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信息技术 第4课 了解系统与子系统
课题 了解系统与子系统 单元 第二单元 学科 信息技术 年级 六年级
教材分析 《了解系统与子系统》该课时教材编排了““了解系统与子系统”研究、对家庭照明系统进行分析、探索系统与模块、设计并制作简易无线抢答器”的系列学习活动，了解学习系统和子系统的目标，学习系统分解的方法。教材编排合理，教学环节注重实践与理论相结合，教材内容贴近学生生活实际，符合六年级学生认知特点。
教学目标 1、信息意识：在观察身边的系统时学习系统和子系统的相关知识。 2、计算思维：能够通过研究家庭照明系统时增强对系统的分解能力和进一步了解系统与子系统之间的关系。 3、数字化学习与创新：通过讨论与探究，分析在生活中的系统，能够更加清晰地认识到系统将大事化小的优势。 4、信息社会责任：学习有关系统的知识，了解系统分解的重要性，积极参与锻炼分析能力。
重点 一、 观察身边的系统二、分解家庭的照明系统
难点 1、分解家庭的照明系统
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 在现实世界中，存在着各种各样的物品和事物，它们通常由不同的部分组成，构成一个相互联系并能实现某些功能的整体，它们可以被看作一个系统。哇，原来我们的天宫空间站有一套再生水系统，可以实现站内水资源100%再生。学习目标通过观察身边的真实案例认识系统。了解一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。了解系统与子系统现实世界中，系统无处不在，小到一部手机，大到一座城市，都可以看成是一个系统。那么，究竟什么是系统？系统又是如何组成的？本活动让我们从身边各种系统的观察出发，初步了解什么是系统，然后通过对家庭照明系统（图2-1-1）的分解，深入认识系统与子系统。知识拓展 学生之间相互讨论什么是系统和子系统。 帮助学生了解课堂学习和了解什么是系统。
讲授新课 活动向导1.观察身边的系统2.分解家庭照明系统你将学到★什么是系统？★什么是子系统？★系统、子系统之间有什么样的关系？★如何分解系统？一 、观察身边的系统在日常生活和生产活动中，我们常常会接触到各种大小规模的系统。以人体生理系统为例，可以将其分解为多个子系统，如运动系统、神经系统、呼吸系统、消化系统等，如图 2-1-2 所示。这些子系统互相作用、互相依赖通过协同工作来保证人体的正常生理功能。而这些系统还可以进一步分解，如运动系统可以细分为骨骼系统、关节系统和肌肉系统等。通过对系统进行逐层分解，可以更好地理解系统的结构和功能。系统的分解使我们能够深入研究每个子系统的特性和相互关系，从而全面了解系统的运作原理和实现细节。除了人体这种自然系统之外，还存在着为实现特定目标而构建的各种人工系统，包括生产系统、交通系统、电力系统、计算机系统等，这些系统同样可以进一步分解成各种子系统。小贴士同一系统可以从不同角度划分子系统，但不可把从不同角度划分的子系统混为一谈。例如，计算机系统还可以划分为中央处理器子系统、存储子系统和输入/输出子系统。以计算机系统为例，可以将其分解为硬件子系统和软件子系统，如图2-1-3所示。硬件子系统包括中央处理器(中央处理器)、存储设备、输入设备、输出设备等，软件子系统则包括系统软件和应用软件。身体是自然系统的例子，计算机系统则代表了人工系统的一类，而逐层分解的方法既适用于自然系统，也适用于人工系统，可以帮助我们更好地理解系统的结构、功能和工作原理。小贴士中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，负责计算和控制，相当于人的大脑。系统软件用于控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件的开发和运行。我们日常使用的操作系统属于系统软件。科学园地系统（system）是由两个或更多相互关联、相互作用的组成部分（要素）构成的有机整体，具有一定的结构和功能。