小学信息科技六年级上册：系统思维视域下的过程与控制（第一课时）教案

小学信息科技六年级上册：系统思维视域下的过程与控制（第一课时）教案

一、教学背景与设计理念

【基础】学科与学段分析：本课隶属于小学六年级信息科技学科，是学生接触“过程与控制”抽象概念的起始课。六年级学生已具备一定的生活经验积累和初步的逻辑思维能力，但对于将生活现象抽象为“过程”与“控制”这两个科学概念，并理解其内在关系，尚处于启蒙阶段。因此，教学设计需遵循从具体到抽象、从感性到理性的认知规律。

【非常重要】设计理念统领：本教案严格遵循《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》的核心素养导向，以“科”与“技”并重为原则。设计理念体现在三个层面：

1.具身认知，概念建构：摒弃单纯的概念灌输，通过“盲人倒水”、“智能风扇探秘”等具身化、情境化的体验活动，让学生在“做”与“悟”中自主建构“过程”与“控制”的概念，理解控制是为实现目标而对过程进行的调整。

2.系统思维，模型初建：引入“输入-计算-输出”这一过程与控制的基本模型，引导学生像工程师一样思考，将复杂的生活系统（如风扇、交会对接）进行分解与抽象，初步建立系统思维，为后续学习“系统模块化”奠定基础。

3.学科育人，价值引领：将技术学习与国家科技发展紧密联系，通过“中国航天器交会对接”等国之重器的案例，不仅加深对知识的理解，更激发学生的民族自豪感和科技报国的理想信念，落实“信息社会责任”与“自主可控”的意识培养。

二、教学内容精准解读

【重要】教材定位：本课是苏科版（2024）信息科技六年级上册第一单元《无处不在的过程与控制》的开篇之作。它承载着整个单元的认知起点和概念奠基功能。本课将引导学生从身边熟悉的生活现象入手，剥离出“过程”与“控制”的本质，并初步感知二者的依存关系，开启从技术使用者向系统设计者转变的思维大门。

【应列尽罗】核心知识点：

1.【核心概念一：过程】为实现某个目标而进行的一系列有序操作的集合。（【重要】关键词：目标导向、有序步骤）。生活中如“做早餐”、“过马路”、“课间操列队”都是过程。

2.【核心概念二：控制】在过程执行中，为了达到预期目标而进行的监视、调整或干预行为。（【重要】关键词：目标比对、实时调整）。例如“煮茶时调节火候”、“过马路时根据信号灯调整步伐”。

3.【核心关系】过程是“做什么”的步骤序列，控制是“怎么做更好”的保障手段。二者相辅相成，缺一不可，共同指向目标的达成。

4.【初步模型】任何一个简单的过程与控制活动，都可以初步感知为：先有步骤（过程），再在执行中调整（控制）。

【难点剖析】学生对“控制”的理解容易停留在表面，误以为“控制就是按开关”。教学的难点在于引导学生理解控制的本质是“为了目标达成而进行的动态调整”，是一个包含“观察-判断-动作”的闭环过程，而不仅仅是一个启动或停止的动作。

三、教学目标分层设定

【核心素养导向】

1.信息意识：能够从日常学习、生活的具体事例中，识别出其中蕴含的“过程”与“控制”，认识到二者在达成目标中的普遍性与重要性。

2.计算思维：能够将生活中的简单任务（如倒水、风扇工作）分解为有序的操作步骤，并尝试用语言或图示描述其过程中的控制逻辑。

3.数字化学习与创新：通过模拟体验和小组合作，能对简单的控制系统（如风扇）提出优化控制的设想，并进行初步的模拟验证。

4.信息社会责任：在体验与讨论中，理解精准控制在保障安全、提高效率中的作用；通过国家科技案例，树立科技自立的意识。

四、教学重难点精准确立

【重点】理解“过程”与“控制”的基本概念，能从生活实例中区分二者，并阐述其关系。

【难点】理解“控制”是为实现目标而对过程进行的实时、动态调整，而非单一的开关动作。

【高频考点】生活中过程与控制的实例辨析；过程与控制的关系描述。

五、教学准备

1.环境：多媒体网络教室、实物投影仪。

2.教具与学具：【重要】分组实验材料：盲人眼罩（或红领巾）、水杯、水壶、手动风扇、电动风扇（含模拟感应功能的编程板或教具）、学习任务单。

3.资源：航天器交会对接视频片段、智能家居（如感应风扇）工作视频、教学课件。

六、【核心环节】教学实施过程（详案）

（一）情境唤醒，游戏导入——“做”中初识“过程”

