資源簡(jiǎn)介

智控賦能 素養(yǎng)“行”成
——浙教版六下《開(kāi)關(guān)量的生成》
【課標(biāo)內(nèi)容要求】
通過(guò)分析具體過(guò)程與控制系統(tǒng)的實(shí)例，了解一個(gè)系統(tǒng)可以劃分出功能相對(duì)獨(dú)立的多個(gè)模塊，了解系統(tǒng)的輸入與輸出可以是開(kāi)關(guān)量或連續(xù)量，了解連續(xù)量可以經(jīng)由閾值判斷形成開(kāi)關(guān)量，掌握開(kāi)關(guān)量的簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算。
【教學(xué)內(nèi)容分析】
《開(kāi)關(guān)量的生成》一課內(nèi)容選自浙江教育出版社《小學(xué)信息科技（六年級(jí)下冊(cè)）》第二單元《控制系統(tǒng)中的運(yùn)算》第7課。本單元是一場(chǎng)立足于以控制系統(tǒng)中的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)真實(shí)問(wèn)題解決的旅程，本單元上接控制系統(tǒng)的觸摸體驗(yàn)，下接控制系統(tǒng)的深入探究，架起了從理解走向構(gòu)造的橋梁。本課在整個(gè)單元中起著承上啟下的作用，學(xué)生在本課認(rèn)識(shí)閾值，通過(guò)閾值的判斷構(gòu)造開(kāi)關(guān)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，為后續(xù)學(xué)習(xí)更為復(fù)雜的“與運(yùn)算”“或運(yùn)算”控制系統(tǒng)的實(shí)踐埋下伏筆。
【學(xué)情分析】
本課授課的對(duì)象是六年級(jí)學(xué)生，他們具有一定的信息獲取能力，已初步感知生活中的開(kāi)關(guān)量與連續(xù)量，對(duì)分支結(jié)構(gòu)有初步認(rèn)識(shí)，具有一定的積木化編程基礎(chǔ)，但尚未接觸過(guò)掌控板的硬件連接和傳感器的數(shù)據(jù)獲取，對(duì)分支結(jié)構(gòu)表達(dá)式的完整性也認(rèn)識(shí)不足，對(duì)控制系統(tǒng)中連續(xù)量和開(kāi)關(guān)量的關(guān)系尚不明晰。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.了解控制系統(tǒng)中閾值的含義。
2.通過(guò)光線變化模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)確定控制系統(tǒng)的閾值。
3.通過(guò)光感路燈的模型構(gòu)建和編程實(shí)踐，理解連續(xù)量可以經(jīng)由閾值判斷生成開(kāi)關(guān)量。
4.感受系統(tǒng)控制的無(wú)處不在，提升數(shù)字環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)探究意識(shí)和用學(xué)科思維解決真實(shí)問(wèn)題的興趣。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
重點(diǎn)：學(xué)會(huì)確定控制系統(tǒng)的閾值；理解連續(xù)量可以經(jīng)由閾值判斷生成開(kāi)關(guān)量。
難點(diǎn)：理解連續(xù)量可以經(jīng)由閾值判斷生成開(kāi)關(guān)量。
【教學(xué)策略】
【教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)】
教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)過(guò)程 設(shè)計(jì)意圖
一、情境入新題 1.情境導(dǎo)入 呈現(xiàn)視頻：城市中的路燈若干天均是在17:00亮起。 提問(wèn)：路燈的開(kāi)關(guān)是由什么控制的？（猜想：時(shí)間或光線明暗） 2.提出問(wèn)題 再呈現(xiàn)現(xiàn)象：季節(jié)變換時(shí)，天尚未黑，路燈仍按固定時(shí)間亮起。這下我們可以確認(rèn)這里的路燈按什么來(lái)控制的？（時(shí)間） 提問(wèn)：若要讓路燈開(kāi)關(guān)更智能，我們?cè)撨x擇哪種方式？（引出由光線強(qiáng)度控制路燈開(kāi)關(guān)） 導(dǎo)入課題——開(kāi)關(guān)量的生成。 聯(lián)結(jié)真實(shí)世界，由現(xiàn)象到結(jié)構(gòu)，激活連續(xù)量與開(kāi)關(guān)量概念，以問(wèn)題“觸發(fā)”模型升級(jí)，讓學(xué)習(xí)在理解中生發(fā)意義。