系统具有层次关系，即系统可以分解为多个小系统（子系统）而这些子系统又可以进一步分解成下一级的子系统，如图2-1-4所示。每个子系统在一定程度上都可以独立运行，但它们通过协同工作来实现整个系统的功能。同时，一个系统本身也可以作为其他系统的子系统，形成更高级别的系统。你知道吗？复兴号电力动车组是中国铁路总公司自主研发的中国高速铁路列车，如图 2-1-5 所示。它由多个子系统组成，包括牵引子系统、制动子系统、网络控制子系统、辅助供电子系统、高压子系统等。这些子系统相互关联、相互作用，协同工作以确保复兴号电力动车组的正常运行。每个子系统都具有特定的功能和任务，共同构成整个高速铁路列车系统的核心。做一做列举一些你知道的日常生活中的系统，并在全班进行交流。一、交通系统
公共交通系统：包括公交车、地铁、轻轨等。道路交通系统：由道路、交通标志、信号灯、车辆等组成。二、家居系统
供暖与制冷系统：包括暖气、空调等设备，为家庭提供适宜的温度环境。知识拓展系统是如何组成的呢？要素：硬件、软件、数据、人员、流程和规范。
二、结构：层次结构、模块结构。
三、功能：输入、处理、输出。
四、环境：外部环境、内部环境。二、分解家庭照明系统通常来说，家庭照明系统主要包含以下几个子系统：供电子系统：为整个照明系统提供电力。开关子系统：控制照明电路的通断。灯具子系统：提供照明的灯具。连接子系统：实现系统内部的连接。想一想你认为照明系统里还可以包含其他哪些子系统，功能是什么 智能控制子系统：根据不同的场景自动调节照明参数。感应子系统：根据周围环境的光照强度自动调节灯光亮度。应急照明子系统：在突发停电等紧急情况下能够自动启动。这些子系统协同工作，共同实现照明系统的功能。家庭照明系统中的各子系统还可以进一步分解。例如，灯具子系统可以分解为台灯子系统、吊灯子系统、吸顶灯子系统等，如图2-1-6所示。小贴士在解决问题的过程中，可以将大问题分解成小问题，通过逐一解决每个小问题，最终解决整个大问题。复杂的大系统可以分解为较小的子系统，而这些子系统又可以进一步逐层分解。每个子系统具有独立的功能，它们之间相互依赖和相互作用，共同实现上一级系统的整体功能。
做一做查阅资料，分析遥控玩具小车（图 2-1-7 ）的系统构成，列举其子系统（至少2个）说明每个子系统的功能是什么，并在全班交流。遥控玩具小车主要由动力子系统、遥控子系统、转向子系统和车身结构子系统等组成。动力子系统：控制动力的大小和方向。遥控子系统：实现远程控制的关键。转向子系统：负责控制小车的行驶方向。挑战时刻空调本身是一个系统，如果把具有空调的房间看作是一个更大的系统，那么空调就是房间的一个子系统，如图2-1-8所示。请分析空调系统和房间系统的输入、计算、输出三环节，并画出示意图空调系统三环节示意图房间系统三环节示意图知识拓展家庭照明系统中的连接子系统、供电子系统、开关子系统还可以分解为哪些系统？一、连接子系统可以分解为线路子系统和接口子系统。二、供电子系统可以分解为电源子系统和储能子系统。三、开关子系统可以分解为手动开关子系统和智能开关子系统。三、拓展延伸1、系统与子系统之间有哪些关系呢？1.层次关系：系统通常由多个子系统组成，子系统是系统的组成部分。每个子系统可以独立运行，但又依赖于整体系统的功能。2.功能关系：子系统通常承担系统中某一特定的功能或任务。它们的协同工作使得整体系统能够实现更复杂的功能。 3.交互关系：子系统之间以及子系统与系统之间存在信息和资源的交互。这种交互可以是数据传输、信号传递等，确保各个部分能够协调工作。 4.依赖关系：子系统之间可能存在依赖关系，一个子系统的输出可能是另一个子系统的输入。这种依赖关系需要在设计时加以考虑，以确保系统的稳定性和可靠性。5.可替换性：在某些情况下，子系统可以被替换或升级，而不影响整体系统的运行。这种特性使得系统具有一定的灵活性和可扩展性。 6.整体性：虽然子系统可以独立存在，但它们的组合形成了一个整体系统，整体的性能和功能往往大于各个子系统的简单相加。2、系统可以从哪些方面进行分解呢？一、明确系统目标和功能首先要清楚地了解系统的总体目标和具体功能。