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第四节《系统的计算环节》教学设计
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教材分析 本课是第一单元第四节内容，是在学生认识系统工作“输入—计算—输出”三个环节的基础上，深入聚焦“计算”环节。教材首先阐明“计算”比数学上的“计算”含义更广泛——它是指把“输入”按一定规则转换成另一种形式的过程。随后，以智能台灯“一键阅读定时”功能为例，详细分析了计算环节的三个主要作用：对输入数据进行分析和处理、对工作流程进行选择与决策、对控制对象进行操作与调节。本课旨在帮助学生深入理解计算环节在系统中的核心地位，理解“过程与控制”的含义。
学情分析 学生已经掌握了“输入—计算—输出”三个环节的基本框架，能识别简单系统的输入和输出，但对中间的“计算”环节往往理解较为模糊——容易将“计算”等同于数学运算。本课将通过智能台灯等案例，帮助学生建立对“计算”更广泛、更深入的理解。
教学目标 1.信息意识
1. 理解“计算”在系统中的广泛含义——不仅指数学运算，还包括分析、判断、决策、调节等。
2. 认识到计算环节是系统实现“智能”的关键。 2.计算思维
1. 理解计算环节的三个主要作用：分析处理、选择决策、操作调节。
2. 理解“过程”和“控制”在系统中的含义。
3. 能分析具体系统的计算环节包含哪些操作。 3.数字化学习与创新
能设计简单的智能台灯工作模式，并用流程图描述其过程与控制要点。 4.信息社会责任
培养对智能设备工作逻辑的理解和兴趣。
教学重难点 教学重点：理解计算环节的三个主要作用——分析处理、选择决策、操作调节。 教学难点：理解“过程”和“控制”的含义及其在系统中的作用。
教学准备 多媒体课件、智能台灯图片、教材P27-33相关图文、流程图绘制模板。
教学环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图
一、复习导入引出新课（5分钟） 5 1. 提问复习： “系统的工作过程有三个典型环节，分别是什么？输入和输出各有什么形式？”
2. 追问： “在智能体脂秤中，控制板接收传感器数据后计算体脂率——这属于哪个环节？”
3. 情境导入： “欢欢书桌上有一盏智能台灯，它有一个‘一键阅读定时’功能——按下按钮后，台灯会按照设定的流程自动调整亮度。欢欢发现，这个过程包含了很多步骤，而且不同步骤的亮度和时间都不一样。”
4. 提出核心问题： “计算环节到底在做什么？它为什么如此重要？”
5. 揭示课题： “今天我们就来深入探究——系统的计算环节。”
过渡： “首先，我们来看看‘计算’在系统中到底指什么。” 1. 回答问题：“输入、计算、输出”“输入有按键、传感器等，输出有发光、发热、转动等”。
2. 回答：“属于计算环节”。
3. 了解智能台灯的情境。
4. 明确本课学习主题。 复习导入，通过“计算体脂率属于哪个环节”的追问，聚焦计算环节，引出本课核心内容。
二、探究新知建构概念（25分钟）
活动一：认识“计算”——比数学更广泛 25 1. 出示教材P28“认识计算”图文。
2. 讲解： “系统中的‘计算’比我们数学课上的‘计算’含义更广泛。它是指把‘输入’按一定规则转换成另一种形式的过程。”
3. 逐一展示教材P28六个“计算”场景：
- 电风扇输入挡位→转换成电机转速
- 无人机计算飞行线路
- 计算器进行数学运算
- 摄像头识别并分析人脸信息
- 机械手臂规划动作和顺序
4. 关键提问： “以上场景中，哪些是数学运算？哪些是更广义的‘计算’？”
5. 引导学生发现：只有“计算器”是纯数学运算，其他都是更广泛的“计算”——包括分析、规划、识别、转换等。
过渡： “那在智能台灯中，计算环节到底具体做了哪些事情呢？” 1. 聆听教师讲解，理解“计算”的广泛含义。
2. 观察六个计算场景。
3. 回答问题：“计算器是数学运算”“摄像头识别是人脸分析，不是数学运算”。
4. 记录“计算=按规则转换”的核心定义。 通过多个案例对比，帮助学生突破“计算=数学运算”的思维定式，理解计算环节的丰富内涵。
活动二：计算环节的三个作用
1. 出示教材P29-31“计算环节的作用”图文。
2. 作用一：对输入的数据或信息进行分析和处理。
“智能台灯控制器会查询各个功能键是否被按下了，再根据按键状态控制后续工作——这就是在分析处理输入信息。”
3. 作用二：对工作流程进行选择与决策。