二、實(shí)驗(yàn)探閾值 1. 理解光線傳感器的數(shù)值范圍 提問(wèn)：要讓路燈感知光線明暗，需要什么器件？（光線傳感器） 實(shí)踐：連接硬件，用Mind+打開(kāi)“光感路燈探究.mp”文件，查看光線傳感器返回的數(shù)值。 反饋：（詢問(wèn)兩個(gè)學(xué)生） ①跳動(dòng)的數(shù)值代表了什么？為什么你的數(shù)值和他的數(shù)值不一樣？ ②數(shù)值大了代表什么意義？小了又表示什么意義？（大——光線亮，小——光線暗） 實(shí)驗(yàn)：“完全黑暗”和“明亮”的數(shù)值又會(huì)是多少？ 完全遮擋光線傳感器（黑暗），得數(shù)值為0； 用強(qiáng)光照射光線傳感器（明亮），得數(shù)值為4095。 2.探索路燈開(kāi)關(guān)閾值 提問(wèn)：觀察0~4095的范圍區(qū)間，黃昏的光線強(qiáng)度會(huì)“落”在哪個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)呢？ （學(xué)生猜想：2000、100、1000……） 提問(wèn)：如何用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？ 師生探討：三種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——用手半遮擋、透明薄膜遮擋、強(qiáng)光+透明薄膜遮擋。思考哪種更“穩(wěn)定”？ 用實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行三次測(cè)量實(shí)驗(yàn)，并在導(dǎo)學(xué)單上記錄數(shù)據(jù)。 反饋： ①呈現(xiàn)學(xué)單數(shù)據(jù)：發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)范圍小，可采取求平均值的方式來(lái)確定閾值。 ②呈現(xiàn)視頻：黃昏時(shí)，在戶外的真實(shí)測(cè)試，其數(shù)值也為300左右，與模擬實(shí)驗(yàn)基本一致。 實(shí)驗(yàn)次數(shù)光線傳感器 返回值平均值第一次第二次第三次
軟硬兼施，由“象”至“理”，聚焦“數(shù)據(jù)”變化，增強(qiáng)信息意識(shí)，為探索閾值埋下伏筆。 突顯學(xué)生主體和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生經(jīng)歷從猜想至閾值得出的實(shí)驗(yàn)全過(guò)程，凸顯重點(diǎn)，提升學(xué)生的科學(xué)精神和探究意識(shí)。
三、建模學(xué)控制 1.光感路燈模型的構(gòu)建 提問(wèn)：有了閾值我們就能實(shí)現(xiàn)燈的開(kāi)關(guān)嗎？（還需要用判斷實(shí)現(xiàn)控制） 呈現(xiàn)：汽車倒車提醒場(chǎng)景。思考如何根據(jù)連續(xù)量和關(guān)系運(yùn)算符生成判斷表達(dá)式，如何根據(jù)分支結(jié)構(gòu)生成開(kāi)關(guān)量？ 實(shí)踐：根據(jù)提供的光控路燈模型框架，遷移應(yīng)用判斷表達(dá)式，完成光感路燈模型。 反饋： ①呈現(xiàn)課堂中的典型錯(cuò)誤：閾值未確定、邏輯關(guān)系混亂等。 ②由學(xué)生主持討論，聚焦表達(dá)式和執(zhí)行路徑，在展錯(cuò)與化錯(cuò)中推進(jìn)理解的深化。 2.光感路燈程序的實(shí)現(xiàn) 實(shí)踐：搭建mind+程序積木指令，執(zhí)行并測(cè)試模型的實(shí)際運(yùn)作效果。 反饋： ①展示作品，從程序到功能，從現(xiàn)象到原理，解析程序作品。 ②由“生成”模塊聯(lián)系至“執(zhí)行”模塊，感受系統(tǒng)分模塊設(shè)計(jì)的整體價(jià)值和意義。 由實(shí)例在解構(gòu)中理解模型中的關(guān)鍵要素，在遷移中學(xué)會(huì)模型的構(gòu)建。 把舞臺(tái)還給學(xué)生，讓學(xué)生來(lái)主持和組織，創(chuàng)生融洽的學(xué)習(xí)共同體。以小見(jiàn)大，聚焦表達(dá)式，理解開(kāi)關(guān)量的生成，凸顯重點(diǎn)并突破難點(diǎn)。 以“展”與“說(shuō)”的方式，提升成就感，再次突顯對(duì)重難點(diǎn)的關(guān)照。
四、拓展活概念 拓展：開(kāi)關(guān)量的生成在生活中無(wú)處不在，帶著這個(gè)視角我們?cè)賮?lái)分析新場(chǎng)景，確定連續(xù)量、閾值、關(guān)系運(yùn)算符及開(kāi)關(guān)量的生成。 ①燒水壺?zé)淖詣?dòng)控制。 ②聲控小夜燈的感應(yīng)控制。 引導(dǎo)學(xué)生在新的情境中遷移模型，活化概念，也是在新情境中評(píng)價(jià)學(xué)生的素養(yǎng)表現(xiàn)。
五、小結(jié)促升華 提問(wèn)：學(xué)了今天的課，你再看這些事物，有了什么新的認(rèn)識(shí)？ 贈(zèng)言：我們的知識(shí)累積可以看作是一個(gè)連續(xù)量，到達(dá)一定程度就會(huì)生成智慧升級(jí)的開(kāi)關(guān)量。 引導(dǎo)學(xué)生自我組織與自我認(rèn)知，讓學(xué)生以學(xué)科的眼光看世界，以學(xué)科的思維方式解決問(wèn)題。
板書(shū)設(shè)計(jì)

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