資源簡介

2024年下學期 信息科技 學科教學計劃
執教人： 執教班級：
學生情況
六年級學生經過幾年的學習，已經具備了一定的科學知識和邏輯思維能力。他們對身邊的科技現象有較強的好奇心和探索欲望，能夠理解一些較為復雜的概念。對于“過程與控制系統”，雖然這個概念可能比較抽象，但他們可以通過具體的實例來逐步理解其含義。六年級學生在科學課等課程中已經學習了一些關于物理、生物等方面的知識，已經掌握了一定的信息技術基礎，如計算機的基本操作、軟件的使用等。這些技能可以幫助他們更好地學習過程與控制系統中的相關軟件和工具。這個階段的學生具備一定的自主學習能力，可以在教師的引導下進行自主探究和學習。他們能夠閱讀簡單的資料，提出問題，并嘗試尋找答案。
二、教學目標
1.信息意識
（1）體驗物理世界與數字世界深度融合的環境，感受控制系統在社會生產和人們生活中的廣泛應用。
（2）根據學習與生活需要，有意識地依據“輸入—計算—輸出”的計算模式分析問題，并意識到可以創造相應的控制系統，讓它們通過獲取物理世
界中的數據進行計算，產生符合人們需求的輸出。
（3）針對簡單問題，確定解決問題的需求和數據源，主動獲取、篩選、分析數據，解決問題。
2.計算思維
（1）能基于對過程與控制的理解，感受控制系統中“計算”的作用。
（2）能結合實際控制系統，理解三種基本邏輯運算的規則以及在控制系統中的應用。
（3）能用自然語言、流程圖、示意圖等方式描述控制系統的工作過程。
（4）在問題解決過程中，能將問題分解為可處理的子問題，了解反饋對系統優化的作用。
（5）通過閱讀和修改程序，感受輸入數據的改變對控制系統輸出的影響，認識到計算機編程對控制系統功能實現的重要性。
3.數字化學習與創新
（1）能利用在線平臺和工具尋找生活中的過程與控制場景。
（2）能設計用計算機實現過程與控制的方案，并在實驗系統中通過編程等手段加以驗證。
（3）在小組學習過程中，利用恰當的數字設備規劃方案、描述操作步驟。
（4）在虛擬仿真工具和編程環境中進行程序修改和調試，激發對數字化工具運用的主動性，培養數字化學習與創新能力。
4.信息社會責任
（1）了解算法的優勢及對知識產權保護的作用，認識到算法對解決生活和學習中的問題的重要性。
（2）認識到按規則和規范使用控制系統是保障控制系統安全的前提。
（3）初步具備控制系統安全性能設計意識。
（4）理解控制系統核心技術自主可控、數據自主可控對國家安全的重要性。
三、教學內容
1. 通過體驗和認識身邊的過程與控制，了解過程與控制可以抽象為包含輸入、計算和輸出三個典型環節的系統。
2. 通過觀察身邊的真實案例， 了解一個大的系統可以分解為幾個小的系統，一個系統也可以劃分出功能相對獨立的多個模塊。
3. 通過分析具體案例，了解反饋是過程與控制中的重要手段，初步了解反饋對系統優化的作用。
4. 通過分析具體過程與控制系統的實例，了解系統的輸入與輸出可以是開關量或連續量，了解連續量可以經由閾值判斷形成開關量，掌握開關量的
簡單邏輯運算。
5. 通過分析典型應用場景，了解計算機可用于實現過程與控制，能在實驗系統中通過編程等手段驗證過程與控制系統的設計。
6. 結合生活中的實例，理解過程與控制系統中存在安全問題，知道自主可控的系統在解決安全問題時起到的重要作用。
四、教學重難點：
1. 能認識到過程與控制系統普遍存在于日常生活中。
2. 能發現大的系統可以由小的系統組成，不同的系統中存在相似的組成部分。
3. 能識別系統中的輸入、計算和輸出三個環節，能理解反饋在系統中的作用，能分辨輸入與輸出環節中的數據是開關量還是連續量，并能運用邏輯
和數值運算設計簡單的處理環節。
4. 能利用在線平臺和工具尋找生活中的過程與控制場景，能設計用計算機實現過程與控制的方案，并在實驗系統中通過編程等手段加以驗證。
