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处处皆系统——用系统的观点看世界教学设计
课题 处处皆系统——用系统的观点看世界 单元 描述系统 学科 信息科技 年级 六年级
教材分析 本课选自六年级信息科技“描述系统”单元，承接前面对系统、输入 计算 输出模式的学习。教材以生活实例帮助学生建立系统观点，通过翻页功能的设计与编程实践，落实系统分析方法。从硬件模块划分、算法设计到程序实现，再迁移分析人体、手机、智能家居等真实系统，由技术实践拓展到认识现实世界。教材注重理论联系实际，引导学生用输入 计算 输出模型拆解事物，理解系统、子系统与要素的关系，提升学生运用系统视角观察分析事物的能力。
学习目标 1.信息意识：能够识别生活中各类系统，区分系统、子系统与系统要素，会用输入 计算 输出模式观察分析身边事物，感知系统普遍存在于现实世界。2.计算思维：能够拆分翻页功能的输入、计算、输出模块，梳理翻页控制算法，借助列表与变量完成逻辑设计，学会用系统方法拆解解决实际问题。3.数字化学习与创新：借助主控板、OLED屏开展模拟翻页编程实践，能反思装置优缺点并提出优化思路，尝试分析智能家居子系统构成与协作方式。4.信息社会责任：理解系统思想对认识社会生活的价值，体会智能系统给生活带来的便利，树立从整体视角看待数字化设备与社会系统的意识。
重点 理解系统的观点，分清系统、子系统、要素三者关系；掌握输入 计算 输出模型，能够对翻页功能进行模块划分，梳理翻页算法逻辑；学会运用系统观点分析生活中的真实系统，认识智能家居的子系统组成。
难点 灵活运用系统观点分析现实复杂事物，准确辨析系统、子系统与要素；理解翻页功能中变量边界控制逻辑，迁移系统分析方法解读智能家居各子系统之间的联系。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 本课中你将学习：◎什么是系统的观点◎如何用系统的观点看世界通过前两节课的学习，我们了解到在日常生活中存在许多系统，并且知道了大的系统可以由小的系统组成。这些大大小小的系统都具有“输入一计算一输出”的计算模式。那我们是否可以说“世界是由系统组成的呢”？ 回顾旧知，思考教师提出的问题，交流自己的想法。 复习旧的系统与输入 计算 输出知识，抛出核心问题，激发探究兴趣，引出本节课主题。
讲授新课 环节1：什么是系统的观点我们可以尝试将现实生活中看到的事物进行如下分析：①该事物是不是一个系统？②该事物是不是一个系统的要素？③该事物是不是一个系统的子系统？例如，一棵树有自己获取养分、不断成长的能力，它是一个系统；同时这棵树又存在于一个自然环境中，它也是这个自然系统的要素（如右图所示）。这就是用系统的观点思考问题。环节2：设计翻页功能知道了什么是“系统的观点”，你能用“系统的观点”解决实际问题吗？生活中经常会用OLED屏显示信息。在使用的过程中，同学们是否有过这样的苦恼：要显示的文字太多，显示屏放不下。生活中，我们经常使用按键切换屏幕显示的内容，例如使用电话手表查看下一页的信息。这样的翻页过程是如何实现的呢？要想实现“上下翻页”功能，需要有“上”“下”两种输入，系统在接收到两种不同的输入时，计算部分计算出要显示的上一屏内容或者下一屏内容，然后通过输出部分，将内容显示到屏幕上。设计翻页功能的关键是通过输入数据，计算出要显示的内容。根据我们的想法和需求，按照输入、计算、输出三个功能模块，将翻页功能所需的要素划分出来，如表2-7所示。输入部分计算部分输出部分其他部分按下按键A（或其他开关装置）主控板和程序将按键A的信号看作向上翻页，计算上一页显示的内容显示屏电池、连接线按下按键B（或其他开关装置）主控板和程序将按键B的信号看作向下翻页，计算下一页显示的内容控制过程与状态变化：当翻页功能正常运行时，默认显示第一首古诗；当按下按键B时，计算部分根据输入的信号，判断是“下一页”，计算出下一页要显示的内容，将内容输出在显示屏上。