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(共49张PPT)
第八课
跨学科活动：制作抢答器
（湘教版）六年级
上
01
学习目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
课堂练习
05
课堂总结
学习目标
能发现举手判序争议，主动用数字化工具设计抢答器，关注信息准确、公平与规则意识，积极寻求技术方案解决。
01
能用“输入—计算—输出”描述系统，运用子系统分解多人抢答，设计算法用列表存储按键顺序并判断输出结果。
02
能利用主控板与编程环境搭建单人、两人及三人抢答器，迭代优化程序，体验数字化创作与创新乐趣和成就感。
03
遵守竞赛规则，尊重公平公正，善于合作交流，对抢答结果负责，形成诚信与责任意识，自觉维护数字化学习环境。
04
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
新知导入
本课中你将学习：
◎如何用“输入一计算一输出”的模式描述系统
◎如何运用子系统的思想化繁为简
活动任务
学校里要组织抢答赛，老师很难通过举手顺序判断谁抢到了问题，好多同学对判断结果有异议，有什么好的方法来解决这个问题吗
探究新知
环节1：想一想
两位同学举手时间相近时，人眼难以分辨其先后顺序。我们可以制作一个抢答器，让机器帮助我们更好地分辨抢答顺序。想一想，抢答器需要实现哪些功能
探究新知
环节1：想一想
大胆想象：模仿电视上知识竞赛的场景，尝试制作一个抢答器。
需求分析
◎使用方法简单。
◎能够满足全班同学的使用。
◎能够准确判断抢答顺序，并显示结果，产生的抢答结果没有争议。
探究新知
环节2：查一查
有了解决问题的方向以后，可以上网查找相关资料，从以下方面详细地了解想法实施的可能性，如：
◎抢答器共有多少种状态
◎抢答器负责输入的要素有哪些
◎抢答器负责输出的要素有哪些
◎抢答器怎样判断抢答顺序
探究新知
环节2：查一查
整合资料并思考，这些资料对你有什么启示 还需要查找什么资料
探究新知
环节3：议一议
还记得子系统是怎么设计出来的吗 面对复杂的系统，可将其功能分解成多个简单的、独立的小功能，设计相应的子系统，最终得到完整的大系统。多人抢答器较难设计，可以考虑先设计一个单人抢答器。
探究新知
环节3：议一议
请讨论一下：怎样制作单人抢答器
根据我们的想法，先画一张单人抢答器示意图，我们能够更清楚、更全面地描述自己的想法。
探究新知
环节3：议一议
输入部分 计算部分 输出部分 系统状态
按下绿色按键 (默认该按键编号为1) 或其他开关装置 主控板和程序收到按下绿色按键的输入，计算显示数字 显示屏 显示“1”
已抢答
未按下绿色按键 主控板和程序判断应保持初始状态 显示屏 显示“0” 未抢答
探究新知
环节3：议一议
控制过程与状态变化：当系统开始工作时，主控板和程序进行初始化设置，显示器显示“0”,系统处于“未抢答”状态；当绿色按键被按下时，按下的信号作为输入被主控板获得，程序根据输入的信号判断抢答器编号，将抢答器编号作为输出，系统处于“已抢答”状态。
探究新知
环节4：做一做
1.单人抢答器算法
已经有了一个完整的设计，那么控制部分的程序算法应该是什么样的呢
主程序：
1.初始化：屏幕显示0
按下按键触发程序：
屏幕显示1
探究新知
环节4：做一做
创建程序
用主控板模拟算法，在主控板环境下编写一段程序，感受单人抢答器的效果吧!
单人抢答器未抢答状态
探究新知
环节4：做一做
创建程序
用主控板模拟算法，在主控板环境下编写一段程序，感受单人抢答器的效果吧!