5. 能理解用計算機實現過程與控制時存在的安全問題，了解自主可控的系統在解決安全問題時的重要性。
五、提高教學效果措施：
（一）理論與實踐結合
1. 多案例講解：通過大量實際生活中的過程與控制系統案例，如智能家居、自動化生產線等，讓學生直觀地理解系統的工作原理和應用場景。在講解案例時，注重分析系統的組成部分、工作流程和控制策略。
2. 實驗操作：安排一些簡單的實驗，讓學生親身體驗過程與控制系統的運作。例如，使用傳感器和控制器搭建一個簡單的溫度控制系統，或者制作一個光控小夜燈等。通過實驗操作，學生可以更好地理解傳感器、控制器和執行器的作用，以及它們之間的相互關系。
（二）小組合作學習
1. 分組探究：將學生分成小組，每個小組選擇一個特定的過程與控制系統進行深入探究。小組內成員分工合作，收集資料、分析系統、制作匯報材料等。通過小組合作學習，培養學生的團隊協作能力、溝通能力和問題解決能力。
2. 小組展示與交流：每個小組在課堂上展示自己的探究成果，并與其他小組進行交流和討論。在展示與交流的過程中，學生可以學習到其他小組的研究方法和成果，拓寬自己的視野，同時也可以鍛煉自己的表達能力和批判性思維能力。
（三）利用多媒體資源
1. 視頻演示：利用視頻資源，如科普紀錄片、教學視頻等，向學生展示過程與控制系統的工作原理和應用場景。視頻演示可以更加生動形象地展示系統的運作過程，幫助學生更好地理解抽象的概念。
2. 虛擬實驗室：利用虛擬實驗室軟件，讓學生在虛擬環境中進行過程與控制系統的實驗操作。虛擬實驗室可以提供更加安全、便捷的實驗環境，同時也可以讓學生更加深入地了解系統的工作原理和參數設置。
（四）拓展課外知識
1. 課外閱讀：推薦一些與過程與控制系統相關的科普書籍、雜志和網站，讓學生在課外進行閱讀和學習。課外閱讀可以拓寬學生的知識面，培養學生的自主學習能力和閱讀興趣。
2. 科技競賽：組織學生參加一些與過程與控制系統相關的科技競賽，如機器人競賽、科技創新大賽等。通過參加科技競賽，學生可以將所學的知識應用到實際中，提高自己的實踐能力和創新能力。
（五）評價與反饋
1. 多元化評價：采用多元化的評價方式，如課堂表現、作業完成情況、實驗操作、小組展示等，全面評價學生的學習成果和進步情況。評價過程中，注重對學生的學習過程和方法進行評價，鼓勵學生積極參與、勇于嘗試。
2. 及時反饋：在學生學習的過程中，及時給予反饋和評價，指出學生的優點和不足之處，為學生的進一步學習提供指導。反饋可以采用口頭反饋、書面反饋、小組反饋等多種形式，讓學生能夠及時了解自己的學習情況。
六、教學進度安排
周次 單元主題 授課章節及課題 課時 備注
1 第一單元： 初識過程與控制 第1課 設備控制處處在 1
2 第2課 一分為二開與關 1
3 第3課 我是小小控制員 1
4 第4課 輸入輸出與計算 1
5 第二單元： 數據運算有邏輯 國慶放假
6 第5課 連續變化的數據 1
7 第6課 開關量的真與假 1
8 第7課 開關量的與運算 1
9 第8課 開關量的或運算 1
10 第三單元： 有了反饋更優化 第9課 從人工到自動化 1
11 第10課 開環控制應用廣 1
12 第11課 通過反饋知效果 1
13 第12課 閉環控制助穩定 1
14 第四單元： 控制系統的描述 第13課 控制系統有特點 1
15 第14課 復雜系統可分解 1
16 第15課 模塊組裝很靈活 1
17 第五單元： 智能種植有方法 第16課 智能種植初探秘 1
18 第17課 設計我的種植園 1
19 第18課 土壤濕度控制好 1
20 第19課 光照溫度要適宜 1
微問題研究
校本資源開發在六年級過程與控制系統教學中的價值研究

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