按下按键A后的控制过程基本相同，不同之处是计算、输出上一页的内容。环节3：利用编程实现翻页功能根据设计思路，模拟翻页功能，实现前后浏览3首古诗。使用主控板通过编程实现3首古诗的翻页查看，主要用到按键和OLED屏幕，如下图和表2-8所示。部分设备功能输入按键A、按键B输入向上翻页指令、输入向下翻页指令计算主控板计算处理收集的数据输出OLED屏显示上一页或下一页内容其他电源、连接线提供电能、连接设备算法描述整理思路，设计翻页功能的控制算法。1.创建1个连续存储的变量，存储3首古诗2.创建1个计数变量，初始值为03.一直循环下列操作：4.在屏幕上显示连续存储的变量在计数变量位置的内容5.判断：如果按下按键A，执行下列命令：6.计数变量减少17.判断：如果计数变量<0，执行下列命令：8.设定计数变量值为09.判断：如果按下按键B，执行下列命令：10.计数变量增加111.判断：如果计数变量>2，执行下列命令：12.设置计数变量值为213.结束循环程序实现1.定义并初始化列表在图形化编程软件中定义一个列表，用区域中的文本指令将3首古诗分别存放在列表的第0、1、2项中，如下图所示。列表的项可以根据需求增加或减少，点击初始化列表左上角的齿轮，将“item”拖动至列表中即可增加项，将列表中的“item”拖回空白处又可删除列表项，如右图所示。2.创建变量为实现按下翻页按钮，即可显示上一页或下一页内容，需要用变量设置列表项。如下图所示，在“变量”区域中新建变量n，因为列表项是从0开始编号的，所以设置变量n的初始值为0。显示列表第n项内容的程序如下图所示。3.控制变量的增加或减少使用按键A和按键B控制变量n值的增加或减少。因为列表的项只有0、1、2，所以当变量n减少到0时，就不再继续减少。同理，当变量n增加到2时，就不再继续增加，否则超出列表项的范围，程序就会报错。上下翻页查看3首古诗的程序示例如图所示。反思与改进为优化设计，可以从输入、计算、输出三个环节，系统、全面地考虑当前的翻页装置的优点和不足，如表2-9所示。环节优点不足输入操作简单需要操作两个按键，可以考虑使用旋钮或者声控计算逻辑严谨如果古诗内容过长，会有显示不全的问题输出准确文字小拓展：文字显示规划方法一、掌控板板载 OLED 屏幕参数：1.3英寸OLED显示屏，支持16*16字符显示，分辨率128x64，纵向最多显示 4 行文字，y 坐标取值：0、16、32、48；屏幕不会自动换行，超出屏幕文字会被截断。二、长文本规划：列表分页当文字（古诗、文章）内容超过单屏容量，采用列表存储全部内容 + 计数变量分页。规划步骤1.存储内容：把每一页完整文本存入列表，列表每一项对应屏幕一整页显示内容。2.建立页码变量：新建变量`n`作为页码下标，初始值设为`0`，代表显示列表第 0 项（第一页）。3.边界约束（关键，防止程序报错）向上翻页（按键 A）：`n = n 1`；最小不能小于 0，小于 0 强制赋值 0。向下翻页（按键 B）：`n = n+1`；最大不能超过列表最后一项下标，超过强制等于最大下标。若变量 n 超出列表下标范围，程序直接报错死机。4.刷新显示逻辑循环内：①清屏 → ②读取列表第`n`项 → ③输出到 OLED 屏幕 → ④检测按键，修改变量 n。环节4：用系统的观点看世界大千世界具有丰富多样的系统。从微观到宏观，从生物种群到人类社会，每个系统都有其独特的结构和功能。这些系统之间相互嵌套、相互影响，共同构成大千世界的复杂结构。我们可以尝试运用“输入一计算—输出”的模式分析现实生活中的事物，判断该事物是一个系统，或是一个子系统，或是一个系统的要素。例如，人体输入外部信息，经过大脑运算，输出不同反应，所以人体是一个系统；再例如，手机输入各种操作，经过运算，输出各种操作，所以手机也是一个系统。同时，人和手机又是信息社会系统的子系统。用系统观点看大千世界，既深刻又全面。