资源简介

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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 6.连续量与开关量
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
学习内容分析
本课内容主要包括“认识连续量”和“认识开关量”，响应课标中“通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量”的内容要求。 本课内容与第二学段“数据与编码”模块相关联，又与五下第三单元《控制系统中的计算》内容密不可分，本单元主要学习如何通过数据运算实现控制系统的复杂控制，在前一节课认识控制系统各种数据类型和作用的基础上，重点了解数据的形态划分，理解连续量和开关量的概念与作用，为后续学习连续量经由阈值判断生成开关量、开关量的逻辑运算做好铺垫。 本课的主要逻辑主线是“数据”，融入了“信息处理”、“算法”等逻辑主线。延续上节课智能温室大棚项目情境，基于学生更容易理解连续量的认知特点，先列举温度、湿度、土壤水分等数据介绍连续量，阐明连续量的概念和特征，并说明连续量既能表示输入，也能表示输出；再列举风机开和关的控制指令数据介绍开关量，阐述开关量的概念，并说明开关量也能表示设备的开关状态。
学习对象分析
经过前面的学习，学生已经理解自动控制系统的反馈过程，能对控制系统中的数据进行简单分类。在本学科和科学课程学习中，积累了观察、操作、记录等做实验的实践经验，具备自主探究开展实验的基础。在生活中接触和使用了大量的自动控制系统，有助于概念的理解和掌握。学生的抽象概括能力得到了一定的发展，但对概念的抽象仍要借助具体的实例、实物等媒介，抽象能力还有待加强。
教学目标
1.通过“温控风扇”实验，认识连续量和开关量的概念和作用。 2.通过自主探究“智能温室大棚”仿真系统，学会根据数据特征分辨连续量和开关量，提高分工合作的自主学习能力。
教学内容
教学重点： 理解连续量和开关量的概念与作用。
教学难点： 分析实验数据，归纳连续量与开关量的特征。
资源准备
1.教学环境： （1）硬件：计算机教室、已烧录程序的“温控风扇”实验模型（按小组数量准备）。 （2）软件：网页版“智能温室大棚”仿真系统。 2.教学素材：《连续量与开关量》学习单（纸质）。 3组织准备：以同桌为单位组建2人小组，1人为操作员，另1人为记录员，建议轮流担任汇报员。
设计思路
本课遵循“做中学”“用中学”的教学理念，聚焦学生对连续量和开关量概念的构建和运用，主要采用项目化教学、实验教学、自主合作探究等教学方法。 基于智能温室大棚项目情境，设计了探究“温控风扇”——走进“智能大棚”——运用迁移评价三个环节。在探究“温控风扇”实验中，学生经历观察数据、记录数据、分析数据等过程，通过比较温度数据（具有多个取值）和风扇状态数据（只有两种状态），提炼数据特征，实现概念的初步建构，突破本课的重难点；在仿真“智能温室大棚”中，通过自主合作探究区分连续量与开关量，完成概念的进一步建构；通过说一说、评一评等活动，实现概念的运用。整个教学过程嵌入自评、他评、师评等多样化评价方式，将教学评一致性落实到具体的教学实践。
教学过程
（一）回顾：温故项目，聚焦数据 观察“智能温室大棚”图片，结合表1，思考：下面四类数据分别有哪些具体数据？ 表1 “智能温室大棚”系统中的数据 设置数据环境的检测数据设备的指令数据设备的状态数据
【教师引导】 先请一位安静的学生回答，再请2-3位积极举手的学生补充。根据学生回答，归纳：智能温室大棚能够实现自动运行的重要依据是数据，这些数据从数据形态角度可分为连续量与开关量，引出本课课题并板书。
【设计意图】依托图片和表格唤醒学生记忆，复习已知的各种数据，旨在渗透数据在控制系统中的重要作用，为构建新概念做好铺垫。温故而知新，将前后知识进行意义关联，有效提高学习效率和信息意识。 （二）探索：观察模型，探索原理 最近，智能温室大棚里种了各种各样的蔬菜，有茄子、辣椒……，根据研究，这些植物生长的适宜温度范围是20℃—30℃。 小组讨论：大棚内的温度如何保持在这个温度范围？ 观察老师演示的温控风扇（图1）的运行过程，思考模型的核心控制过程。 图1 温控风扇实验模型 【教师引导】 1.观察学生讨论情况，请具有代表性的小组汇报。 2.演示温控风扇的运行：保持室内温度小于30℃，按A键开启小灯，将小灯靠近板载温度传感器，使温度上升至30℃以上，风扇自动开启。请一位举手的学生说说风扇的控制过程。 预设，如果学生描述不能抓住风扇控制过程的重要环节，提示系统控制过程的三个关键环节：输入（环境温度）、计算（算法设计）、输出（风扇状态）。 3.小结：改变环境温度数据可以改变风扇的开关状态数据，下面我们用做实验的方法探究它们之间的关系。 