资源简介

六年级信息科技学科教案
教学 内容 第八单元第2课 系统的干扰 上课时间 总第 课时
教学 目标 信息意识：认识到系统运行过程中会受到各种干扰因素的影响，理解内部因素和外部因素都可能破坏系统的稳定运行。培养敏锐观察、及时发现系统问题的意识。 计算思维：理解干扰的概念——影响系统正常运行的各种因素，掌握区分内部干扰和外部干扰的分析框架。能够分析具体系统中干扰的来源及其影响机制。 数字化学习与创新：能够通过案例分析和实验观察，识别系统运行中的干扰因素，并思考应对策略。在问题分析中培养系统思维和解决问题的能力。 信息社会责任：认识到干扰对系统安全性和可靠性的威胁，理解工程师采取各种措施减少干扰的重要意义。培养保障系统安全运行的責任意识。
教学重点、难点 教学重点： 1.理解干扰的概念——影响系统正常运行的各种因素。 2.掌握干扰的分类——内部因素和外部因素。 3.能够分析具体案例中的干扰来源。 教学难点： 1.区分内部干扰和外部干扰的判断标准。 2.理解同一干扰因素在不同系统中可能产生不同影响。 3.识别机器人运行中不易察觉的干扰因素。
教学 准备
教学流程
（一）导入新课：系统为什么会出问题？ 教师活动：同学们，上一节课我们学习了系统的稳态——系统稳定运行的状态。但是，系统在运行过程中并不总是那么“听话”，经常会受到各种因素的影响而出问题。今天我们就来学习第2课——系统的干扰。 学生活动：倾听导入，思考系统可能遇到的问题。 教师活动：在系统的运行过程中，系统的各组成部分会不断地调整其状态或行为，以适应外部环境的变化和影响。但当干扰太强时，系统就可能无法正常工作。 设计意图：承接上一课内容，引出本课主题——影响系统稳定的各种干扰因素。 （二）案例一：扩音器噪声 教师活动：大家有没有遇到过这种情况——扩音器通常能有效放大声音，但当附近有人使用手机通话时，扩音器可能会产生噪声。一旦手机远离，扩音器又会恢复到正常工作状态。这是为什么呢？ 学生活动：思考扩音器产生噪声的原因。 预设1：学生回答手机信号干扰了扩音器。 教师活动讲解：像这样手机信号引起扩音器噪声的现象就是干扰。系统本身不能脱离环境而独立存在，其运行会受到多种因素的综合影响。手机发出的电磁波被扩音器接收，形成了干扰。 教师活动板书：干扰——影响系统正常运行的各種因素。 设计意图：通过扩音器噪声这一常见现象，让学生直观理解干扰的概念。 （三）案例二：机器人巡线失败 教师活动：小智的机器人在室内场地运行时，能够稳定地沿着黑线行走。但是当他把场地放在阳光照射的室外时，却发现机器人无法准确地沿黑线行走了。思考并讨论：是什么原因影响了机器人对线路的判断？ 学生活动：观察受光照影响的机器人线路图，小组讨论。 预设2：学生回答阳光太强，影响了传感器；室内和室外光线不一样，传感器不适应。 教师活动总结：室外的阳光严重影响了传感器对线路的识别，导致机器人不能准确地沿黑线行走。这体现了外部因素，如温度、湿度、光照度等，对系统的正常运行产生了干扰。 教师活动板书：外部干扰——来自系统外部的因素，如光照、温度、电磁波等。 设计意图：通过机器人巡线失败的案例，让学生理解外部环境因素对传感器的影响。 （四）拓展讨论：更多外部干扰 教师活动：呈现两个场景：夏季门窗打开时开空调降温、飞机在雷雨中飞行。提问：下图中的系统在运行时会受到哪些外部因素的影响？ 学生活动：观察图片，小组讨论，分析外部干扰因素。 预设3：学生回答开空调时开窗，室外的热空气会进来，影响制冷效果；飞机在雷雨中飞行，雷电、大雨、大风都会影响飞行安全。 教师活动总结：夏季室外空气大量流入会导致室内温度难以下降，恶劣天气会影响飞机飞行安全。这些干扰来自系统外部，会影响系统的性能，可能导致运行效率下降或安全风险增加等。 教师活动：进一步讲解飞机飞行中的各种外部干扰： 天气变化——风向、风速、温度、湿度、降水、气压等都可能对飞行造成威胁。例如，雷暴可能导致飞机被雷击或误入积雨云引发颠簸。 地形复杂——复杂的地形，如高山、峡谷等，可能影响飞机起降和巡航。在山区飞行时，飞行员需要特别注意地形对飞行的影响。 鸟类活动——鸟类可能会误入飞机的飞行线路，与飞机发生碰撞，造成飞机损坏。 