开关量的作用，填写真值表。教学难点分析控制系统中隐含的开关量。教学准备1．学生有过乘坐轿厢式电梯经验2．网络状态下的计算机教室3．教学演示文稿4．学习评价表教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图【教师活动】1．视频导入，引出问题，组织讨论通过展示电梯使用图片，引入本课的教学。同时提示学生，本课提到的电梯是轿厢电梯。请学生思考：乘电梯回家这个看似简单的操作，背后却隐含一系列过程，那么电梯的控制系统是一个简单系统还是复杂系统呢？为什么？2．引出主题，提出目标根据大家刚才的描述一致认为电梯的控制系统是个复杂系统，那今天我们就一起来分析电梯系统中还包含哪些子系统？【学生活动】学生思考并发言，说出自己的观点。【设计意图】从学生自身经历出发，引发学生思考。教学活动一找出电梯系统中的主要子系统教师活动学生活动设计意图【教师活动1】1．展示一些电梯子系统的图，如呼叫面板图、轿厢内按键面板图和刷卡面板图。启发学生，请学生展开小组讨论把能想到的电梯的子系统都列出来。2．请小组代表展示小组讨论结果，不足的部分请其他小组补充。3．教师给出子系统表格，并讲解这些子系统的功能。【学生活动1】小组讨论，并列出小组讨论出的子系统名称。【设计意图】通过展示一些电梯子系统的图，启发学生，把能想到的电梯的子系统都列出来，教师讲解这些子系统的功能，为后面的学习做铺垫。教学活动二绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图教师活动学生活动设计意图【教师活动2】1．妈妈下班回家，她按了电梯上行键（呼叫），电梯接收指令后，会到达这一层并自动开门。请描述电梯呼叫系统的工作过程并绘制示意图。2．请学生根据刚才总结的工作过程动手绘制工作过程示意图。3．请学生代表来展示。【学生活动2】迁移到电梯呼叫系统工作过程的输入和输出。根据总结的过程绘制呼叫电梯工作的过程示意图。【设计意图】提示学生模仿前面所学过程示意图，重点分析输入、输出是什么。教学活动三找一找电梯各个子系统中的开关量教师活动学生活动设计意图【教师活动3】1．在电梯的很多子系统中，都涉及开关量。找一找各个子系统中哪些环节产生开关量。2．教师点评总结学生讨论出的开关量。根据学生完成情况，选择学生代表进行分享，教师进行评价。【学生活动3】学生参考电梯子系统表格，小组讨论每个子系统环节中的开关量，学生代表汇报。【设计意图】以小组形式进行合作探究，分享交流。培养学生分析思考问题的能力。教学活动四描述工作过程中输入与输出状态的真值教师活动学生活动设计意图【教师活动4】1．按了电梯上行键，电梯接到指令来到该楼层，然后电梯门打开。学生尝试用1表示“是”、0表示“否”表示输入与输出的对应关系。2．学生完成输入输出状态真值表3．根据学生完成情况，选择学生代表进行真值表分享，教师进行评价。【学生活动4】学生完成输入输出状态真值表，学生代表汇报。【设计意图】以小组形式进行合作探究，分享交流。培养学生分析问题、思考问题的能力。应用提升拓展与提升教师活动学生活动设计意图【教师活动5】给电梯加装一个烟雾报警系统：当气体传感器检测到烟雾在单位空间的浓度超过标准，向控制器发送数据，接通电路，发出警报，请同学们分析以下工作环节中采集或生成的数据，哪些是连续量哪些是开关量？【学生活动5】请学生完成烟雾警报器中的连续量和开关量列表。【设计意图】教师节和流程图讲解烟雾报警器的工作过程，帮助学生理解哪个环节产生连续量，哪个环节产生开关量。课堂小结今天我们学习了复杂的电梯系统，可以分解为多个子系统。电梯呼叫系统的工作工程也包含输入、计算、输出三个环节。