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《第6课 电梯系统再设计》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6课，是整个单元的综合实践与创新应用课，也是对前5课知识技能的整合与升华。教材紧扣2022年新版课标要求，延续单元一贯的生活化情境与项目式学习思路，以“设计并制作功能完善的智能电梯系统”为核心任务，构建了“畅想—设计—开发”的完整项目流程。内容上，不再聚焦单一子系统，而是要求学生综合运用电梯结构、控制逻辑、调度算法、安全机制、智能识别等所学知识，经历“功能需求分析—项目规划—系统设计—硬件搭建—编程实现—测试优化—成果展示”的完整项目开发过程。教材通过“勤思考”“巧设计”“细探究”“乐交流”等栏目，强调团队协作、工程实践与创新思维，既注重技术能力的综合运用，又渗透安全意识与人文关怀，符合六年级学生从“碎片化知识学习”到“系统化项目实践”的认知进阶需求，旨在全面提升学生的工程实践能力、创新意识与综合素养。
学情分析
六年级学生经过前5课的系统学习，已全面掌握电梯各子系统的核心知识，熟练运用行空板、传感器、Mind+软件等工具进行硬件搭建与编程实践，具备了“信号输入—逻辑判断—执行输出”的完整编程思维和基础的系统分析能力，为开展综合项目实践奠定了坚实的知识与技能基础。在思维特点上，学生的抽象逻辑思维、创新思维和团队协作能力已逐步成熟，能够参与复杂项目的规划与设计，对“自主设计、动手创造”类项目兴趣浓厚，探究欲强。但在综合运用多领域知识解决复杂问题、进行规范的项目规划与流程管理、平衡技术实现与人文需求等方面仍存在挑战。此外，学生个体差异较为明显，部分学生擅长编程，部分学生擅长创意设计或动手搭建，这为小组分工协作提供了基础，也需要教师在教学中进行针对性的分层指导。
教学目标及核心素养指向
1.通过梳理单元所学知识，能够识别智能电梯系统的核心功能模块与关键信息流转逻辑，感知各子系统协同工作的信息基础；在项目开发过程中，能够主动筛选、整合硬件选型、编程逻辑、测试优化等关键信息，提升信息筛选与应用能力；在功能设计中，能够敏锐捕捉用户需求信息，将其转化为系统功能点。（信息意识） 2.能够将复杂的智能电梯系统开发任务拆解为功能需求分析、项目规划、硬件搭建、编程实现等子任务，培养问题拆解能力；在设计系统算法流程图时，能够梳理各功能模块的逻辑关联，构建完整的系统逻辑框架，提升系统建模能力；在编程实现与测试优化中，能够运用逻辑判断、循环、变量等编程思想解决多模块协同工作的问题，培养逻辑调试与系统优化能力。（信息意识、计算思维） 3.能够综合运用行空板、传感器、编程软件等数字化工具，完成智能电梯系统的硬件搭建、程序编写与调试，提升数字化工具的综合应用能力；在功能设计中，能够结合生活需求进行创新思考，提出具有可行性的微创新或突破性创新方案；在项目开发中，能够运用搜索引擎、生成式人工智能工具获取有效信息，解决实践中遇到的问题，培养数字化创新思维与实践能力。（数字化学习与创新） 4.在系统设计与开发中，始终坚守“安全第一”的原则，将防夹、超载保护等安全功能作为核心设计要素，树立安全使用技术、保障公共安全的意识；在人性化设计环节，关注特殊人群的乘梯需求，培养人文关怀精神与包容的科技设计理念；在小组协作中，遵守团队规则，主动承担分工任务，培养负责任的团队协作态度。（信息社会责任）
教学重难点
教学重点： 综合运用单元所学知识，梳理智能电梯系统的功能需求，完成项目规划； 设计智能电梯系统的整体逻辑框架，绘制规范的算法流程图； 团队协作完成系统的硬件搭建、编程实现、测试优化与成果展示。 教学难点： 实现各子系统的有效协同，解决多模块集成过程中的逻辑冲突与技术兼容问题； 在项目开发中平衡技术可行性、功能完整性、安全可靠性与人文关怀，设计出既实用又具创新性的系统； 规范开展项目流程管理，提升工程实践的规范性与效率。 重难点设计原因： 重点的确立基于教材核心任务和课标对综合实践与创新素养的要求，项目规划是系统开发的基础，逻辑框架设计是核心，团队协作完成开发与展示是最终目标，三者共同构成了“规划—设计—实践”的项目主线。难点的设计主要考虑到本节课的综合实践性，各子系统的协同集成需要学生具备较强的系统思维和逻辑梳理能力，避免出现功能冲突或逻辑漏洞；技术、功能、安全与人文关怀的平衡需要学生突破单一技术视角，兼顾多重需求，对其创新思维与价值判断能力提出挑战；而规范的项目流程管理则要求学生具备一定的组织协调能力，这对于六年级学生而言，是工程实践素养的重要培养点，也是教学中的核心难点。
