第15课 控制系统的安全（教案）2023-2024学年六年级下册信息技术浙教版

第15课《控制系统的安全》教学设计 【课标内容要求】 过分析典型应用场景，了解计算机可用于实现过程与控制，能在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计。 结合生活中的实例，理解过程与控制系统中存在安全问题，知道自主可控的系统在解决安全问题时起到的重要作用。 【教学内容分析】 本课选自浙教版小学信息科技六年级下册第三单元的第15课，在这之前学生已经学习了控制系统的反馈与运算，本节课就是在此基础上对控制系统的安全进行进一步的分析，并为后续的学习打下必要的基础 【教学目标】 1、 能够说出控制系统中的安全问题 2、 通过生活中道闸系统的模拟，学会控制系统安全的防范方法，提升分析问题解决问题的能力 3、 通过本节课的学习，提升自主可控意识对国家安全的重要作用 重点：控制系统的安全问题 难点：控制系统安全问题的防范方法 【核心素养指向】 信息意识：按照任务需求，有意识地应用反馈优化解决问题的过程 计算思维：验证解决方案，反思问题解决的过程和方法，并对其进行优化 数字化学习与创新：在问题情境中，能够利用信息科技开展数字化学习与交流，合作解决问题 信息社会责任：初步具备数据安全防护能力，能保护个人及他人隐私，自觉维护 网络安全和数据安全 【学情分析】 六年级的学生善于观察、思考、联想，有一定的逻辑思维能力，乐于表达自己的想法，能够开展自主学习，经过前两个单元的学习，学生能认识到过程与控制广泛存在于日常生活中，知道其中的反馈、环路、优化等概念，针对简单的过程与控制系统，能通过编程进行验证。 【设计构想】 1． 整体设想 在停车场智能道闸系统的真实问题情境中，通过出示一系列实际问题，引发学生思考，若要解决这些控制系统中的问题，可以采取哪些方法，从而更深入地学习控制系统的安全。 2.教法学法 （1）讨论法：在教师引导开展有效讨论，实现信息的最大价值。 （2）协作学习：开展小组协作学习，互帮互助，共同成长。 （3）探究学习：问题引领，自主学习，合作探究。 （4）迁移应用：将生活经验迁移课堂，帮助分析问题，同时又将课堂所得迁移应用到生活中，培养学生解决利用算法思维解决实际问题的思想。 3．情境与任务 本课以停车场的智能道闸问题为情境，设计了以下三个任务： 任务一：模拟并分析道闸系统中软硬件的原因和防范措施 任务二：分析身份控制中存在的问题和防范措施 任务三：讨论网络安全问题可能带来的威胁和防范措施 4． 学生活动 通过观察实际生活中的安全问题，引发思考，交流讨论控制系统中可能会存在的问题和原因，并根据实际情况不断更新智能道闸控制系统 5． 核心素养的落实 本节课主要在于培养学生的信息意识，计算思维，数字化学习与创新和信息社会责任。通过发现生活中控制系统的问题，形成信息意识；通过在在停车场的真实情境中解决问题，发展计算思维；在小组合作中讨论道闸系统的优化方案，发扬创新精神；在体会自主可控意识对国家安全的重要性中，践行信息社会责任。 6． 评价设计 (1) 过程性评价：在学生完成各个学习活动的过程中，教师对学生表现出来的学习态度，学习方法，小组合作等进行即时性的评价和表扬。 (2) 终结性评价：评价标准如下（3 星：优秀，2 星：良好，1 星：合格） 评价标准 分值 我的得分 能说出控制系统的安全问题 ☆☆☆ 能够根据实际情况分析控制系统中安全的原因 ☆☆☆ 能根据实际控制系统的安全问题选择合适的防范方法 ☆☆☆ 【教学环境及资源准备】 生活中控制系统出问题的视频、停车场中车辆被道闸夹住的图片、有缺陷的道闸系统（arduino开发板、超声波传感器、舵机模块、红外传感器模块、mind+中程序、用积木块搭建的简易道闸系统）、RFID模块、学习单 【教学活动设计】 学习任务 （各环节） 学习过程 设计意图 用时（单位：分钟） 教师活动 学生活动 情境导入 出示车辆在停车场被道闸夹住的图片，你发现了什么？你的感受是什么？ 这是控制系统的安全隐患，会给我们生活带来非常大的不便，今天就让我们一起来谈谈控制系统的安全-->进入新课 说说发现，谈谈感受 创设情境，感受生活中系统不受控制带来的隐患，感受自主可控意识对国家安全的重要性 3 新授 一、控制系统的安全问题以及原因分析 那么在我们生活中，是否也存在着其他的安全隐患呢？ 出示安全问题的一些案例视频（如飞机失控、远程被攻击、滥用职权等） 你还见过哪些呢？交流讨论，是否能给这些问题分类呢？ 结合以上分析，说说分析道闸系统可能会出现问题的原因 二、控制系统的安全防范 1、软硬件问题防范 下发智能道闸系统材料，模拟真实情境，学生尝试，分析在现实情境中，首先针对系统软硬件问题，这个系统存在着哪些缺陷？（硬件方面：传感器放置的位置有问题，