电梯系统运行过程中，会产生很多开关量，它们发出的指令控制电梯各个开关的状态。用0、1的形式来描述系统输入、输出状态的真值，通过真值表能清晰掌握系统的状态。教学反思教学设计基本信息主题21.到达指定的楼层学科信息科技老师年级六年级教学内容分析《到达指定的楼层》是小学六年级信息科技学科中一堂结合基础编程逻辑与日常生活应用的课程。本课旨在通过模拟电梯控制系统，引导学生理解算法的基本概念，掌握顺序、选择与循环等编程结构在解决实际问题中的应用。内容设计上，我们避免了复杂的编程语言和专业知识，而是采用流程图这一直观工具，结合生活中的电梯运行场景，让学生能够在轻松愉快的氛围中学习信息科技知识。学情分析六年级学生已经具备了一定的信息技术基础，能够简单操作计算机，并对编程产生了初步的兴趣。他们好奇心强，喜欢探索未知领域，但面对复杂的编程概念和逻辑时，往往会感到困惑。因此，本课通过模拟电梯运行的实例，将抽象的编程概念具象化，降低学习难度，激发学生的学习兴趣。同时，通过小组合作和动手实践，培养学生的团队合作能力和解决问题的能力。学习目标信息意识：增强学生对信息技术在日常生活中的应用意识，理解电梯控制系统作为信息技术应用的一个实例。计算思维：通过设计电梯运行算法流程图，培养学生的逻辑思维和算法设计能力，掌握顺序、选择与循环等基本编程结构。数字化学习与创新：鼓励学生运用所学知识和技能，设计简单的电梯控制模拟程序或流程图，培养其数字化学习与创新能力。信息社会责任：引导学生思考科技应用的安全性和可靠性，培养其在使用信息技术时的社会责任感和道德意识。教学重点控制系统的工作过程和算法。教学难点用模块的形式描述系统控制的算法。教学准备具备上网条件的信息科技实验室、多媒体课件、模拟仿真平台等。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图【教师活动1】创设外卖员要给某酒店1608号房间的顾客送外卖，但是进入电梯按楼层数字键，电梯不运行的情景，引出本课的主题，提出学习任务。这个过程的控制逻辑是什么？【学生活动1】根据情景中的电梯情况，思考并回答老师提出的问题。【设计意图】以帮助外卖小哥解决问题，激发学生学习兴趣，并明确提出学习目标。教学活动一绘制通过刷卡和选择楼层数字控制电梯运行的算法流程图教师活动学生活动设计意图【教师活动2】引导学生先观察这个控制过程活动，分析思考这个过程的输入、计算和输出的环节内容。重点引导学生思考输入的两个条件，是否需要同时满足。【教师活动3】出示流程图框架，请学生根据提示讨论后完成学生活动单。【教师活动4】选取2个有代表性的学生作品进行点评。【学生活动2】学生分组讨论后，完成此控制过程的输入和输出的环节。【学生活动3】学生小组讨论各个框内应该如何用文字进行描述，总结讨论结果，独立完成学生活动单的第一项。【学生活动4】根据教师讲解订正流程图并利用流程图编程软件绘制流程图。【设计意图】通过给出流程图框架，让学生讨论填空，降低绘制难度。【设计意图】根据学生的完成情况，了解学生对内容的掌握程度。通过引导思考输入的两个条件是否需要同时满足，为下一步与运算做铺垫。教学活动二开源硬件仿真实验教师活动学生活动设计意图【教师活动5】教师提供一份仿真实验任务单，给出简单的操作步骤：①在开源硬件仿真工具中打开“电梯运行模拟”文件。②修改各个模块的参数，观察电机模块运行情况。【教师活动6】根据总结学生得出的实验结论，进行实验小结。【学生活动5】学生观察电梯运行情况，并进行记录。【学生活动6】完成实验小结【设计意图】小组形式进行合作探究，分享交流。鼓励学生数字化学习实践，培养学生合作探究、分析思考问题的能力。教学活动三分析控制电梯运行过程中的与运算教师活动学生活动设计意图1．