二、基于功能模块进行分解根据系统的功能，将其划分为不同的功能模块。每个功能模块负责实现特定的功能，并且相对独立。三、考虑层次结构系统通常具有层次结构，可以按照层次进行分解。高层次的系统由低层次的子系统组成。四、分析业务流程对于复杂的业务系统，可以通过分析业务流程来进行分解。将业务流程中的各个环节识别出来，每个环节可以作为一个子系统或功能模块。五、考虑数据流向分析系统中的数据流向，将数据的产生、存储、处理和传输等环节作为分解的依据。六、评估子系统的独立性和耦合性在分解系统时，要尽量使子系统具有较高的独立性，减少子系统之间的耦合度。独立性高的子系统更容易开发、测试和维护。可以通过定义清晰的接口和数据交换格式来降低子系统之间的耦合度。七、持续优化和调整系统分解是一个动态的过程，随着对系统的深入理解和需求的变化，可能需要不断地优化和调整子系统的划分。在系统的开发和运行过程中，要密切关注子系统的性能和协作情况，及时发现问题并进行调整。你知道空调包含哪些系统和子系统吗？一、制冷系统压缩机：将低温低压的制冷剂气体压缩成高温高压的气体。冷凝器：将高温高压的制冷剂气体冷却成高压液态制冷剂，释放热量。节流装置：如膨胀阀或毛细管，对高压液态制冷剂进行节流降压，使其变为低温低压的液态制冷剂。蒸发器：低温低压的液态制冷剂在蒸发器中吸收室内空气的热量，汽化成低温低压的制冷剂气体，从而降低室内温度。二、通风系统风机：包括室内风机和室外风机。风道：引导空气流动的通道，包括室内风道和室外风道。空气过滤器：过滤空气中的灰尘、杂质等，保持室内空气清洁。三、控制系统温度传感器：检测室内温度和室外温度，为控制系统提供温度数据。控制器：微处理器根据温度传感器等输入信号，控制部件的运行。操作面板：用户通过操作面板设置空调的运行模式、温度、风速等参数。四、电气系统电源模块：为空调提供电力。电机驱动器：驱动压缩机、风机等电机运行。保护装置：如过流保护、过热保护、漏电保护等，确保空调安全运行。四、课堂练习如何更好地分析周围系统和子系统之间的关系？一、明确系统边界：首先要确定所分析的系统的范围和边界。明确哪些部分属于该系统，哪些部分属于外部环境。二、绘制系统结构图：可以通过绘制系统结构图来直观地展示系统和子系统之间的关系。三、分析功能和作用：深入了解系统和子系统的功能和作用，以及它们在实现系统整体目标中的贡献。
四、考虑信息流和物质流：关注系统和子系统之间的信息流和物质流。五、评估影响和反馈：分析系统和子系统之间的相互影响和反馈机制。六、进行案例分析和模拟：通过实际案例分析和模拟实验，可以更深入地了解系统和子系统之间的关系。七、借鉴相关理论和方法：可以借鉴系统工程、管理学、生态学等领域的相关理论和方法，来分析系统和子系统之间的关系。 确定活动目标。了解观察身边的系统。学生互相讨论，分解家庭照明系统。进行知识拓展。学生思考课堂联系，联系本节课所学加以回答。 帮助学生积极融入课堂。学生通过观察周围的系统加深对系统和子系统的认识。学生通过边分析边讨论的形式进行家庭照明系统和其他系统的研究。 让学生的知识面得以加宽。让学生对本节课的知识更加融会贯通并运用于实际。
布置作业 回家挑选一至二个家具运用课堂所学对其进行系统分解。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 通过认识系统和子系统的概念，了解系统与子系统的关系，我们还通过研究家庭的照明系统进一步分析系统的分解。系统是无处不在，通过对遥控小车、房间和空调系统的分解示意，加深我们对分解系统的方法认识与实践。学习了如何采取行动降低碳排放保护环境、电子书制作过程、资料收集的方法。学习如何将大问题分解为小问题进行处理。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 一、 观察身边的系统二、分解家庭的照明系统 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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