教师活动强调：除了这些外部因素，干扰还可能源自系统的内部因素。 设计意图：通过空调和飞机案例，拓展学生对外部干扰的认识，同时引出内部干扰的概念。 （五）案例三：机器人内部故障 教师活动：小智参加了一场机器人比赛，机器人需要按照场地规定的线路运行。但他发现，在机器人行走到右图中红圈标记的位置时出现了错误，而在其他线路上却能顺利完成任务。你觉得小智的机器人自身可能存在哪些问题？ 学生活动：观察机器人比赛场地图，思考故障原因。 预设4：学生回答可能是机器人的轮子有问题，或者传感器坏了。 教师活动讲解：机器人遇到小角度转弯时，由于右侧轮子磨损，转弯幅度不足，因此偏离预设线路。更换轮子后，机器人恢复了正常运行。 教师活动总结：除了机械部件磨损，机器人还会出现传感器失灵、电子元件损坏等情况，这些内部因素都会干扰系统的正常运行。 教师活动板书：内部干扰——来自系统内部的因素，如部件磨损、元件失灵、程序错误等。 设计意图：通过机器人内部故障案例，让学生理解内部干扰的概念。 （六）实践练习：识别干扰类型 教师活动：呈现两个场景：长时间使用而发热的手机、雪天骑车。提问：观察下列图片，这些系统在运行过程中会受到哪些因素的影响？这些影响属于外部因素还是内部因素？ 学生活动：观察图片，判断干扰类型。 预设5：学生回答手机发热是内部因素，因为长时间使用导致内部元件发热；雪天骑车是外部因素，因为雪天是外部环境。 教师活动：布置观察任务：请大家观察机器人运行时的情况，将出现的不稳定现象记录在下表中，并在相应的影响因素类别下打钩。 学生活动：观察机器人运行，记录不稳定现象，分析干扰类型。 教师活动：引导分享：大家观察到了哪些现象？它们属于哪类干扰？ 预设6：学生回答原地打转可能是传感器坏了（内部），一直偏左可能是轮子磨损（内部），也可能是地面不平（外部）。 教师活动总结：系统的干扰来源多样，既有内部因素，也有外部因素潜在的影响，这些因素可能对系统运行的性能和稳定产生不同程度的影响。因此，需要综合管理以确保系统正常运行。 设计意图：通过实践练习，培养学生识别干扰的能力，加深对内部干扰和外部干扰的理解。 （七）知识拓展：电子干扰 教师活动：呈现阅读材料：电子干扰是指在电子设备中，由于外部电磁场、无线信号、电压波动或其他电子设备的影响，原本正常工作的系统出现异常或失效的现象。当这些干扰发生时，设备可能会出现问题，信号可能会变得混乱，有时候甚至会丢失重要数据。 教师活动讲解：电子干扰影响很多设备，如手机、计算机、医疗器械和飞机等。为了减少电子干扰对设备的影响，科学家和工程师采取了很多措施。他们使用特殊材料并设计独特的线路，让设备在受到干扰时仍能正常工作。 教师活动提问：大家想一想，生活中还有哪些电子干扰的例子？ 预设7：学生回答打电话时收音机有杂音、微波炉工作时Wi-Fi变慢等。 教师活动总结：了解干扰，才能更好地对抗干扰。工程师们通过屏蔽、滤波、冗余设计等多种方法来减少干扰的影响，保障系统稳定运行。 设计意图：通过电子干扰的拓展阅读，让学生了解更专业的干扰知识，体会工程师为减少干扰所做的努力。 （八）课堂总结：梳理收获 教师活动：今天我们学习了什么？谁来总结一下？ 预设8：学生回答我们学习了系统的干扰——影响系统正常运行的因素；干扰分为内部因素和外部因素；分析了扩音器、机器人、空调、飞机等案例中的干扰；还学习了电子干扰。 教师活动总结： 第一，干扰的概念——影响系统正常运行的各種因素，可能来自内部，也可能来自外部。 第二，外部干扰——来自系统外部的因素，如光照、温度、电磁波、天气、地形等。 第三，内部干扰——来自系统内部的因素，如部件磨损、传感器失灵、元件老化、程序错误等。 第四，干扰的影响——降低系统性能，导致运行效率下降，甚至引发安全风险。 第五，对抗干扰——工程师通过各种技术手段减少干扰的影响，保障系统稳定运行。 教师活动：布置课后观察：观察身边的电子设备，看看它们会受到哪些干扰因素的影响？下一节课我们将学习“系统的优化”，了解如何通过优化让系统更好地对抗干扰、提升性能。 设计意图：帮助学生梳理本课所学知识，形成系统认知，并为下一节课的学习做好铺垫。

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