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1单元 任务一《系统分解思路清》教学设计
课题 系统分解思路清 单元 第一单元 学科 信息技术 年级 六年级
核心素养目标 信息意识：能够感知自动驾驶系统的组成与功能，理解各子系统间的关联及整体工作逻辑。计算思维：能够梳理自动驾驶系统的工作链条，理解 “感知路况 — 决策判断 — 控制执行” 的逻辑。数字化学习与创新：能够借助案例、示意图等工具，分析系统的组成结构，构建系统分解与分析的思路。信息社会责任：能够了解系统思维在科技与生活中的重要性，树立整体协作与系统优化的意识。
教学重点 一、自动驾驶真神奇二、替代司机功能齐三、系统分解有依据四、其他系统也同理
教学难点 其他系统也同理
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 一、新知引入单元导入自动驾驶来探秘--系统及模块自动驾驶真神奇，小小系统显威力。整体相关是特性，模块划分功能清。便于协作用处大，解决问题不复杂。编程实践动脑筋，仔细分析要用心。自动驾驶备受关注，车辆自动驾驶依托各类系统实现。本单元将探究系统构成与特性，系统可逐级拆分为子系统和模块。模块化便于协作、维护与标准化，应用广泛。让我们一同探索系统相关知识。单元目标1.理解系统能根据功能划分为子系统，子系统又能进一步划分为模块，知道系统的整体性和相关性。2.理解模块化的思想，能分析模块在系统中的功能，掌握模块化在系统设计、运行和维护中的优势。3.通过图形化编程实践模块化设计，体会模块化设计在系统中的作用。播放视频 观看自动驾驶趣味视频，小组交流直观感受，说说好奇之处并简单分享想法。 用生动视频激发兴趣，初步感知自动驾驶系统，自然引出本课系统分解核心主题。
讲授新课 新知讲解：一、自动驾驶真神奇案例阅读没有传统的驾驶座，没有油门和刹车，甚至没有真正意义上的汽车前脸和后尾......试乘者在踏入车门的一瞬间，就到了自动驾驶的时代。播放视频二、替代司机功能齐学生A：自动驾驶系统替代了司机。学生B：司机开车时需要观察周围的环境，所以自动驾驶系统也需要具备这个功能。学生C：自动驾驶系统依靠感知子系统来完成这项功能。学生A：司机开车时需要思考不同情况下如何开车，所以自动驾驶系统也需要具备这个功能。学生C：自动驾驶系统依靠决策子系统来完成这项功能。学生B：司机开车时需要操控方向盘、油门和刹车等，这些操作也需要自动驾驶系统来完成。学生C：自动驾驶系统依靠控制子系统来完成这些功能。自动驾驶系统可划分为感知子系统、决策子系统和控制子系统，分别完成“观察路况”“思考决策”及“控制执行”的功能。其中，感知子系统的输入是外界的环境信息，输出将作为决策子系统的输入；决策子系统的输出是控制子系统的输入；根据决策子系统的指令，控制子系统操纵车辆的组件完成自动驾驶。三、系统分解有依据为便于设计、实施和维护，一个大的系统可以分解为几个小的系统，也就是子系统。分解的依据通常是系统的不同功能。例如，根据“观察路况”“思考决策”及“控制执行”这几个功能，自动驾驶系统可分解为感知、决策和控制三个子系统。系统的组成部分是构成系统的前提和基础，没有部分就没有整体。学生A：感知子系统不能独自让车辆实现自动驾驶，只有与决策子系统、控制子系统联合，才能构成自动驾驶系统。学生B：对，这三个子系统缺少任意一个，车辆都不能实现自动驾驶功能。组成部分构成了系统，但是系统呈现出的功能却不是每个组成部分单独具有的，这就是系统的整体性，它是系统最基本的属性。如果感知子系统不能很好地观察路况，会对决策子系统产生什么影响 如果决策子系统不能很好地制订行驶策略，对控制子系统又有什么影响 学生A：感知子系统不能很好地观察路况，会造成决策子系统掌握的信息不全甚至有误，就不能制订优化的行驶策略，严重时会发出错误的行驶指令。学生B：一旦行驶策略有误，控制子系统就会错误地操纵车辆的组件，可能会引发严重的交通事故。