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信息科技 五下
第5课《控制系统的三个环节》教学设计
教学内容与学习对象分析：
一、教材内容分析
本课内容来自新课标六条逻辑主线中“算法”，处于第三学段“过程与控制”模块内容，本模块包括了三部分“系统与模块”、“反馈与优化”、“逻辑与运算”，本课内容侧重于“系统与模块”。本课在2023版《小学信息科技》教材中处于五年级下册第二单元，本单元重点聚焦“控制系统可以抽象为输入、计算、输出三个典型环节”，“自主可控技术对保障国家安全具有重要意义”等大概念。通过了解控制系统的三个典型环节，学生能够根据解决问题的需求，合理地运用“输入-计算-输出”的方法分析和解决问题，形成抽象、迭代与优化的思维模式。本课围绕核心大概念“控制系统可以抽象出输入-计算-输出三个典型环节”展开，旨在探索分析控制系统的运作过程，初步感知三个概念的界定与抽象。
二、学习对象分析
1.学习基础：三四年级的教材中已经渗透了“将一个问题分解成几个小问题来解决”的思想，五年级上册系统介绍了算法的知识，五年级下册第一单元阐述了系统的概念，第二单元第一课认识了控制系统。这些都为学生对于本课的学习做了铺垫。
2.学习能力：学生在日常生活中接触过各种各样的控制系统，但是对于系统背后的原理以及典型的环节是没有认知的，此外学生对于信息科技实验板的实践并不多。
3.态度习惯：小学五年级学生已逐渐有抽象思维的能力，能分析事物的一般规律；喜欢探究体验，对生活中的各类控制系统有探索的兴趣。
4.发展需求。对于生活中存在的各种控制系统，能理解控制系统的三个环节，对于事物的抽象能力具有较好的发展。
教学目标分析(含核心素养导向)：
1.通过动手实践“按键灯”体验控制系统，并对比多个案例抽象出“输入”与“输出”。
2.通过动手实践三种不同的控制灯，探究“计算”环节。
3.通过排查问题灯的实践活动学会从控制系统的三个环节分析解决问题。
教学重点：理解控制系统的三个典型环节。
教学难点：分析控制系统的三个典型环节。
教学过程：
一、复习旧知，引发思考
教师出示上节课展示的几个控制系统，提出问题：控制系统是怎么运行的？
二、生活体验，引出课题
实践操作或观看教师演示：生活中几种不同的灯光系统（开关灯、光控灯、触摸灯），感知灯光的不同控制方式。
【教师引导】教师出示几种灯的实物，演示通过不同方法让灯亮起来，初步体验控制系统的运行，并引出课题“有趣的灯”。
【设计意图】通过生活实际引出课题，引发学习兴趣，感知控制系统的运行。
三、体验实践，建构概念
1.观看教师演示将实验板连接至电脑，导入第一个程序，然后尝试让灯亮起来，填写学习单。
2.观看教师下发的3个视频，分析其是如何控制的，填写在学习单上。
【教师引导】
1.发布实践任务：教师发布任务，同时引导学生结合导学单做好活动准备和活动记录。
实践任务：让实验板上的灯亮起来。
2.汇总小结：可以用按键来控制灯的亮与灭。需要要给这个实验板一个指令，引出“输入”。
3.发布分析任务：分析生活中的其他控制系统（水龙头、电风扇、指纹门锁）是如何控制的。
4.教师通过抽象出控制系统的其中两个环节“输入”与“输出”。
【设计意图】通过“实践”和“分析”抽象控制系统的其中两个环节“输入”和“输出”
四、探究实践，建构原理
尝试打开不同程序让灯亮，在实践中体会不同程序灯光控制系统。
【教师引导】
1.发布实践任务：使用“信息科技实验板编程工具”打开并运行3个不同的程序，尝试用不同的方式让灯亮起来。
2.展示和小结：教师汇总三个实验，引导学生抽象出“计算”这个环节。
教师总结：大家让灯亮的方式不一样，但是输出的结果都一样？程序对控制系统的运行产生了干扰。这就是控制系统思考的过程。控制系统有了外界的输入之后，原来是按照设计好的规则来计算，进而输出再作用于外界。所以输入和输出之间还有一个重要的环节“计算”。这就是控制系统的三个环节。
【设计意图】通过“实践”和“归纳”抽象控制系统的的“计算”环节，同时归纳出控制系统是由三个典型的环节构成的。
五、应用实践，形成思维
排查问题：根据教师提问，排查实验板的问题出在哪里。
【教师引导】
1.发布问题：引导学生排查并分析故障。
2.教师进行小结，引导学生可以从控制系统的三个环节去分析和解决问题。
【设计意图】
通过“排查问题”让学生迁移应用所学的知识，从控制系统的三个环节去分析和排查问题，形成解决问题的思维。
六、拓展思考，课后小结
1.思考：如何设计太空植物灯光系统？
2.回顾本节课内容。
【教师引导】
1.出示太空菜园图片，给出拓展思考：如何为太空植物设计一个灯光系统？
2.小结本堂课的内容。
【设计意图】通过课堂小结，一方面回顾本节课的知识点，另一方面通过拓展思考发散学生的思维，让学生意识到控制系统的广泛应用以及自主可控的重要性。
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