教学策略
项目驱动法：以“设计并制作功能完善的智能电梯系统”为核心项目任务，贯穿课堂始终，通过任务分解、分步推进，引导学生经历完整的项目开发流程，培养工程实践能力。 团队协作法：采用小组合作学习模式，明确小组分工，鼓励学生发挥自身优势，通过分工协作完成复杂项目，培养团队协作与沟通能力。 分层指导法：针对学生个体差异，对不同层次的小组进行针对性指导，基础薄弱的小组侧重知识整合与技术实现指导，能力较强的小组侧重创新设计与系统优化引导，确保全体学生都能在项目中有所收获。 过程性评价法：关注项目开发的全过程，通过观察小组讨论、项目计划书填写、流程图绘制、编程调试、问题解决等环节，及时给予反馈与指导，同时结合成果展示进行综合评价，全面关注学生的能力提升与素养发展。 创新激励法：鼓励学生从安全、便捷、人性化等角度提出创新想法，允许学生进行“微创新”或突破性创新，对具有创新性的设计与实现给予肯定和鼓励，激发学生的创新热情。
教学过程
课堂导入
教师活动：情境描述：我们已经深入学习了电梯运行的多个方面，包括电梯的基本结构、控制逻辑、调度算法、安全机制以及智能识别技术等。今天，我们将进入一个全新的阶段——设计并制作一个功能更加完善的智能电梯系统! 学生活动：倾听情境描述。 教师活动：明确本节课目标：1.能综合运用所学知识，设计并实现一个功能完善的智能电梯系统。2.能通过从功能需求分析到系统测试的完整项目开发过程，培养工程实践能力和团队协作能力。3.能在设计过程中树立安全意识和培育人文关怀精神，增强对科技创新的兴趣和热情。 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：如何综合运用所学知识，设计并实现一个功能完善的智能电梯系统？ 问题2：怎么在设计过程中树立安全意识和培育人文关怀精神？
设计意图： 通过回顾旧知帮助学生构建知识体系，为综合运用奠定基础；核心任务的呈现与优秀案例的展示，能够快速激发学生的探究兴趣与创作欲望，明确项目流程，为后续项目开展做好铺垫。
活动1：畅想智能电梯系统
教师活动：讲解：在前面的课程中，我们学习了电梯的诸多功能和原理，如电梯的按键控制系统、楼层调度算法、人脸识别权限验证、防夹系统以及超载保护等。那么，这些功能是如何协同工作，为我们提供便捷和安全的乘梯体验的呢 布置任务：在我们所学的内容中，哪些功能是你比较感兴趣的 你是否还有更好的想法 可以从表中的几个角度想一想，写一写。 提示:创新想法可以从"微创新"的角度出发，即从基本要素的增减(如所用硬件、代码参数、程序算法)或局部结构的改造(如模块组合、外观造型)等方面对其进行优化设计。 学生活动：参与小组讨论，结合单元知识和生活体验，从安全、便捷、人性化等角度构思智能电梯系统功能，填写功能畅想表格。
设计意图: 通过小组讨论与畅想，激发学生的创新思维，帮助学生明确系统功能需求，将生活需求转化为技术功能点，为后续项目设计奠定基础，同时渗透人文关怀与创新意识的培养。
活动2：设计智能电梯系统
教师活动：讲解：我们在明确智能电梯系统的功能后，可以借助项目计划书与算法流程图，有条理、规范地梳理工作需求。 指导学生填写项目计划书：根据功能清单，小组讨论并填写下方的项目计划书 组织学生小组合作绘制系统算法流程图：根据功能清单和项目计划书，绘制智能电梯系统算法流程图。 邀请部分小组展示项目计划书与流程图，进行点评，指出优点与可优化之处，帮助学生完善设计方案。 学生活动：小组合作填写项目计划书，根据功能需求确定硬件清单，合理进行小组分工，明确各自职责。展示小组设计成果，倾听教师点评与其他小组建议，进一步完善项目计划书与流程图。
设计意图: 项目规划与流程图绘制是工程实践的重要环节，通过该活动培养学生的规划能力、系统思维与逻辑建模能力，确保项目开发有章可循，同时为后续硬件搭建与编程实现提供清晰的指导。
活动3：开发智能电梯系统
