第14课 复杂系统可分解 教学设计 2025-2026学年六年级全一册信息科技人教版

第14课《复杂系统可分解》教案一、教学目标分析知识与技能1.能够准确阐述复杂的控制系统可分解为多个子系统，举例说明常见复杂系统的子系统构成。2.熟练绘制控制系统与子系统的关系结构图，清晰展示各部分的包含关系。3.运用所学知识，设计简单的智能家居系统，明确其功能、子系统构成及相互关系。过程与方法1.通过讨论、分析实际案例，提升观察、分析和归纳总结的能力。2.在设计智能家居的活动中，培养创新思维、规划设计能力以及解决实际问题的能力。情感态度价值观1.激发对控制系统和复杂系统的探索兴趣，培养勇于创新和实践的精神。2.增强团队协作意识，在交流与合作中共同进步。二、教学内容及重点教学重点1.理解复杂控制系统的分解方法，尤其是从功能角度划分子系统。2.掌握控制系统与子系统的关系，能够绘制关系结构图。3.设计智能家居系统，明确其功能、子系统构成及关系。教学难点1.形成将大问题分解为小问题、大任务分解为小任务的意识。2.理解控制系统和子系统相互依存、不可分割的抽象关系。三、教学过程设计教学过程教学内容教学方法情景导入（4分钟）师：讲解本节课的内容前请同学们先思考一下，我们人体这个复杂的系统包含哪些子系统？师：人体由运动、消化、呼吸、循环、神经、内分泌、泌尿、生殖、免疫、感觉、皮肤等系统组成，各系统协同维持生命活动。和人体系统相识，很多复杂的控制系统都可以分解成一些子系统，今天我们就一起探究复杂系统如何分解。师：本节课我们将了解控制系统中的子系统，学习描述控制系统及其子系统的关系并设计“我的智能家居”。问题导向学习新课教学知识点一：了解控制系统中的子系统（10分钟）师：下面我们通过学习活动1的具体案例，了解控制系统中的子系统。师：请同学们思考：宇宙飞船系统包含哪些子系统？学校管理系统又有哪些子系统？师：宇宙飞船系统看似复杂，实则可分解。它主要由轨道舱、返回舱、推进舱等子系统组成。轨道舱用于在轨运行开展实验，返回舱负责送航天员安全返回地球，推进舱提供动力。师：学校管理系统由多个子系统构成。学籍系统管理大家入学、转学、毕业等学籍相关事务；评价系统用于评估教学质量、学生成绩表现；后勤系统保障校园生活，像餐饮、维修等。这些子系统相互协作，维持学校运转。师：同学们，学校管理系统里的各个子系统，都有自己的“任务”，像学籍系统管学籍，评价系统做评估，后勤系统搞保障，它们相互配合，才撑起了学校这个复杂系统。而且这些子系统也像个小系统，遵循“输入-计算-输出”模式，有自己的功能，我们需好好理解这种系统构成关系。师：我们日常生活中离不开的手机也是个复杂系统。它有中央处理子系统，靠处理器和内存处理数据；电源管理子系统，由电池和电源管理芯片把控电量；输入输出子系统，像触摸屏、按键等负责信息交互。这些子系统协同工作，让手机能正常运行，这就是复杂系统分解的体现。讲授法实践学习新课教学知识点二：描述控制系统及其子系统的关系（10分钟）师：前面我们了解了控制系统中的子系统，像宇宙飞船、学校管理系统、手机都有各自子系统。现在进入学习活动2，我们要更深入地描述子系统，明确它属于哪个控制系统。师：大家思考一下，厨房电气系统能分成哪些子系统呢？像供电、照明、烹饪设备等是不是可以分别归为不同子系统？师：我们可以使用关系结构图绘制它和子系统的关系。师：厨房电气系统包含供电、照明、烹饪、排烟等子系统。控制系统和子系统是相互依存、不可分割的。没了供电系统，其他子系统就没法工作；而少了照明、烹饪这些子系统，厨房电气系统也不完整。师：复杂控制系统能分解为多个子系统，且子系统构成的系统还可能是更大系统的子系统，控制系统设计开发人员要先分解系统，明确子系统情况，再由小到大有序开展设计、开发和生产。讨论法合作学习实践操作新课教学知识点三：设计“我的智能家居”（10分钟）师：爸爸打算把家升级成智能家居系统，大家先去搜集资料，了解智能家居特点，然后想想理想中的智能家居有哪些功能，最后再分析它能分成哪些子系统，画出系统和子系统关系结构图。师：我们在设计智能家居前，要先了解它的特点。智能家居很便捷，能集中或远程操控设备；很舒适，可自动调节环境，有多种情景模式；安全方面，能实时安防监测、异常报警；很节能，能监测能耗优化设备运行；而且个性，可自定义设置适配习惯。掌握这些，能帮我们更好设计心中的智能家居。师：你理想中的智能家居有什么功能？例如，在智能控制方面，可以通过语音控制、手机APP远程控制等控制家中的设备；在安全防护方面，利用智能门锁、视频监控等设备提高安全系数；在环境感知与调节方面，利用各类传感器自动调节室内温度、湿度、监测空气质量等。师：同学们可以根据自己设备的智能家居系统，绘制下面的关系结构图。师：经过前面的学习，我们对智能家居系统有了一定了解。现在大家要动手设计，从智能家居的特点出发，梳理自己的设计思路，用手写文档呈现出来，还要画出一幅系统结构图，思维导图形式也可以。讨论法合作学习讲授法拓展深化，回归生活（8分钟）师：现在我们尝试设计一个智能家居控制系统操作界面图，把之前学的智能照明、安防等子系统都集成进去。在这个界面操作，就能让各子系统工作。问题导向学习讨论法实践操作课后作业（1分钟）师：本节课的课后作业为观察家里的冰箱或洗衣机，找出它们的子系统，像冰箱的制冷、控温子系统，洗衣机的洗涤、脱水子系统等。选择一个电器，在作业本上写出系统名、至少2个子系统及其功能。课堂小结与评价（2分钟）本节课，我们学习了复杂控制系统可分解为多个相互协作的子系统，认识到描述子系统要明确所属控制系统并绘制关系结构图，知道设计复杂控制系统需先整体规划，再设计集成子系统。教学反思1.反思点：本次教学利用多种案例帮助