资源简介

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《第2课 精准楼层快速达》教学设计
教学内容分析
本课时是2025年广东教育出版社六年级信息科技教材第3单元“揭秘电梯智能控制”的第2课，承接上一课电梯结构与门控系统的学习，聚焦电梯调度系统的核心逻辑，是单元知识体系的延伸与深化。教材紧扣2022年新版课标要求，以小智和小慧在图书馆后的乘梯情境为线索，构建了“探寻上行原理—完善运行功能”的递进式学习结构。内容上，从电梯上行控制逻辑的流程图绘制，到开关量与连续量的概念辨析，再到两种调度算法的体验与对比，最后拓展至电梯群控系统的创新应用，既注重基础逻辑思维的培养，又关注技术应用与创新意识的渗透。教材通过“勤思考”“细探究”“拓视野”等栏目，引导学生从具象操作到抽象思维，从单一功能实现到系统优化分析，符合六年级学生的认知发展规律，为学生理解智能控制系统的决策机制提供了典型载体。
学情分析
六年级学生在第1课的学习中，已初步了解电梯的组成模块、门控系统原理，并掌握了Mind+软件与行空板的基本操作，具备了简单的编程逻辑和硬件实践能力，为本次电梯调度系统的探究奠定了知识与技能基础。在生活经验方面，学生频繁接触电梯的升降调度，对“按按键后电梯到达指定楼层”有直观认知，但对背后的算法逻辑和决策机制缺乏深入思考。思维特点上，学生的抽象逻辑思维和归纳总结能力已逐步发展，能够进行简单的流程梳理和方案对比，但在将实际问题转化为流程图、理解算法优劣的本质差异等方面仍存在挑战。此外，学生对角色扮演、实践探究类活动兴趣浓厚，具备一定的小组合作能力，这为课堂中的算法体验和讨论交流提供了良好的参与基础。
教学目标及核心素养指向
1.通过分析电梯上行的控制流程，能够识别调度系统中的关键信息，感知信息在智能决策中的核心作用；在了解电梯群控系统的创新应用时，能够敏锐捕捉图像识别、人工智能等技术与调度需求的结合点，提升对信息科技发展趋势的认知。（信息意识） 2.能够梳理电梯上行的工作步骤，绘制完整的算法流程图，初步形成“问题拆解—流程梳理—逻辑建模”的思维方式；通过分析两种调度算法的运行逻辑，对比其优缺点，培养逻辑推理和系统优化的思维能力；在修改下行程序的任务中，能够迁移上行逻辑，实现问题的转化与解决。（信息意识、计算思维） 3.能够运用流程图工具构建电梯调度逻辑模型，借助编程工具修改程序实现电梯下行功能，熟练掌握数字化工具的应用方法；在拓展环节中，能够结合新技术畅想电梯调度系统的创新方向，培养数字化环境下的创新思维和实践能力。（数字化学习与创新） 4.在体验电梯调度算法的过程中，理解技术优化对提升通行效率、节约能源的重要意义，树立绿色科技的意识；在讨论特殊乘客需求的调度方案时，培养关爱他人、关注社会需求的责任意识，认识到信息科技应服务于全体人群的价值导向。（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 梳理电梯上行的控制逻辑，绘制电梯上行算法流程图； 理解“先到先服务”和“最短路径”两种调度算法的核心逻辑，能说出其优缺点； 迁移上行程序逻辑，修改程序实现电梯下行功能。 教学难点： 准确梳理电梯上行的完整流程，绘制逻辑严谨、步骤清晰的算法流程图； 深入理解两种调度算法的本质差异，能结合具体情境分析其适用场景； 将电梯下行的实际需求转化为规范的程序逻辑或工作过程示意图。 重难点设计原因： 重点的确立基于教材核心内容和课标对计算思维、数字化实践的要求，流程图绘制是梳理逻辑的基础方法，算法对比是理解调度系统优化的关键，下行程序修改是知识迁移应用的体现，三者共同构成了“认知—分析—实践”的学习主线。难点的设计主要考虑到六年级学生的思维发展水平，流程图绘制需要学生将零散的操作步骤系统化、逻辑化，对其流程梳理能力要求较高；算法本质差异的理解需要学生突破表面现象，深入分析背后的决策逻辑和效率原理，具有一定的抽象性；而下行程序的修改则要求学生实现从“上行”到“下行”的逻辑迁移，需要兼顾条件判断、流程调整等多个维度，对学生的计算思维和问题转化能力提出了更高挑战，因此成为教学中的难点。
教学策略
