資源簡介

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信息技術 第4課 了解系統與子系統
課題 了解系統與子系統 單元 第二單元 學科 信息技術 年級 六年級
教材分析 《了解系統與子系統》該課時教材編排了““了解系統與子系統”研究、對家庭照明系統進行分析、探索系統與模塊、設計并制作簡易無線搶答器”的系列學習活動，了解學習系統和子系統的目標，學習系統分解的方法。教材編排合理，教學環節注重實踐與理論相結合，教材內容貼近學生生活實際，符合六年級學生認知特點。
教學目標 1、信息意識：在觀察身邊的系統時學習系統和子系統的相關知識。 2、計算思維：能夠通過研究家庭照明系統時增強對系統的分解能力和進一步了解系統與子系統之間的關系。 3、數字化學習與創新：通過討論與探究，分析在生活中的系統，能夠更加清晰地認識到系統將大事化小的優勢。 4、信息社會責任：學習有關系統的知識，了解系統分解的重要性，積極參與鍛煉分析能力。
重點 一、 觀察身邊的系統二、分解家庭的照明系統
難點 1、分解家庭的照明系統
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 在現實世界中，存在著各種各樣的物品和事物，它們通常由不同的部分組成，構成一個相互聯系并能實現某些功能的整體，它們可以被看作一個系統。哇，原來我們的天宮空間站有一套再生水系統，可以實現站內水資源100%再生。學習目標通過觀察身邊的真實案例認識系統。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。了解系統與子系統現實世界中，系統無處不在，小到一部手機，大到一座城市，都可以看成是一個系統。那么，究竟什么是系統？系統又是如何組成的？本活動讓我們從身邊各種系統的觀察出發，初步了解什么是系統，然后通過對家庭照明系統（圖2-1-1）的分解，深入認識系統與子系統。知識拓展 學生之間相互討論什么是系統和子系統。 幫助學生了解課堂學習和了解什么是系統。
講授新課 活動向導1.觀察身邊的系統2.分解家庭照明系統你將學到★什么是系統？★什么是子系統？★系統、子系統之間有什么樣的關系？★如何分解系統？一 、觀察身邊的系統在日常生活和生產活動中，我們常常會接觸到各種大小規模的系統。以人體生理系統為例，可以將其分解為多個子系統，如運動系統、神經系統、呼吸系統、消化系統等，如圖 2-1-2 所示。這些子系統互相作用、互相依賴通過協同工作來保證人體的正常生理功能。而這些系統還可以進一步分解，如運動系統可以細分為骨骼系統、關節系統和肌肉系統等。通過對系統進行逐層分解，可以更好地理解系統的結構和功能。系統的分解使我們能夠深入研究每個子系統的特性和相互關系，從而全面了解系統的運作原理和實現細節。除了人體這種自然系統之外，還存在著為實現特定目標而構建的各種人工系統，包括生產系統、交通系統、電力系統、計算機系統等，這些系統同樣可以進一步分解成各種子系統。小貼士同一系統可以從不同角度劃分子系統，但不可把從不同角度劃分的子系統混為一談。例如，計算機系統還可以劃分為中央處理器子系統、存儲子系統和輸入/輸出子系統。以計算機系統為例，可以將其分解為硬件子系統和軟件子系統，如圖2-1-3所示。硬件子系統包括中央處理器(中央處理器)、存儲設備、輸入設備、輸出設備等，軟件子系統則包括系統軟件和應用軟件。身體是自然系統的例子，計算機系統則代表了人工系統的一類，而逐層分解的方法既適用于自然系統，也適用于人工系統，可以幫助我們更好地理解系統的結構、功能和工作原理。小貼士中央處理器（CPU）是計算機的核心部件，負責計算和控制，相當于人的大腦。系統軟件用于控制和協調計算機及外部設備，支持應用軟件的開發和運行。我們日常使用的操作系統屬于系統軟件。科學園地系統（system）是由兩個或更多相互關聯、相互作用的組成部分（要素）構成的有機整體，具有一定的結構和功能。系統具有層次關系，即系統可以分解為多個小系統（子系統）而這些子系統又可以進一步分解成下一級的子系統，如圖2-1-4所示。