1.创设情境，激活经验：上课伊始，教师与学生进行互动谈话：“同学们，每天早晨从起床到走进教室，你都会做哪些事情？”引导学生自由发言，如“起床-穿衣服-刷牙-洗脸-吃早餐-背书包-上学”。

2.聚焦活动，引出“过程”：教师进一步引导：“如果把‘做一次成功的值日’当作一个目标，我们需要做哪些事情？”邀请一位学生描述擦黑板的步骤。根据学生描述，教师板书记录关键词：拿板擦→沾水（如有需要）→擦黑板→清洗板擦→放回板擦。

3.概念初建：教师指着这一系列步骤总结：“为了实现‘擦干净黑板’这个目标，我们按照一定的顺序进行的一系列操作，就是一个‘过程’。”（板书：【过程】：为实现目标的有序操作）

4.【基础】即时辨析：让学生小组内互相说说“从书包里拿出数学书”的过程。指名汇报，强化“有序”和“目标”两个核心要素。

（二）具身体验，深化认知——“盲行”中感悟“控制”

1.设置悬念，引发思考：教师拿起水壶和杯子，问：“如果让你往这个杯子里倒满水，这个‘过程’应该是什么？”学生答：“拿壶-对准-倾倒-停止”。教师追问：“如果现在我把你的眼睛蒙上，你还能准确地倒满而不洒出吗？”

2.【非常重要】体验活动：“盲人倒水”。请一名学生上台，蒙上眼睛，尝试往杯子里倒水。第一次尝试，由于看不见，学生往往倒得过多或过少，甚至洒在外面。

3.引导反思，引出“控制”：教师采访体验者：“你为什么洒出来了？如果再来一次，你最希望得到什么帮助？”学生自然会回答：“需要有人告诉我倒多少，或者让我看到。”教师抓住契机：“对！在这个倒水的过程中，你的眼睛在不断地看（感知水位），大脑在判断（到了没有），手在调整（倾斜角度或停止）。这种为了‘倒满且不洒’这个目标，而对‘倾倒’这个操作进行的实时调整，就是‘控制’。”（板书：【控制】：为达目标对过程的调整）

4.【难点突破】对比辨析：教师引导全班讨论：“刚才这位同学第一次倒水，只有‘过程’而缺少了有效的‘控制’，结果目标失败了。第二次如果我们允许他听声音或用其他方式感知，就加入了‘控制’。这说明了什么？”引导学生得出结论：没有控制的过程容易偏离目标，控制是过程达标的关键。

5.【热点】联系生活：引导学生思考生活中还有哪些“只有过程没有控制”会出问题的例子？如“一直烧饭不关火”（火灾）、“一直给气球打气”（爆炸）。强化控制对于安全、达成目标的重要性。

（三）探究实践，模型渗透——“探秘”中解构系统

1.任务驱动，小组探究：【重要】教师出示探究任务：“风扇家族的工作秘密”。将全班分为若干小组，每组提供三种风扇：手动风扇、电动风扇、感应风扇（可用简单编程或模拟教具替代）。

