内容正文:
一 、教材分析
第一单元:现实世界中,系统具有普遍性,任何事物都可以看作是由多个要素联结而成的系统。学生在认识世界、解决问题、处理关系等过程中,都需要运用系统的眼光、系统的思维以及系统的方法。本单元响应课程标准“过程与控制”模块的第二条要求 “通过观察身边的真实案例,了解一个大的系统可以分解为几个小系统,一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块”, 是该模块的起始学习内容。本单元以身边的真实系统作为讨论和研究的对象,经历感知、了解和观察分析系统的过程,形成 “系统无处不在”的初步体验和感受,了解系统的组成、特征 以及观察系统的基本方法,感受重要的系统在安全和自主可控 等领域面临的风险和挑战,为学生学习“控制系统”做好基础概念的铺垫。
第二单元:计算系统是一种以计算机为核心,通过计算和处理数据 来完成特定工作的系统。生活中广泛存在着“输入一计算一 输出”的计算模式,与计算系统一脉相承,体现了“算法思 维”的重要思想。这也是课程标准“过程与控制”模块的核心 内容,同时也是用计算机解决问题的实践应用。为了降低学习 难度,本单元依据计算系统的结构逻辑,围绕“输入”和“输 出”两大环节进行探究,将相对抽象的“计算”环节安排到第 三单元“控制系统中的计算”进行学习。同时,考虑到控制系 统结构分析的需要,在本单元叙述中将“计算”“反馈”等采用“黑箱”处理。在第一单元认识系统的基础上,本单元探索的是控制系统 的三个典型环节,进一步学习用计算机解决问题的一般流程, 巩固计算系统中“输入—计算—输出”的基本模型,为后续深 入学习“过程与控制”做好铺垫。教材将生活与计算系统进行 关联,从“系统与环境交换信息”的视角来分析控制系统的三 个典型环节,再以“自主可控”的思维来研究控制系统的功能 与影响。本单元以“水壶烧水控制系统”为载体,分析其输 入、计算、输出三个典型环节,构建对控制系统的初步认知; 再借助生活中常见的控制系统案例,通过抽象与分析,探索系 统的输入、输出部分,感受各种各样的输入、输出类型,意识到控制系统中控制的合理使用对学习生活的重要意义。
第三单元:计算是依据特定的规则与算法将数据从一种形态转换为另 一种形态的处理过程。在控制系统中,计算是实现过程与控制的关键环节。本单元响应课程标准“过程与控制”模块的第一条要求,即“通过体验和认识身边的过程与控制,了解过程与控制可以抽象为包含输入、计算和输出三个典型环节的系统。”在前一单元认识控制系统以及输入与输出环节的基础上,本单元进一步认识计算环节,由控制系统中的计算、计算机在控制系统中的作用、认识查表计算和条件计算、认识循环结构以及恒温箱实验等内容组成。控制系统中的计算类型较多,本单元选取了较为基础的查表计算和条件计算两种类型。控制系统中的计算通常总是周而复始地反复执行,因此本单元将循环结构安排在计算环节中学习,介绍了循环结构以及计次与条件两种具体的循环结构形式。单元末尾以恒温箱实验作为综合性学习任务,让学生综合运用单元所学内容,经历系统模型搭建、控制算法设计与程序验证执行等活动过程。控制系统中的计算在“身边的算法”和“过程与控制”两个模块的学习中都起到桥梁作用。通过本单元的学习,学生对控制系统中的计算以及算法的控制结构有比较完整的认识。
课序
课题
主要内容
第1课
身边的系统
身边的系统、系统的整体性与目的性、 系统的普遍性与多样性。
第2课
系统的构成
系统与子系统、认识模块。
第3课
观察系统
观察身边的系统、分析系统的结构。
第4课
生活中的控制系统
认识控制系统、对生产生活的 影响。
第5课
控制系统的三个环节
输入、计算、输出。
第6课
控制系统的输入
各种各样的输入、控制系统中的输 入类型分析。
第7课
控制系统的输出
各种各样的输出、控制系统中的输 出结果分析。
第8课
体验控制系统
人工控制与自动控制、恒温槽 实验。
第9课
控制系统中的计算
控制系统中的计算、控制系统中计算 的类型。
第10课
计算机在控制系统中的作用
计算机控制系统、计算机控制系统的 优势。
第11课
查表计算
认识查表计算、用查表计算解决实际 问题、程序体验查表计算。
第12课
条件计算
生活中的条件计算、运用条件计算实 现过程控制。
第13课
循环结构(一)
认识循环结构、用流程图描述循环结 构的算法。
第14课
循环结构(二)
认识计次循环、认识条件循环
第15课
恒温箱实验
设计恒温箱硬件结构、设计恒温箱控 制算法、调试验证与改进优化
二、教学目标
第一单元
素养目标
通过本单元的学习,学生能认识系统的普遍性与多样性、整体性与 目的性以及层次性等特征,能初步以系统的观点观察身