每個子系統在一定程度上都可以獨立運行，但它們通過協同工作來實現整個系統的功能。同時，一個系統本身也可以作為其他系統的子系統，形成更高級別的系統。你知道嗎？復興號電力動車組是中國鐵路總公司自主研發的中國高速鐵路列車，如圖 2-1-5 所示。它由多個子系統組成，包括牽引子系統、制動子系統、網絡控制子系統、輔助供電子系統、高壓子系統等。這些子系統相互關聯、相互作用，協同工作以確保復興號電力動車組的正常運行。每個子系統都具有特定的功能和任務，共同構成整個高速鐵路列車系統的核心。做一做列舉一些你知道的日常生活中的系統，并在全班進行交流。一、交通系統
公共交通系統：包括公交車、地鐵、輕軌等。道路交通系統：由道路、交通標志、信號燈、車輛等組成。二、家居系統
供暖與制冷系統：包括暖氣、空調等設備，為家庭提供適宜的溫度環境。知識拓展系統是如何組成的呢？要素：硬件、軟件、數據、人員、流程和規范。
二、結構：層次結構、模塊結構。
三、功能：輸入、處理、輸出。
四、環境：外部環境、內部環境。二、分解家庭照明系統通常來說，家庭照明系統主要包含以下幾個子系統：供電子系統：為整個照明系統提供電力。開關子系統：控制照明電路的通斷。燈具子系統：提供照明的燈具。連接子系統：實現系統內部的連接。想一想你認為照明系統里還可以包含其他哪些子系統，功能是什么 智能控制子系統：根據不同的場景自動調節照明參數。感應子系統：根據周圍環境的光照強度自動調節燈光亮度。應急照明子系統：在突發停電等緊急情況下能夠自動啟動。這些子系統協同工作，共同實現照明系統的功能。家庭照明系統中的各子系統還可以進一步分解。例如，燈具子系統可以分解為臺燈子系統、吊燈子系統、吸頂燈子系統等，如圖2-1-6所示。小貼士在解決問題的過程中，可以將大問題分解成小問題，通過逐一解決每個小問題，最終解決整個大問題。復雜的大系統可以分解為較小的子系統，而這些子系統又可以進一步逐層分解。每個子系統具有獨立的功能，它們之間相互依賴和相互作用，共同實現上一級系統的整體功能。
做一做查閱資料，分析遙控玩具小車（圖 2-1-7 ）的系統構成，列舉其子系統（至少2個）說明每個子系統的功能是什么，并在全班交流。遙控玩具小車主要由動力子系統、遙控子系統、轉向子系統和車身結構子系統等組成。動力子系統：控制動力的大小和方向。遙控子系統：實現遠程控制的關鍵。轉向子系統：負責控制小車的行駛方向。挑戰時刻空調本身是一個系統，如果把具有空調的房間看作是一個更大的系統，那么空調就是房間的一個子系統，如圖2-1-8所示。請分析空調系統和房間系統的輸入、計算、輸出三環節，并畫出示意圖空調系統三環節示意圖房間系統三環節示意圖知識拓展家庭照明系統中的連接子系統、供電子系統、開關子系統還可以分解為哪些系統？一、連接子系統可以分解為線路子系統和接口子系統。二、供電子系統可以分解為電源子系統和儲能子系統。三、開關子系統可以分解為手動開關子系統和智能開關子系統。三、拓展延伸1、系統與子系統之間有哪些關系呢？1.層次關系：系統通常由多個子系統組成，子系統是系統的組成部分。每個子系統可以獨立運行，但又依賴于整體系統的功能。2.功能關系：子系統通常承擔系統中某一特定的功能或任務。它們的協同工作使得整體系統能夠實現更復雜的功能。 3.交互關系：子系統之間以及子系統與系統之間存在信息和資源的交互。這種交互可以是數據傳輸、信號傳遞等，確保各個部分能夠協調工作。 4.依賴關系：子系統之間可能存在依賴關系，一個子系統的輸出可能是另一個子系統的輸入。這種依賴關系需要在設計時加以考慮，以確保系統的穩定性和可靠性。5.可替換性：在某些情況下，子系統可以被替換或升級，而不影響整體系統的運行。這種特性使得系統具有一定的靈活性和可擴展性。 6.整體性：雖然子系統可以獨立存在，但它們的組合形成了一個整體系統，整體的性能和功能往往大于各個子系統的簡單相加。2、系統可以從哪些方面進行分解呢？一、明確系統目標和功能首先要清楚地了解系統的總體目標和具體功能。二、基于功能模塊進行分解根據系統的功能，將其劃分為不同的功能模塊。