相关性是系统的另一个重要特性，它是指系统内各组成部分之间、组成部分与系统之间存在着相互依赖、相互制约的关系。某一组成部分的变化，会引起其他组成部分或系统整体的变化。四、其他系统也同理系统分解不仅存在于过程与控制系统中，也广泛存在于其他复杂的系统中。让我们跟随日常使用的“一卡通”去看看吧。当刷卡乘车时，我们接触了交通系统；刷卡吃饭时，接触了餐饮系统；插卡打电话时，接触了通信系统；在电梯中刷卡上楼时，接触了安保系统。实际上，交通系统、餐饮系统、通信系统及安保系统等都是城市这个大系统中的子系统。这些子系统相互关联，相互影响，例如:一旦通信系统瘫痪，交通系统、餐饮系统和安保系统都会受到影响。学生A：看来城市系统也具备整体性和相关性特点。请想一想生活中的系统可以分解为哪些子系统，各子系统之间的相关性又是如何体现的，填写表。完成表格五、勤学好思收获多对于一个实际的系统，应该依据哪些标准进行分解 练一练1.根据机器人各组成部分的不同功能，在括号里填入合适的选项，将机器人的工作流程补充完整。机器人由驱动子系统、控制子系统、感知子系统和机械子系统构成。( )发出指令，控制( )的行动；驱动子系统带动( )运动，使机械手到达空间某一位置，完成某一动作，实施某个作业任务，它的状态由( )反馈给控制子系统；控制子系统将实际状态与目标状态进行比较，发出下一个指令。以上操作循环进行，直到完成任务为止。A.驱动子系统 B.控制子系统 C.感知子系统 D.机械子系统2.下列说法中，不能体现系统相关性的是( )A.手机支架的某根构件出现问题会引起其他构件的受力发生变化B.电风扇的电机损坏后，不能再吹出风C.鼠标损坏后更换为其他品牌的鼠标，电脑仍然可以正常使用D.炒菜机器人的各部件需要精密配合，才能顺利制作出美味的菜品评价卡六、课堂练习一、选择题1、自动驾驶系统中，负责 “观察路况” 的子系统是（ ）A.感知子系统 B.决策子系统C.控制子系统 D.驱动子系统2、系统最基本的属性是（ ）A.整体性 B.相关性C.功能性 D. 复杂性3、下列不属于自动驾驶核心子系统的是（ ）A.感知子系统 B.决策子系统C.控制子系统 D.动力子系统4、自动驾驶系统中，负责 “控制执行” 的子系统是（ ）A.感知子系统 B.决策子系统 C.控制子系统 D.通信子系统二、判断题1、自动驾驶系统可以没有感知子系统正常工作。（ ）2、系统的整体功能是各子系统功能的简单相加。（ ）3、子系统间相互依赖、相互制约体现了相关性。（ ）4、城市一卡通的子系统之间没有关联影响。（ ）七、拓展延伸1、分解思维2、系统的趣味实例3、系统分解小技巧 阅读自动驾驶案例，观察无传统驾驶组件车辆，交流其神奇之处与初步疑问。梳理司机驾驶核心动作，对应匹配自动驾驶子系统，明确感知、决策、控制功能。学习系统分解知识，结合自动驾驶案例，分析功能依据，理解系统整体性与相关性。分析一卡通关联的城市子系统，填写表格，讨论子系统间的相互依赖与制约关系。梳理本课所学，总结实际系统的分解标准，小组内交流想法，清晰表达不同分解依据。独立完成习题，检验知识掌握情况观看视频，回答问题 通过真实案例感受自动驾驶特点，激发探究其内部系统组成与原理的好奇心。关联人工驾驶与系统功能，清晰理解三大核心子系统分工，建立系统功能认知。掌握系统分解核心标准，理解系统两大特性，培养初步的系统分析与逻辑思维能力。迁移知识到生活实例，深化系统特性认知，学会用系统思维观察分析日常复杂事物。巩固系统分解核心知识，强化功能优先思路，培养归纳总结与系统分析能力。完成课堂练习，让学生检测学习效果进一步增加学生知识宽度
课后作业 1、观察家中的一个常见系统，写出它的子系统，并简要说明子系统间的相关性。 布置作业 拓展学生的学习能力
课堂板书 观看板书 强调教学重点内容。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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