补充“与运算”式子【教师活动7】结合框图讲解，电梯能正常运行的关键是“与”的关系。并请学生讨论两个并列条件是什么。2．三个模块的逻辑关系【教师活动8】教师引导模块A表示刷卡身份认证、模块B表示楼层数字键、模块C表示电梯运行电机。请学生思考：在这个电梯模拟系统中，A、B模块满足什么条件就可以让电机运行呢？【教师活动9】结合框图讲解，电梯能正常运行的关键是“与”的关系。并请学生代表来画出。3．输入输出状态真值表【教师活动10】出示用真值0和1表示模块A、模块B、模块C的状态真值表。请学生完成真值表。4．简化算法流程图【教师活动11】引导学生将算法流程图利用模块简化。【学生活动7】思考两个并列条件，填写在框图内。【学生活动8】观察图片，思考并填写框图中的条件。【学生活动8】观察图片，思考并填写框图中的条件。【学生活动10】完成学生活动单的活动2填写真值表。【学生活动11】动手简化算法流程图。【设计意图】引导学生描述这三个模块之间的逻辑关系。这个任务，可以帮助学生复习模块化的方法，同时也有意引导他们：无论多么复杂的系统，都可以简化为相应的模块。【设计意图】引导学生用表达式的形式来描述算法流程，让他们意识到，这种形式比文字描述更简洁。应用提升教师活动学生活动设计意图【教师活动11】电梯系统中是否还存在其他与运算控制过程，请学生小组讨论，找出1-2个例子。【教师活动12】电梯增加刷卡功能，目的是进行身份验证，避免没有使用权限的人员乘坐电梯带来安全隐患。你还能想到其他的身份验证方式吗？【学生活动11】讨论、分享。【设计意图】进行开放性的思考讨论。课堂小结教学反思教学设计基本信息主题22.电梯门的开与关学科信息科技老师年级六年级教学内容分析《电梯门的开与关》是小学六年级信息科技学科中一堂集趣味性与实用性于一体的课程。本课旨在通过模拟电梯门的开关过程，引导学生理解自动化控制的基本原理，初步接触逻辑运算中的“或”运算，并培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力以及信息社会责任。内容设计上，我们采用直观演示、动手实践、小组讨论等多种教学方法，将复杂的自动化控制概念简化为易于小学生理解的形式，确保每位学生都能积极参与并有所收获。学情分析六年级学生已经具备了一定的信息技术基础，能够熟练操作计算机，并对编程和自动化控制产生了浓厚的兴趣。他们好奇心强，喜欢探索未知领域，但面对较为抽象的自动化控制原理和逻辑运算时，可能会感到一定的挑战。因此，本课通过模拟电梯门的开关过程，将抽象的自动化控制概念具象化，降低学习难度，激发学生的学习兴趣。同时，通过小组合作和动手实践，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。学习目标信息意识：增强学生对信息技术在日常生活中的应用意识，理解电梯门控制系统作为信息技术应用的一个实例。计算思维：通过模拟电梯门的开关过程，培养学生的逻辑思维和算法设计能力，初步接触并理解“或”运算在自动化控制中的应用。数字化学习与创新：鼓励学生运用所学知识和技能，设计简单的电梯门控制模拟程序或流程图，培养其数字化学习与创新能力。信息社会责任：引导学生思考科技应用的安全性和可靠性，培养其在使用信息技术时的社会责任感和道德意识。教学重点电梯门保持打开状态的算法和逻辑运算。教学难点模块化思想方法的运用。教学准备能上网的信息科技实验室、教学演示文稿、控制电梯门开的程序等。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图【教师活动1】呈现“乘坐电梯时电梯门保持打开状态”的故事场景。