每個功能模塊負責實現特定的功能，并且相對獨立。三、考慮層次結構系統通常具有層次結構，可以按照層次進行分解。高層次的系統由低層次的子系統組成。四、分析業務流程對于復雜的業務系統，可以通過分析業務流程來進行分解。將業務流程中的各個環節識別出來，每個環節可以作為一個子系統或功能模塊。五、考慮數據流向分析系統中的數據流向，將數據的產生、存儲、處理和傳輸等環節作為分解的依據。六、評估子系統的獨立性和耦合性在分解系統時，要盡量使子系統具有較高的獨立性，減少子系統之間的耦合度。獨立性高的子系統更容易開發、測試和維護。可以通過定義清晰的接口和數據交換格式來降低子系統之間的耦合度。七、持續優化和調整系統分解是一個動態的過程，隨著對系統的深入理解和需求的變化，可能需要不斷地優化和調整子系統的劃分。在系統的開發和運行過程中，要密切關注子系統的性能和協作情況，及時發現問題并進行調整。你知道空調包含哪些系統和子系統嗎？一、制冷系統壓縮機：將低溫低壓的制冷劑氣體壓縮成高溫高壓的氣體。冷凝器：將高溫高壓的制冷劑氣體冷卻成高壓液態制冷劑，釋放熱量。節流裝置：如膨脹閥或毛細管，對高壓液態制冷劑進行節流降壓，使其變為低溫低壓的液態制冷劑。蒸發器：低溫低壓的液態制冷劑在蒸發器中吸收室內空氣的熱量，汽化成低溫低壓的制冷劑氣體，從而降低室內溫度。二、通風系統風機：包括室內風機和室外風機。風道：引導空氣流動的通道，包括室內風道和室外風道。空氣過濾器：過濾空氣中的灰塵、雜質等，保持室內空氣清潔。三、控制系統溫度傳感器：檢測室內溫度和室外溫度，為控制系統提供溫度數據。控制器：微處理器根據溫度傳感器等輸入信號，控制部件的運行。操作面板：用戶通過操作面板設置空調的運行模式、溫度、風速等參數。四、電氣系統電源模塊：為空調提供電力。電機驅動器：驅動壓縮機、風機等電機運行。保護裝置：如過流保護、過熱保護、漏電保護等，確保空調安全運行。四、課堂練習如何更好地分析周圍系統和子系統之間的關系？一、明確系統邊界：首先要確定所分析的系統的范圍和邊界。明確哪些部分屬于該系統，哪些部分屬于外部環境。二、繪制系統結構圖：可以通過繪制系統結構圖來直觀地展示系統和子系統之間的關系。三、分析功能和作用：深入了解系統和子系統的功能和作用，以及它們在實現系統整體目標中的貢獻。
四、考慮信息流和物質流：關注系統和子系統之間的信息流和物質流。五、評估影響和反饋：分析系統和子系統之間的相互影響和反饋機制。六、進行案例分析和模擬：通過實際案例分析和模擬實驗，可以更深入地了解系統和子系統之間的關系。七、借鑒相關理論和方法：可以借鑒系統工程、管理學、生態學等領域的相關理論和方法，來分析系統和子系統之間的關系。 確定活動目標。了解觀察身邊的系統。學生互相討論，分解家庭照明系統。進行知識拓展。學生思考課堂聯系，聯系本節課所學加以回答。 幫助學生積極融入課堂。學生通過觀察周圍的系統加深對系統和子系統的認識。學生通過邊分析邊討論的形式進行家庭照明系統和其他系統的研究。 讓學生的知識面得以加寬。讓學生對本節課的知識更加融會貫通并運用于實際。
布置作業 回家挑選一至二個家具運用課堂所學對其進行系統分解。 完成作業 培養學生查閱資料的能力，分析解決問題的能力
課堂小結 通過認識系統和子系統的概念，了解系統與子系統的關系，我們還通過研究家庭的照明系統進一步分析系統的分解。系統是無處不在，通過對遙控小車、房間和空調系統的分解示意，加深我們對分解系統的方法認識與實踐。學習了如何采取行動降低碳排放保護環境、電子書制作過程、資料收集的方法。學習如何將大問題分解為小問題進行處理。 分組總結歸納 鍛煉學生的總結能力，邏輯思維、語言表達能力。
板書 一、 觀察身邊的系統二、分解家庭的照明系統 學習、記憶及勾畫知識點 明確教學內容及重點和難點
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀教育網(www.21cnjy.com)

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