《信息工程》教案-2026-2027学年湘科版（新版）小学科学五年级上册

《信息工程》教案-2026-2027学年湘科版（新版）小学科学五年级上册学情分析五年级学生日常使用网络、手机、导航系统，能够享受各类信息系统带来的便利，但是学生习惯把手机、网络当成简单工具，不知道这些工具背后是一套庞大、协同工作的信息工程系统。学生对“工程”一词的理解局限于建筑、修路这类实体工程，不理解信息工程是由硬件、软件、通信网络、数据共同组成的系统。经过前三课学习，学生已经掌握信息传递的发展脉络：语言信号→符号文字→电通信。本课作为单元收尾课，从单一通信工具升级到系统工程视角，建立系统思维。五年级学生能够拆分简单系统组成部分，但分析复杂系统各要素之间协同工作的能力需要教师引导。核心素养教学目标科学观念：知道信息工程是由多个部分共同组成，用来完成信息采集、传输、处理、存储、输出的完整系统；了解信息工程的组成要素；认识信息工程改变社会信息传递方式。科学思维：拆分典型信息工程案例，分析系统各部分作用；分析信息工程中一个环节故障会对整个系统造成的影响，建立系统思维。探究实践：小组合作拆解一个生活信息工程案例，画出系统组成示意图；交流各组件如何协同完成信息传递。态度责任：体会信息工程是多学科技术融合的成果；认识信息工程给生活带来便利，同时了解信息安全的重要性；树立合理使用信息系统的意识。教学重难点教学重点：认识信息工程是完整系统，识别信息工程的基本组成环节：采集、传输、处理、存储、输出。教学难点：理解信息工程各个部件相互配合，一个环节故障会影响整个系统运行。教学过程单元回顾，导入新课师：我们回顾本单元前面三课。人类信息传递先后经历语言信号、符号文字记录，再到电通信，电报电话实现远距离传递信息。但是电报、电话只是独立通信设备。现代社会，我们可以上网、视频通话、导航，这不是单个设备完成，而是依靠庞大的信息系统。这类系统，就是信息工程。板书课题：信息工程。

设计意图：单元整体回顾，串联前三课知识，从单一工具升级到系统视角，点明本课单元总结提升的定位。活动一：认识信息工程与基本环节师：教材给出定义：信息工程不是单独一件设备，是一套系统，包含信息采集、传输、处理、存储、信息输出五个基本环节。我们逐个理解。

师：信息采集，就是获取信息，比如摄像头采集画面、麦克风采集声音。信息传输，把信息送到远处，比如通信网络。信息处理，计算机对收到的数据进行运算。信息存储，把数据保存起来。信息输出，把处理完成的信息展示出来，比如屏幕显示。

师：我们举例子：手机视频通话，请大家找一找，哪个部分负责采集、传输、处理、存储、输出？

生：摄像头采集画面，网络传输信号，手机芯片处理信息，屏幕输出画面。

师：非常棒。信息工程系统必须多个部分协同工作，只要其中一个环节失效，整个系统就无法正常工作。比如网络中断，视频通话就断开，这就是传输环节故障。

师：我们再看教材案例：气象监测信息工程。气象站传感器采集温度、风力；通信网络把数据传到气象中心；计算机处理数据；服务器存储气象数据；最后通过网页、天气预报把信息输出给大众。请大家说一说，气象信息工程各个环节分别做什么？

生：传感器采集气象数据，网络传输，电脑处理，保存数据，最后输出天气预报。

师总结：不管哪一类信息工程，基本都包含这五个环节，缺一不可。

设计意图：依托教材概念与气象案例，拆解信息工程五大环节，借助师生问答，建立系统概念，突破教学重点。活动二：案例分析，系统故障推演师：我们继续分析案例：城市交通监控信息工程。摄像头采集道路画面（采集），光纤网络传输视频（传输），服务器识别车辆（处理），硬盘保存录像（存储），指挥中心屏幕查看路况（输出）。

师：小组讨论思考，如果摄像头损坏，整个系统会出现什么问题？如果网络线路中断，会发生什么？

生：摄像头坏了，无法采集画面，指挥中心看不到路况；网络断了，采集的画面传不出去。

师：所以信息工程是紧密联系的整体。系统内任何一个部件故障，都会影响整体功能。这就是系统思维：看事物不能只看单独零件，要看各个部分如何配合。

师：对比前面学习的电报。电报只是信息传输工具，缺少大规模信息采集、自动处理、存储能力。信息工程是把很多通信设备、传感设备、计算机整合在一起，形成完整系统。

设计意图：使用城市交通案例，引导学生推演故障带来的连锁反应，培养系统思维，突破本课难点。活动三：探究实践，绘制信息系统示意图师：我们小组活动，选择“导航信息工程”作为案例。小组合作，拆分导航系统，找出信息采集、传输、处理、存储、输出环节，画出简易示意图。

学生分组绘图，教师巡视指导。完成之后小组上台展示，讲解示意图。

生：卫星采集位置信息（采集）；卫星信号传输到手机（传输）；手机芯片处理位置数据（处理）；地图数据存储在服务器（存储）；手机屏幕显示路线（输出）。

师：分析完整。导航系统是典型信息工程，融合卫星通信、计算机、网络技术，多个技术协同工作。信息工程融合了电学、计算机、通信等多领域技术，是工程技术发展的成果。

师：大家思考，信息工程给人类社会带来哪些改变？

生：天气预报提前预警灾害；交通系统疏导车流；远程视频方便沟通。

师：信息工程极大提升信息处理能力，大规模收集、传递、处理信息，支撑现代社会运转。同时我们也要注意，信息系统里存在大量数据，要重视信息安全，保护个人信息。

设计意图：动手绘制系统示意图，将抽象的系统结构可视化，落实探究实践素养，融入信息安全的责任教育。拓展提升，单元整体梳理师：本单元围绕信息传递展开，我们梳理整条发展脉络：最早依靠语言、各类信号即时传递信息；创造符号和文字，实现信息长期保存；利用电发明电报电话，实现远距离快速传递；现代依靠信息工程，构建大规模、多环节的综合信息系统。人类不断创新技术，克服信息传递在时间、距离、信息量上的限制。课堂小结师：今天学习信息工程。信息工程是一套完整系统，包含信息采集、传输、处理、存储、输出五个环节