【设计意图】提供真实场景和现实实验模型，体现真实性学习，利用教师演示升温自动开启风扇的过程，引出本课核心问题，提供实验行动和计算思维的切入口。 （三）建构：实验探究，建构概念 活动一：探究“温控风扇” 1.带着“温度数据和风扇状态之间有什么关联”的问题：同桌合作开展实验。操作员将温控风扇实验模型和计算机进行连接，改变温度传感器周围的环境温度，记录员观察并记录实验数据到检测温度和风扇状态关系表如表2所示。 表2 检测温度和风扇状态关系表 序号输入计算 （设定温度=30℃）输出检测温度风扇状态观察1检测温度>设定温度□开启□关闭观察2□开启□关闭观察3□开启□关闭观察4□开启□关闭观察5□开启□关闭我发现： 1.检测温度数据具有（□1种□2种□多种）取值。 2.风扇具有（□1种□2种□多种）状态，即具有（□1种□2种□多种）取值。
2.观察表2第2、4列的具体数据，分析数据特征并尝试填写“我的发现”。 3.阅读“温控风扇”的程序（图2），找出程序中的“连续量”和“开关量”。观察风扇的开启和关闭控制（图3），说一说左边的控制指令与右边的控制过程的对应关系。 图2 “温控风扇”程序 图3 控制指令和风扇控制过程关系 4.小组内成员根据对方表现开展互评如表3所示。 表3 小组内互评表 小组内互评表评价内容操作员记录员1.能说出连续量的特点□能□不确定□不能□能□不确定□不能2.能说出开关量的特点□能□不确定□不能□能□不确定□不能3.能说出连续量和开关量的区别□能□不确定□不能□能□不确定□不能
【教师引导】 1.巡视所有小组实验开展情况，指导帮助有困难的小组，确保实验正确率。 2.指导学生分析填写“我的发现”，选择实验数据（表2第2、4列）不同的2个小组汇报，引导学生发现两类数据的不同特点，并得出结论：实验中的温度数据具有多种取值是连续量，风扇只有开启、关闭两种状态数据是开关量。 预设1，汇报中有学生发现小组之间记录的数据各不相同。因势利导分析原因：温度数据是连续量，具有多种取值，每组记录的数据具有随机性。师生共同研讨，并提示灯泡加热、风扇扇风等因素都会影响温度数据。 预设2，学生不能准确表述检测温度和风扇状态之间的关联。可渗透“检测温度>设置温度”逻辑判断计算环节。 小结：在控制系统运行过程中，数值大小在一定范围内连续变化的数据称为连续量；数据仅有两种状态，如设备的开/关、信号的通/断，这样的二值数据称为开关量，板书：连续量、多种取值、一定范围；开关量、两种取值、开启、关闭。 请一位举手的学生说说在程序中的连续量（wd变量表示的温度数据）与开关量（图2第6、8行中的控制指令1和0），再请另一位举手的学生说出图3左右的对应关系（左上红色框连右上红色框，左下红色框连右下红色框）。 观察学生填写表3的情况，了解本环节的学习效果。 【设计意图】通过“温控风扇”实验探究“温度数据”和“风扇状态数据”之间的关联，同时发现连续量和开关量的不同特征，实现从具体到抽象的转化。借助图2揭秘温控风扇实现原理，通过从代码指令到控制风扇状态的原理分析（图3），逐步养成透过现象看本质的科学精神。 活动二： 走进“智能大棚” 1. 打开“校园智能大棚”仿真系统，观察并尝试探究网页版“校园智能大棚”系统（图4）并思考： （1）系统中有哪些设备？ （2）每种设备涉及到哪些相关数据？ 图4 智能温室大棚控制系统图 2．继续探究仿真系统中的12种数据（如图4所示①……），用两种方式控制3种设备的开启和关闭，观察相关数据的变化，根据上一环节对连续量与开关量的认识，将图4中各种数据的序号填入右边相应框内。 3．根据学习单内容（图5）进行数据汇报，说说分类的理由。 图5 走进“智能大棚”（学习单） 【教师引导】 请一位举手学生说说 观察每个小组的学习合作情况，针对学生存在的困难，演示“智能温室大棚”仿真系统，简单介绍“校园智能大棚”设备的两种控制方式，重点说明3台设备：降温设备、湿帘设备、遮光设备（图4）和对应的12种数据（如图4所示①……）。 一是通过开启、关闭按钮的人工控制方式。 二是通过设置数据的“温度数据”和环境的检测数据中的“温度”对比，实现自动控制。 演示通过滑动滑竿改变环境监测温度，按空格键开启键盘输入设定温度数据。 3．挑选具有不同错误的2个小组，投屏展示学生学习单（如图5），阐述⑦⑧⑨是控制指令数据只有0、1两种数值，是开关量。 预设1，汇报中若出现①②③分类错误的情况，引导学生从“连续量具有多种取值、开关量具有两种取值”的数据特征，再次辨析。强调①②③描述设备开启、关闭两种状态，只有两种取值，是开关量。 预设2，汇报时若发现学生有涂改情况，比如将⑦⑧⑨从连续量一类改到开关量一类，要抓住契机请学生说一说为什么最终确定⑦⑧⑨是开关量。 预设3，若发现有小组未完成的情况，请学生说一说遇到了什么困难？适时引导学生从连续量和开关量的不同特征去分辨。 【设计意图】 通过仿真实验，分辨系统中的两种数据状态，完成概念的进一步建构，再次辨析连续量和开关量的不同特征，借助数字化工具（图4），提高分工合作的自主学习能力。 （五）运用：应用迁移，自我评价 1.说一说 寻找生活中的开关量和连续量，用结构化的句式描述： 我发现 控制系统中 （设备名）产生的 数据是连续量（开关量）。 2.评一评 根据“说一说”活动情况，结合自我评价表（表4） 表4 自我评价表 自我评价能在常见设备中至少找到1个连续量和1个开关量□能□不确定□不能学习态度和小组合作表现□好□一般□欠佳