情境延续法：延续上一课小智和小慧的人物情境，通过“小智按上行键电梯未立刻响应”的冲突点，自然引出电梯调度逻辑的探究，保持学习情境的连贯性和趣味性，激发学生的探究欲望。 任务驱动法：设计“绘制上行流程图”“辨析开关量与连续量”“体验两种调度算法”“修改下行程序”等层层递进的任务，以任务为载体，引导学生主动参与探究，在完成任务的过程中逐步突破重难点。 角色扮演法：在算法体验环节，通过“电梯控制器”“乘客”的角色扮演，让学生直观感受两种调度算法的运行过程，将抽象的算法逻辑转化为具象的实践体验，帮助学生理解算法差异。 对比探究法：组织学生对比“先到先服务”和“最短路径”两种算法的运行结果与效率，通过列表梳理、小组讨论等方式，引导学生自主归纳其优缺点，培养分析比较和归纳总结能力。 知识迁移法：在下行程序修改环节，引导学生回顾上行程序的逻辑框架，通过类比迁移的方式构建下行程序的思路，帮助学生形成知识的融会贯通。
教学过程
课堂导入
教师活动：情境描述：周末上午的图书馆中，小智和小慧沉浸于书海。中午时分，两人离开图书馆回到各自家中。然而，小智突然想起今天还没去楼顶喂鸽子，他急匆匆地冲出家门，按下电梯的"个"键，却发现电梯并没有立刻来接他。让我们和小智、小慧一起来当一回"调度小专家"，揭秘电梯调度系统的决策逻辑吧! 学生活动：倾听情境描述。 教师活动：明确本节课目标：1.能画出电梯上行算法流程图，用编程实现电梯的升降调度。2.通过体验两种电梯调度算法，能说出两种算法的优缺点。 学生活动：明确本节课学习主题，产生学习兴趣。 问题设计： 问题1：如何画出电梯上行算法流程图，用编程实现电梯的升降调度？ 问题2：两种算法的优缺点分别是什么？
设计意图： 通过旧知回顾建立知识衔接，利用情境冲突激发学生的探究欲望，让学生在熟悉的人物情境中快速代入学习状态，明确学习目标，为后续探究活动奠定基础。
活动1：探寻电梯上行原理
教师活动：呈现小智乘梯场景：小智住在智慧小区6单元3楼，每次回家只需在大厅按上行键呼叫电梯，电梯到达后进人轿厢，然后按楼层数字键，电梯门则会自动关闭并往指定楼层运行，到达后电梯门会自动打开。你知道这个过程的控制逻辑是什么吗 提出问题：1.小智分析当中的工作步骤大概可以表述为"按下前往3楼的按键电梯分析计算并移动到目标楼层3楼电梯门打开"，请试着绘制电梯上行算法流程图。2.想一想，小智按下按键的操作与电梯的开关门，分别是开关量还是连续量 为什么 学生活动：结合小智乘梯场景，梳理电梯上行的关键步骤，在教师指导下绘制电梯上行算法流程图。参与小组讨论，辨析开关量与连续量的差异，结合具体操作说明判断依据，发表自己的观点。 教师活动：布置任务：通过硬件搭建和软件编程，模拟电梯从1楼大厅到3楼的上行过程。 1.我们使用舵机代替电梯的电机，从0向180旋转代表上行，从180^O向0^O旋转代表下行。 2.连接行空板与计算机，并根据图中的提示编写程序。 3.测试程序，观察电梯从1楼大厅到3楼的上行过程。 提问：若"当前楼层"初始值为4，"目标楼层"设为2，应当如何修改程序，实现电梯下行呢 试着用自然语言或者工作过程示意图来表述其工作过程，并尝试修改程序。 学生活动：回顾上行程序逻辑，迁移思考电梯下行的实现思路，用自然语言或示意图进行表述，与小组同学交流讨论。展示自己的学习成果，倾听他人观点，进行补充和完善，明确电梯上行的完整逻辑和下行程序的修改方向。
设计意图: 通过场景分析和流程图绘制，培养学生的逻辑梳理和建模能力；开关量与连续量的辨析帮助学生建立基础的信号认知；下行程序思路的探究则注重知识的迁移应用，为后续编程实践奠定基础，同时落实计算思维的核心素养。
活动2：完善楼层运行功能
教师活动：呈现新情境：小智留意到，电梯作为重要的运输工具，它的性能状况会直接影响大楼内的通行效率与人们的使用体验。因此，设计高效的电梯调度系统尤为重要。 布置任务：请依据情景思考问题。周末上午9点，电梯停靠在智慧小区的1楼待命，这时:(1)住在5楼的小慧要下楼取快递，先按下了下行按键"↓"。(2)住在3楼的小智要去顶楼喂鸽子，几乎同时按下了上行按键"↑"。你认为电梯会先接谁呢 为什么 学生活动:思考情境中的调度问题，发表自己对电梯优先接乘的猜想。 教师活动：介绍两种调度方案：经过分析，小智发现电梯可能有以下两种方案:方案1是"先到先服务"，即谁先按按键先接谁，完成一次接送服务后，再完成下一次接送服务;方案2是"最短路径"，即当前楼层优先接最近目标楼层的乘客，如1楼一3楼一5楼一顶楼一1楼的顺序。