单人抢答器已抢答状态
探究新知
环节4：做一做
前面我们一起尝试设计了一个单人抢答器，下面我们尝试在“单人”系统之上进行拓展和延伸，完成两人抢答器的设计。请将下图及表所示的两人抢答器设计方案补充完整。
2
探究新知
环节4：做一做
输入部分 计算部分 输出部分 系统状态
按下绿色按键 (默认该按键编号为1) 或其他开关装置 主控板和程序记录按键顺序，将第_____个被按下的按键编号交给输出 显示屏 显示_____ 已抢答
按下红色按键(默认该按键编号为______)或其他开关装置 显示屏 显示______ 2
1
已抢答：1
已抢答：2
探究新知
环节4：做一做
主程序：
1.初始化：屏幕显示0
2.创建一个存储变量，存储抢答顺序，初始值设为空
3.一直循环下列操作：
4. 判断：如果存储变量第0项不为空，执行下列命令：
5. 输出存储变量第0项编号
6. 清空存储变量
7.结束循环
程序改进
探究新知
环节4：做一做
控制过程与状态变化：当系统开始工作时，主控板和程序进行初始化设置，显示器显示“0”，系统处于___________状态；当任意按键被按下，按下的信号作为输入被主控板获得，程序记录____________，将第________个被按下的按键编号作为输出，显示屏显示抢答信息，系统处于“已抢答”状态。
未抢答
按键顺序
1
探究新知
环节4：做一做
2.两人抢答器算法
两人抢答器算法与单人抢答器算法有很大区别，需要使用一种存储结构，将按键顺序存储下来，请将下面的算法补充完整。
探究新知
环节4：做一做
按下按键A触发程序：
1.将按键编号___________存入存储变量
按下按键B触发程序：
1.将按键编号___________存入存储变量
程序改进
1
2
探究新知
环节4：做一做
存储抢答顺序的程序如下图所示。
程序改进
探究新知
环节4：做一做
试着按照两人抢答器的算法编写程序。
程序改进
探究新知
环节4：做一做
试着在改进后的算法基础上，使用主控板环境模拟三人抢答器，相信同学们一定能够成功模拟出三个人同时使用的抢答器。
程序改进
探究新知
环节4：做一做
程序改进：参考
主控板上只有AB两个按键，可以使用如下命令，模拟第三个按键。
探究新知
环节4：做一做
程序改进：参考
完成程序如下：
探究新知
环节5：想一想
为了让我们的设计更加实用，一起反思一下当前的两人抢答器有哪些优点和不足。
优点：响应及时，能够按照程序准确显示抢答结果。
其他优点：_________________________________
不足：主控板的显示屏有点小，提示效果较差。
其他不足：_________________________________
探究新知
环节5：想一想
其他优点：结构简单，便于修改，调试程序。
其他不足：缺少复位功能，完成一轮抢答之后，不能快速重置回到未抢答状态。同时按下多个按键时，程序容错能力弱。
参考
探究新知
环节6：评一评
在本课中我们尝试制作了抢答器，请根据下面的提示，写下反思与收获吧!
内容 遇到的问题 解决方法 感悟收获 总体评价
想一想① ☆☆☆☆☆
查一查 ☆☆☆☆☆
议一议 ☆☆☆☆☆
做一做 ☆☆☆☆☆
想一想② ☆☆☆☆☆
探究新知
环节7：小结与评价
如何将系统分为输入、计算、输出三部分
如何设计系统与子系统
如何用系统的观点看世界
1.知识回顾
探究新知
环节7：小结与评价
如何将系统分为输入、计算、输出三部分
观察系统工作过程，拆分三类功能要素：
1. 输入：传感器、按键等，负责接收外界信号、指令、环境数据，给系统传递信息。
2. 计算：主控板、程序，接收输入信息后进行判断、运算、处理。
3. 输出：灯、显示屏、风扇等执行设备，接收计算结果，做出对应的动作、显示、声光反馈。
任何系统都可以按照 “接收信息 — 处理信息 — 做出反应” 这个流程，把部件划分到输入、计算、输出三个部分。
参考
探究新知
环节7：小结与评价
如何设计系统与子系统
1. 化繁为简拆分：遇到复杂大系统，把整体功能拆解成多个**拥有独立输入 计算 输出功能的小功能模块，每一个独立模块就是子系统。
2. 先做简单子系统：优先完成简单子系统的设计调试，例如做多人抢答器先完成单人抢答器。
3. 组合子系统：把各个子系统组合在一起，协同工作，共同实现完整大系统的全部功能。
参考