2.分层探究，填写任务单：

探究一：观察与描述。请小组操作三种风扇，讨论并记录让它们工作的“过程”分别是什么？在操作过程中，需要“控制”什么？

探究二：对比与分析。引导学生对比三种风扇，它们在“控制”方式上有什么不同？（预设：手动风扇靠人手控制开关和转速；电动风扇靠按键控制；感应风扇靠传感器自动控制。）

探究三：抽象与建模。教师引导学生深入思考：“无论是哪种控制方式，它们工作的背后有没有共同的逻辑？”结合感应风扇的演示，教师逐步揭示“输入-计算-输出”模型的雏形：手靠近（输入）→传感器检测，电路导通（计算/处理）→扇叶转动（输出）。让学生尝试用手动风扇和电动风扇套用这个模型。（手动风扇：人手的力是输入？大脑指挥是处理？扇叶转动是输出？引发认知冲突，为后续课时埋下伏笔，重点在于感知“处理”环节的存在。）

3.【重要】成果汇报，碰撞思维：各小组选派代表，结合实物演示，汇报本组的发现。教师适时追问，引导学生明确：“控制不仅发生在人身上，也可以由机器自动完成。但无论谁在控制，都离不开‘获取信息、做出判断、进行调整’这三个基本的思维步骤。”

4.精讲点拨，模型建构：教师结合学生的汇报，利用板书将“倒水”和“风扇”案例进行抽象，清晰地呈现出过程与控制背后的通用模型：【输入】（如眼睛看的、手触碰的）→【处理】（如大脑想、电路判断）→【输出】（如倒出水、风扇转）。并指出，控制就是在“处理”环节，根据输入和目标，调整输出的过程。

（四）拓展视野，升华情感——“远望”中根植理想

1.视频震撼，引入大系统：教师播放中国航天器交会对接的精彩视频片段（1分钟以内）。提问：“同学们，刚才我们研究了小小的风扇，现在让我们仰望星空。航天器在太空中以每秒几公里的速度飞行，要精准地连接在一起，差一毫米都不行。这个过程有多复杂？它是怎么实现的？”

2.【非常重要】学科育人，价值引领：引导学生讨论后，教师深情总结：“无论是我们身边的智能风扇，还是遥远的航天器，它们都遵循着‘过程与控制’的基本原理。航天器的对接过程，包含了无数个‘输入（传感器数据）—处理（计算机计算）—输出（发动机调整）’的微型控制循环。正是因为有了我国科学家自主可控的、极其精密的控制系统，才能让这‘太空之吻’完美呈现。这不仅是技术的胜利，更是我们国家科技自立的体现。”

3.【跨学科视野】人文链接：引用古语“失之毫厘，谬以千里”，让学生明白，控制追求的不仅是“做对”，更是“精准”。这种精益求精的“工匠精神”，是任何领域（无论是写作文、做实验还是造火箭）取得卓越成就的共同基石。

（五）课堂小结，作业延伸

1.回顾梳理：引导学生回顾本节课的收获，用思维导图的形式在任务单上简单勾勒。包括：什么是过程？什么是控制？二者的关系是什么？初步了解“输入-处理-输出”模型。

2.布置作业：【开放探究】请你化身为“生活观察员”，回家观察一个家用电器（如微波炉、智能音箱、扫地机器人）的工作过程。尝试描述它的工作过程，并分析它在哪里进行了“控制”，它的“输入”是什么，“输出”是什么。下节课分享你的发现。

七、板书设计（结构图示）

小学信息科技：身边的过程与控制

一、过程：实现目标的有序操作（例：擦黑板、倒水）

二、控制：为达目标的调整（例：倒水时眼睛看、手调节）

三、二者关系：相辅相成，控制是过程达标的关键

四、初步模型：输入→处理→输出

（信息感知）（分析决策）（执行动作）

（核心：控制发生在“处理”环节）

八、【深度反思】教学预设与生成

1.【重要】预设与生成：在“盲人倒水”环节，可能出现学生配合不好导致水洒出的情况，教师要灵活应对，将其转化为“协作控制”的生成性资源。在小组探究风扇时，学生对“输入”的理解可能五花八门，教师要肯定多元答案，同时引导学生聚焦到“触发动作的信号”这个本质上来，不必过早引入过深的物理或编程概念。

2.【重要】差异化教学：对于基础较好的学生，可在探究环节引导其思考“感应风扇的输入除了红外传感器，还可以有什么？如果改成声音控制，过程会怎样变化？”；对于基础较弱的学生，