那么，这两种方案哪一种更优呢 角色扮演活动：角色扮演:学生A扮演"电梯控制器"，根据选定方案决定移动顺序;学生B、C复原上方情境小慧稍早于小智按下按键。将你体验或观察两种不同方案的感受记录在下方。 完成优缺点对比表格:无论是"先到先服务"还是"最短路径"方案，都涉及电梯调度算法。通过体验，我们发现两种算法均存在优点与缺点。 介绍现实中的电梯群控系统及其不足:在现实生活中，涉及多部电梯的场所，往往还存在着"电梯群控系统"，负责同时协调多部电梯工作，满足大家的乘梯需求。但当前大多数的电梯群控系统存在不足:没考虑到乘客需求的差异。不管是普通乘客，还是带着大件行李、推着婴儿车等需要更多空间的特殊乘客，系统都用同样的方式分配电梯。如今，科技带来了改进方案:将图像识别技术融入电梯群控系统。通过智能识别，电梯群控系统就像长了"智能眼睛"，不仅能识别等待的人数，还能了解大家携带的物品。收集这些信息后，系统就能优化电梯调度方案。未来，随着人工智能技术进步，电梯调度系统会更智能，乘梯体验也会更便捷、舒适，为人们带来更多便利。 学生活动:参与角色扮演活动，模拟两种调度方案的运行过程，记录自己的体验和感受。参与小组讨论，结合角色扮演的体验和生活经验，分析两种算法的优缺点，完成对比表格的填写。倾听教师关于电梯群控系统的介绍，了解新技术的应用，结合自身思考，分享优化电梯调度的创新想法。
设计意图: 角色扮演活动让抽象的算法变得具象可感，帮助学生直观理解两种调度方案的差异；小组讨论促进学生的思维碰撞，培养分析比较和归纳总结能力；拓视野环节则让学生了解技术的实际应用和发展趋势，激发创新意识，同时渗透信息社会责任的核心素养。
课堂小结
教师活动 引导学生回顾本节课的学习内容，提问：通过今天的学习，你学会了什么？电梯上行的算法流程是怎样的？‘先到先服务’和‘最短路径’两种算法各有什么优缺点？ 对学生的回答进行总结梳理，强调本节课的核心知识点：电梯上行流程图的绘制、开关量与连续量的辨析、两种调度算法的优缺点、下行程序的修改思路，以及电梯调度系统的创新发展趋势。 布置课后任务：尝试用编程实现电梯下行功能，结合今天学到的算法知识，思考如何优化家庭所在小区的电梯调度，下节课分享你的想法。 学生活动：回顾本节课的学习内容，积极思考并回答教师的问题，梳理自己的学习收获。倾听教师的总结，明确核心知识点，记录课后任务，为后续学习和实践做好准备。
设计意图: 通过提问引导学生自主梳理学习内容，帮助学生构建完整的知识体系；课后任务的布置既巩固了课堂所学，又鼓励学生将知识应用于实际生活，培养自主探究和创新实践的能力。
教学反思
本节课延续了单元的生活化情境，通过“探寻上行原理”和“完善运行功能”两大活动，逐步推进教学目标的落实，大部分学生能够掌握电梯上行流程图的绘制、两种调度算法的优缺点对比等核心知识，计算思维和数字化学习能力得到了一定提升。角色扮演环节极大地调动了学生的参与积极性，让学生在实践体验中直观理解了抽象的算法逻辑，效果良好；拓视野环节则拓宽了学生的视野，激发了学生的创新思维，学生提出了许多富有创意的优化想法，体现了良好的信息意识和创新能力。 但教学过程中也存在一些不足：一是在绘制电梯上行流程图时，部分学生对流程的完整性和逻辑性把握不够，遗漏了“电梯确认平层”“信号接收验证”等关键步骤，需要教师在巡视过程中进行更细致的指导；二是在辨析开关量与连续量时，部分学生对概念的理解仍不够透彻，难以结合具体场景准确判断，后续需要通过更多实例进行巩固；三是角色扮演环节的时间分配不够合理，部分小组的模拟过程过于仓促，导致学生对算法优缺点的体验不够深刻，后续需要优化活动时间安排，确保每个小组都能充分体验两种方案的运行过程。 在今后的教学中，将进一步优化教学环节的时间分配，加强对学生逻辑梳理和概念理解的针对性指导，增加实例分析和实践操作的机会；同时，更加注重学生的个体差异，为基础薄弱的学生提供更多的支持和帮助，确保全体学生都能在学习中有所收获，更好地落实核心素养的培养目标。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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