教师活动：讲解：明确了功能需求和开展计划后，请同学们连接硬件并编写程序，实现预设功能。 引导学生进行编程实现：1.依据所选硬件，进行硬件的搭建，连接行空板与计算机。 2.根据智能电梯系统算法流程图，编写程序。 3.测试、改进作品，描述测试过程中遇到的主要问题和解决方案。可以使用搜索引擎或生成式人工智能工具获取有效信息，并记录在表中。 学生活动：小组分工进行硬件搭建，确保接线正确、安全，搭建完成后进行初步检查。结合算法流程图编写程序，实现预设功能，遇到问题时通过小组讨论、查阅资料、借助工具等方式解决，记录问题与解决方案。进行系统测试与优化，反复调试程序与硬件，提升系统的稳定性与功能完整性。 教师活动：鼓励学生进行模型美化：请使用木板、雪糕棒等材料，尝试拼装电梯模型。 布置任务：请每个小组展示自己设计的智能电梯系统，介绍系统的功能、硬件搭建、程序编写以及测试过程。在展示过程中，可以使用实物演示、视频展示或演示文稿等多种方式，让同学们更加直观地了解你们的成果，并将可优化之处记录在下方横线处。__________ 组织小组成果展示准备：请各小组梳理开发过程、系统功能、创新点及测试优化情况，准备3-5分钟的成果展示。 学生活动：利用简易材料拼装电梯模型，美化展示效果。梳理小组开发过程与成果，准备成果展示内容，明确展示分工。
设计意图： 硬件搭建、编程实现、测试优化是项目开发的核心环节，通过亲自动手操作，学生能够综合运用所学知识与技能，提升动手实践能力与问题解决能力；成果展示准备则培养学生的总结梳理与表达能力，为后续展示交流做好准备。
课堂小结
教师活动 组织小组成果展示：邀请各小组依次展示智能电梯系统，介绍项目名称、功能特点、硬件搭建、编程逻辑、测试优化过程及创新点，进行实物演示或视频展示。 引导学生互评与自评：观看其他小组的成果，你认为他们的系统有哪些优点？有哪些可优化之处？结合自己小组的开发过程，谈谈收获与不足。 进行总结梳理：肯定各小组的努力与成果，强调项目开发的完整流程、各子系统协同工作的重要性、安全意识与人文关怀的渗透，以及团队协作的核心价值。 学生活动：各小组依次进行成果展示，演示系统功能，分享开发过程与创新点，倾听其他小组的评价与建议。参与互评与自评，客观评价他人成果，反思自身项目开发中的优点与不足。倾听教师总结，梳理学习收获，明确项目开发的核心要点与综合素养的提升方向。
设计意图: 成果展示为学生提供了交流与展示的平台，培养学生的表达能力与自信心；互评与自评促进学生的反思与提升，形成良好的学习氛围；教师总结则帮助学生梳理项目开发的核心逻辑与素养收获，课后任务则延续项目学习，进一步提升学生的实践能力与总结能力。
教学反思
本节课作为单元综合实践课，通过“畅想—设计—开发—展示”的完整项目流程，有效调动了学生的参与积极性，大部分学生能够综合运用所学知识，团队协作完成智能电梯系统的设计与开发，在成果展示中展现了良好的创新思维、实践能力与表达能力。项目驱动法与小组协作法的运用，不仅提升了学生的工程实践能力，还培养了团队协作、问题解决等综合素养；安全意识与人文关怀的渗透，让学生在技术实践中树立了正确的科技价值观，有效落实了核心素养的培养目标。 但教学过程中也存在一些不足：一是部分小组在项目规划阶段不够细致，导致硬件搭建或编程实现时出现返工，影响了项目进度，后续需要加强对项目规划环节的指导，强调规划的严谨性与可行性；二是个别小组在多模块协同编程时遇到逻辑冲突，难以快速解决，反映出学生综合运用知识解决复杂问题的能力仍需提升，后续可以提供更多的协同编程示例与指导；三是成果展示时间有限，部分小组未能充分展示开发过程中的细节与创新点，后续可以优化展示流程，增加小组间的互动交流时间。 在今后的教学中，将进一步优化项目流程的时间分配，加强对项目规划与协同编程环节的指导，完善成果展示与评价机制；同时，更加关注学生的个体差异，提供更具针对性的分层指导，确保全体学生都能在综合项目实践中提升能力、发展素养，真正实现“做中学、学中创”的教学目标。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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