“智能台灯的每一项功能都有不同的顺序和步骤，控制器会根据功能进行选择——这就是在做出决策。”
4. 作用三：对控制对象进行操作与调节。
“智能台灯亮度从关灯到最亮被分成6挡，控制器可以根据需要对灯板的亮度进行精准控制——这就是在操作与调节。”
5. 讲解“过程与控制”：
“计算环节是实施过程与控制的关键环节。过程可以理解为工作的步骤和顺序，控制可以理解为对对象和环节的调节和操作。”
过渡： “了解了计算环节的三个作用，我们来分析一下智能台灯的‘一键阅读定时’功能具体是怎么工作的。” 1. 聆听教师讲解计算环节的三个作用。
2. 结合智能台灯案例，理解每个作用的具体含义。
3. 记录“过程=步骤和顺序，控制=调节和操作”。
4. 思考智能台灯工作过程中的步骤和顺序。 系统讲解计算环节的三个作用，以智能台灯为贯穿案例，使抽象概念具体化。特别强调“过程与控制”的含义，这是本单元的核心概念。
活动三：分析智能台灯的工作过程
1. 出示教材P29智能台灯“一键阅读定时”工作过程图。
2. 引导分析： “欢欢观察发现，智能台灯的工作过程分为多个步骤，而且是按一定的顺序进行的。有些步骤是调整亮度，但调整的亮度不一样；有些步骤是等待，但等待的时间不同。”
3. 布置任务： “请小组讨论，智能台灯‘一键阅读定时’过程中——
- 输入是什么？
- 计算环节做了哪些事？（分析、决策、调节各有哪些？）
- 输出是什么？”
4. 请小组代表分享讨论结果。
5. 小结： “计算环节把‘按下按键’这个简单的输入，转换成了‘一系列按顺序执行的步骤和调节’——这就是过程与控制的体现。”
过渡： “理解了计算环节的作用，接下来大家自己设计一个智能台灯的新模式。” 1. 观察智能台灯工作过程图。
2. 小组讨论，用“输入—计算—输出”框架分析台灯的工作过程。
3. 分享讨论结果。
4. 聆听小结，理解“计算环节把简单输入转换成复杂输出”的核心思想。 通过小组讨论和完整分析，让学生将计算环节三个作用的理论知识应用于具体案例分析，深化理解。
三、动手实践学以致用（6分钟） 6 1. 布置任务（教材P33）： “请设计一种智能台灯的新工作模式，写出它的功能、工作的过程与控制要点。如果有条件，可以编写程序验证。”
2. 提供设计框架：
- 功能名称：
- 触发方式（输入）：
- 工作步骤（过程）：
- 控制对象和方式：
- 结束条件（输出）：_____
3. 巡视指导，帮助有困难的学生。
4. 请2-3位学生分享自己的设计。
过渡： “大家的设计都很有创意！通过今天的学习，我们对‘计算’有了更深刻的理解。” 1. 独立思考，设计智能台灯的新模式。
2. 按照框架填写功能、过程和控制要点。
3. 分享自己的设计，听取同学的意见。 通过设计新功能，将所学知识应用于创造性任务，培养创新思维和系统设计能力。
四、课堂总结布置作业（4分钟） 4 1. 提问总结： “计算环节的三个主要作用分别是什么？‘过程’和‘控制’各指什么？”
2. 教师总结： “同学们，通过第一单元的学习，我们从认识‘系统’开始，到分析系统的工作过程，再到深入理解输入、输出和计算——我们已经掌握了分析任何系统的基本框架：‘输入—计算—输出’。计算环节是系统的‘大脑’，它负责分析处理、选择决策、操作调节，让系统能够按照预设的目标有序工作。下个单元，我们将用这个框架来深入分析智能家居系统。”
3. 布置作业：
- 基础性作业： 选择一个你熟悉的智能设备，分析它的输入、计算（含三个作用）、输出分别是什么。
- 实践性作业（选做）： 完善课堂上的智能台灯新功能设计，画出工作流程图，下节课与同学分享。 1. 回答问题：“分析处理、选择决策、操作调节”。“过程是步骤和顺序，控制是调节和操作”。
2. 聆听单元总结和后续预告。
3. 记录作业要求。 总结本课及本单元核心内容，为第二单元《智能家居细分析》做好铺垫。
板书设计 第四课：系统的计算环节 一、“计算”的广泛含义： 把“输入”按一定规则转换成另一种形式的过程 （不只是数学运算！） 二、计算环节的三个作用： 1. 分析处理——对输入数据进行分析 2. 选择决策——选择工作流程和步骤 3. 操作调节——对控制对象进行精准调节 三、过程与控制： 过程 = 工作的步骤和顺序 控制 = 对对象和环节的调节和操作 四、智能台灯案例： 输入（按键）→ 计算（分析+决策+调节）→ 输出（灯光变化）
课后反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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