探究新知
环节7：小结与评价
如何用系统的观点看世界
1.判断事物：分辨它是一个系统、还是某个系统的要素、或是一个子系统。
2.用「输入 计算 输出」模式分析事物，看它接收什么信息、如何处理、产生什么结果。
3.明白系统之间会相互嵌套、相互影响；大系统由子系统组成，一个事物可以同时是系统，又属于更大系统的组成部分。
4.分析生活设备、自然现象时，从整体角度看待，不只孤立看单个零件，关注各部分之间的联系和整体实现的功能。
参考
探究新知
环节7：小结与评价
2.思维导图
探究新知
环节7：小结与评价
空调遥控器是空调系统中的要素吗
请判断：抢答器的子系统可以分为按键系统、计算系统、显示系统。
在智能家居系统中你能想到的子系统有哪些
请讨论一下：城市交通系统是哪个系统的子系统
3.反思与评价
探究新知
环节7：小结与评价
1.空调遥控器是空调系统中的要素吗？
答：是。遥控器属于空调系统的要素，它向空调发送操作指令，承担系统的输入功能，是构成空调系统的组成部分。
2.请判断：抢答器的子系统可以分为按键系统、计算系统、显示系统。
答：这句话正确。按键负责输入信号，主控程序负责计算判断抢答顺序，显示屏负责输出抢答结果，三者各自具备独立的输入 计算 输出功能，可以作为抢答器的子系统。
参考
探究新知
环节7：小结与评价
3.在智能家居系统中你能想到的子系统有哪些？
答：照明控制子系统、安防监控子系统、温湿度空调控制子系统、门窗窗帘控制子系统、语音交互子系统等。每个子系统完成一项独立功能，共同组成智能家居大系统。
4.请讨论一下：城市交通系统是哪个系统的子系统？
答：城市交通系统可以看作城市社会系统（城市综合系统）的一个子系统。城市综合系统还包含城市环境、公共服务、城市经济等其他子系统；交通系统为城市运转服务，受城市大系统约束，同时又会影响城市整体运行。
参考
探究新知
环节7：小结与评价
在本单元学习过程中，肯定少不了与他人互动交流、参与作品制作等活动。请你就此进行总结与反思，以便更好地促进自身成长。
从同伴那里学到了什么
向同伴分享过哪些观点
工具、方法的使用是否得当
所开发项目还有哪些可以优化的地方
3.反思与评价
课堂练习
1.抢答器中，按键按下这个动作属于系统的哪一部分（）
A.输出部分
B.计算部分
C.输入部分
D.存储部分
一、选择题
C
课堂练习
2.设计多人抢答器时，我们先设计单人抢答器，再进行拓展，这运用的思想是（）
A.子系统拆分，化繁为简
B.直接复制
C.只关注输出
D.只关注输入
一、选择题
A
课堂练习
3.两人抢答器要记录按键按下的先后顺序，需要借助什么存储按键信息（）
A.显示屏
B.列表（存储变量）
C.按键
D.喇叭
一、选择题
B
课堂练习
1.抢答器系统可以拆分为按键子系统、计算子系统、显示子系统。（）
2.抢答器初始化完成后，系统处于“已抢答”状态。（）
3.“输入—计算—输出”是描述系统的一种模式。（）
4.多人抢答器，程序只需要记录最后按下的按键编号。（）
二、判断题
课堂练习
1.√
2.×解析：初始化后显示屏显示0，系统处于未抢答状态。
3.√
4.×解析：需要记录第一个按下的按键，判断抢答先后。
参考：
课堂练习
简述抢答器系统中，输入、计算、输出分别对应什么部件/操作。
说一说利用子系统思想解决复杂问题有什么好处？
三、解答题
课堂练习
1.输入：抢答按键（接收按下的信号）；
计算：主控板和程序，判断按键按下的先后顺序；
输出：显示屏，显示抢答编号、抢答状态。
2.可以把复杂大系统拆解成多个简单、独立的小功能子系统，降低设计难度，化繁为简，便于理解、设计与调试。
参考：
课堂总结
本课以抢答器为载体，学习用“输入—计算—输出”描述系统，运用子系统思想化繁为简。从单人按键显示，到两人、三人用列表记录抢答顺序，完成程序模拟。大家经历了需求、设计、编程、反思，体会到准确、公平与合作的重要性，课后可继续优化作品。
课堂板书
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让备课更有效
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Thanks!

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