环节5：探索智能家居系统是一个以家为平台的系统，它让我们轻松享受生活。出门在外，可以通过手机远程遥控智能家居。请同学们试说出智能家居系统包括哪些常见的子系统。参考：智能家居常见子系统：智能照明子系统、智能安防子系统、智能温控子系统、智能影音子系统、智能家电控制子系统等。这些子系统相互联系、协同工作，共同构成完整的智能家居大系统，可以接收手机等设备的指令，实现家居设备的远程控制。环节6：拓展智能家居系统由诸多子系统组成，请尝试说出这些子系统是如何联系在一起组成智能家居系统的。参考：各个子系统依靠统一的控制平台，接收手机等设备发来的输入指令，经主控进行计算处理，各子系统之间传递交互信息，协同完成对应的输出动作，相互配合、共同协作，组合成完整的智能家居系统，实现家居设备的本地以及远程控制。 观察树的图示，理解系统、子系统、要素概念，尝试举例分辨生活中的系统、要素。结合生活经验思考翻页原理；跟随教师拆解翻页功能，划分输入、计算、输出模块。理解算法流程；动手搭建硬件、完成图形化编程调试；观察运行效果；思考装置优缺点，提出优化想法。聆听讲解，尝试用输入 计算 输出模型分析人体、手机等实例，辨析系统、子系统、要素。观察智能家居示意图，小组讨论，说出智能家居包含的子系统。小组交流讨论，表述子系统之间协作方式，完善自己的理解。 借助生活实例，帮助学生建立系统观点，厘清系统、子系统、要素三者的区别。从生活真实问题出发，引导学生运用输入 计算 输出模型拆解功能，落实系统分析方法。通过编程实践，掌握列表、变量、边界判断，落实计算思维；学会从系统角度反思、优化作品。把技术实践的系统方法迁移到真实世界，拓展学生系统分析的视野。联系生活，识别大系统下的各个子系统，理解系统的嵌套组成。理解子系统之间信息交互、协同工作的关系，突破本课教学难点。
课堂练习 一、选择题1.按下按键B实现向下翻页，按键B属于系统的哪一部分（）A.输入部分B.计算部分C.输出部分D.其他部分2.在古诗翻页程序中，计数变量n最大取值为2，原因是（）A.硬件限制B.列表只有0、1、2三项，防止程序报错C.屏幕大小限制D.电池供电限制3.一棵树对于自然环境这个大系统来说属于（）A.子系统B.系统要素C.输出设备D.计算模块答案：1.A2.B3.B二、判断题1.系统观点需要判断事物是否是系统、子系统或者系统要素。（）2.翻页功能里OLED显示屏属于计算部分。（）3.变量n小于0时，要把n设置为0，避免出现无效位置。（）4.智能家居由多个子系统相互联系、共同组成完整系统。（）答案：1.√2.×3.√4.√三、简答题1.简述翻页功能的输入 计算 输出分别包含哪些内容？答案：输入：按键A、按键B；计算：主控板与程序，处理按键信号，计算对应页面；输出：OLED显示屏展示古诗内容。2.什么是系统的观点？答案：分析事物时，判断该事物是否为系统，是否是某系统的要素，是否是某系统的子系统，结合输入 计算 输出模式看待事物。 独立完成习题，核对答案，订正错题，巩固知识点。 检测学生对系统概念、翻页程序逻辑、智能家居系统等知识掌握情况，查漏补缺。
课堂小结 同学们，今天我们学习了系统的观点，知道事物可以是系统、子系统或者系统要素。我们拆解了翻页功能，按照输入、计算、输出划分模块，借助变量、列表完成翻页算法设计，懂得要做好变量边界判断，避免程序出错。我们还把系统思维迁移到现实生活，分析了智能家居的子系统。希望大家课后也能用输入 计算 输出的模型观察身边事物，用系统视角看待大千世界，提升分析问题的能力。 跟随教师回顾本节课重点知识，梳理本节课所学内容。 梳理本课知识框架，强化系统思维，引导学生将系统观点运用于课后生活观察。
板书
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页（共2页）
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