【教师引导】 1.借助结构化回答，关注表达的完整性，先观察教室里的控制系统及其设备，渗透“连续量可以是输入也可以是输出，开关量可以是输入也可以是输出”，再延伸至校园、家庭、社区等更大范围。 2.巡视观察学生填写表4的情况，记录学生存在问题作为反思依据。 【设计意图】提供语言支架，降低表达难度。在具体情境中寻找连续量和开关量，实现运用概念，促进学生思维发展。通过评一评，了解学生学业水平及过程表现。 （六）小结：整理回顾，总结拓展 1.根据板书关键词，说一说：通过本节课学习，对控制系统中的数据怎样的新理解？ 2.听取发言同学的想法并评价。 【教师引导】 随机挑选1-2位学生汇报自己的想法。 在举手学生中挑选1-2位学生对发表想法的学生进行点评。 小结：连续量与开关量是数据的两种不同形态，它们之间既有联系又有区别。今天我们通过实验发现了连续量与开关量的不同特征和作用，下节课我们将学习它们之间的奇妙关系：由连续量生成开关量。 【设计意图】小结紧扣本课重难点，学生通过说—听—评，深化对连续量和开关量的理解，为学习下一课《开关量的生成》埋下伏笔。 板书设计 图6板书设计
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作业练习
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学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 6.连续量与开关量
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
作业练习
观察保温电热水壶的工作过程，记录水的温度数据，制作温度随时间变化的统计图。根据统计图说一说，水的温度是连续量还是开关量？为什么？ 参考答案： 表5 保温电热水壶的工作过程温度随时间变化数据表 保温电热水壶的工作过程温度随时间变化数据表时间/分钟初始1234567……水温温度/摄氏度20284255607085100
水的温度是连续量，因为从统计图中发现，它具有多种取值。
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 6.连续量与开关量
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
学习目标
1.通过“温控风扇”实验，认识连续量和开关量的概念和作用。 2.通过自主探究“智能温室大棚”仿真系统，学会根据数据特征分辨连续量和开关量，提高分工合作的自主学习能力。 重点：理解连续量和开关量的概念与作用。 难点：分析实验数据，归纳连续量与开关量的特征。
课前学习任务
1. 复习第5课《控制系统中的数据》中
2. 思考“智能温室大棚”智能运行的依据是哪些数据？
课上学习任务
【学习任务一】探究“温控风扇”
想办法改变温度传感器周围温度，观察检测温度和风扇状态（开启、关闭） 的关系并记录。 序号输入计算 设置温度=30℃输出检测温度风扇状态观察1 检测温度>设置温度□开启□关闭观察2□开启□关闭观察3□开启□关闭观察4□开启□关闭观察5□开启□关闭我发现： 1.检测温度数据具有（□1个□2个□多个）取值，在一定范围内（□连续□非连续）变化。 2.风扇具有（□1种□2种□多种）状态，即具有（□1个□2个□多个）取值，是（□连续□非连续）变化。自我评价1.能说出连续量的特点□能□不确定□不能2.能说出开关量的特点□能□不确定□不能3.能说出连续量和开关量的区别□能□不确定□不能
【学习任务二】走进“智能大棚” 智能温室大棚系统下载路径： 链接：https://pan./s/1VPotyEmeaD7iM6yosB1IUg pwd=wsdp 提取码：wsdp
分一分：“智能大棚”中的数据是连续量还是开关量，将序号填入右边框中。
【学习任务二】应用迁移评价 1.说一说，用下面的句式说说你在生活中遇到的控制系统中的数据。 我发现 控制系统中 （设备名）产生的 数据是连续量（开关量）。 举例：音响控制系统中控制开关产生的开和关的数据是开关量。 音响控制系统中扩音器产生的音量大小数据是连续量。
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