【学生活动1】认真聆听，思考电梯门控制系统中产生的开关量。【设计意图】从学生身边的经历出发，引发学生思考，激发学习兴趣。教学活动一分析控制电梯门打开的工作过程教师活动学生活动设计意图【教师活动2】展示人们控制电梯门保持打开状态的图片场景，引导学生思考电梯门打开的工作过程中的输入、计算和输出三个环节，并自主绘制工作过程示意图。【教师活动3】再次梳理电梯门打开的工作过程。【学生活动2】思考并补充电梯门打开状态的工作过程示意图。【设计意图】引导学生建立示意图，让他们明白，无论多么复杂的控制系统，其工作过程都可以抽象为“输入—计算—输出”的模式。教学活动二控制电梯门打开教师活动学生活动设计意图【教师活动4】组织学生在开源硬件或者虚拟仿真工具中，打开控制电梯门开的程序，观察电机模块运行情况，思考以下问题：（1）当按上行/下行键，电梯门的状态是什么？（2）当按轿厢内的开门键，电梯门的状态是什么？（3）要想让电梯门处于开的状态，需要满足什么条件？【教师活动5】引导学生从实验过程、实验现象和观点三个方面进行总结。【学生活动3】通过修改各模块的参数，观察电梯门的状态，进行实验的交流和分享。【设计意图】通过修改参数，进一步感受逻辑运算对系统控制的作用。教学活动三分析控制电梯门开与关的或运算教师活动学生活动设计意图【教师活动6】引导学生思考电梯门“开”的控制逻辑，组织学生填写或运算式子。【教师活动7】引导学生用模块化的方法，描述电梯门“开”中的各个模块之间的逻辑关系，填写输入和输出状态真值表。【教师活动8】组织学生根据真值表自主绘制算法流程图，引导有困难的学生在空白流程图中将控制电梯门状态的算法流程补充完整。【学生活动4】思考电梯门保持打开状态时需满足的两个条件，并补充运算式子。【学生活动5】用模块A、模块B、模块C的方式表达电梯门“开”的逻辑关系，完成真值表。【学生活动6】根据不同学习情况选择合适的方式完成算法流程图。【设计意图】引导学生用模块化的方法描述模块之间的逻辑关系，帮助学生巩固相关知识。同时也有意引导他们再次感知：无论多么复杂的系统，都可以简化为相应的模块来分析，模块代码也更便于表达。应用提升教师活动学生活动设计意图【教师活动9】组织学生以小组形式进行升级电梯防夹功能的讨论，引导学生找出升级后的电梯防夹功能的控制逻辑。【教师活动10】组织学生进行交流和分享。【学生活动7】合作完成方案设计，明确逻辑运算，用模块化的方法来表达逻辑运算式子、制作真值表、绘制算法流程图。【设计意图】通过设计电梯防夹功能的升级方案，让学生对控制逻辑的相关知识有更深入的理解，在讨论交流中积极想象、大胆设计、勇敢表达，增强创新意识和创新能力。课堂小结教师引导学生总结知识、分享收获。【设计意图】让学生通过梳理和总结，再次巩固，促进知识的内化。教学反思教学设计基本信息主题23.如果超载电梯停学科信息科技老师年级六年级教学内容分析《如果超载电梯停》是小学六年级信息科技学科中一堂集科学性、趣味性与实用性于一体的课程。本课旨在通过模拟电梯超载警报系统的工作过程，引导学生理解电梯安全控制的基本原理，特别是超载检测与响应机制。内容设计上，我们注重将复杂的物理原理和电子技术知识简化为小学生易于理解的语言和实验活动，让学生在动手实践中感受科技的魅力，同时培养他们的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力以及信息社会责任。学情分析六年级学生正处于好奇心旺盛、探索欲强的年龄阶段，对周围世界充满了好奇。他们已经具备了一定的信息技术基础，能够使用简单的计算机工具进行学习和创作。然而，对于电梯超载警报系统等较为专业的技术知识，学生可能缺乏直观的认识和深入的理解。因此，本课将通过生动的案例、直观的演示和有趣的实验活动，激发学生的学习兴趣，帮助他们建立对电梯超载警报系统的初步认识，并引导他们思考科技应用中的安全问题和责任。学习目标信息意识：增强学生对信息技术在日常生活中的应用意识，特别是电梯超载警报系统作为信息技术应用的一个实例。计算思维：通过模拟电梯超载检测过程，培养学生的逻辑思维和算法设计能力，理解条件判断在自动化控制中的应用。数字化学习与创新：鼓励学生运用所学知识和技能，设计简单的电梯超载警报模拟程序或实验装置，培养其数字化学习与创新能力。信息社会责任：引导学生关注科技应用的安全性和可靠性，特别是电梯超载可能带来的安全隐患，培养其在使用信息技术时的社会责任感和道德意识。教学重点电梯载重值的测定。教学难点载重值是否超标与电梯状态之间的逻辑关系。教学准备1．网络状态下的计算机教室、提前装好模拟电梯运行的开源硬件或虚拟仿真工具。2．教学演示文稿。教学实施过程情境导入教师活动学生活动设计意图【教师活动1】场景导入，引出问题播放PPT中电梯图片，导入场景：早上，小智和妈妈乘坐电梯下楼，稍等片刻，电梯到了3层，电梯门打开，又有不少人进入电梯，空间变得很拥挤。电梯门关不上，电梯也不动，并发出警报。你们知道原因吗？这时电梯上的人应该怎么办呢？请学生结合自己的生活实际说一说该怎么解决这种情况。【学生活动1】学生思考发言，并结合实际谈论一下自己有没有遇到过这样的情况，以及如何解决这种情况的方法。【设计意图】从学生日常生活中的经历出发，引发学生思考。教学活动一分析电梯超载警报系统的工作过程教师活动学生活动设计意图【教师活动2】分析情景，引导思考。教师提问：电梯的门关不上，而且电梯内还发出了警报声，这是为什么？【教师活动3】教师小结：出示PPT课件，教师讲解在电梯系统内部，有一个安全运行保护机制，电梯在工作时，会一直通过传感器不间断地去检测电梯轿厢内的受力（可以理解为载重）。当检测到电梯轿厢内载重值超过额定值（阈值）时，电梯门保持开的状态，电梯保持不动并发出警报，提示电梯超载；当检测到电梯轿厢内载重值没有超过额定值（阈值）时，电梯门会关闭，并且正常运行。【教师活动4】请学生描述出电梯超载警报系统的工作示意图。注意重点描述输入和输出。教师对学生的回答进行评价。【学生活动2】学生分享自己对电梯超载系统的知识经验以及课前预习查阅到的相关资料，自由回答。【学生活动3】学生描述电梯超载警报系统的工作示意图。【设计意图】引导学生理解电梯超载警报系统工作的原理并建立示意图。教学活动二电梯载重值与电梯状态测试教师活动学生活动设计意图【教师活动5】请学生在虚拟仿真工具中打开电梯超载检测程序测定电梯载重值，找到阈值后在程序中修改阈值，再次运行观察电梯的状态，并填写表格。数据记录表【教师活动6】教师根据学生的小结进行补充和梳理，引导学生从实验过程、实验现象、观点三个方面描述实验结论。思考以下三个问题，针对学生的回答作出评价。①当检测到的载重数据超标，电梯的状态是什么？②当检测到的载重数据未超标，电梯的状态是什么？③让电梯正常运行，要满足的条件是什么？这时的阈值是多少？【学生活动4】学生进行实际操作，分别设置5个载重值的数据，观察电梯运行状态，进行仿真实验，并进行小结.【学生活动5】学生根据填写的表格，理清超载与电梯是否动之间的逻辑关系后回答以上三个问题。【设计意图】通过实验进一步感受阈值以及逻辑运算对控制的作用。教学活动三分析电梯载重值与电梯状态的关系教师活动学生活动设计意图【教师活动7】布置任务，请学生思考并填写运算式子（提示：第一个框中填“超载”，第二个框中填“不超载”）。【教师活动8】1．教师结合运算式子讲解，并重点提示学生关注“电梯是否超载”与