2.4信息系统中的控制教学设计-2025-2026学年浙教版高中信息技术必修二

《信息系统中的控制》教学设计 基本信息 课 题 信息系统中的控制 学 科 信息技术 学习领域 体验 年 级 高二年级 教科书版本及章节 浙教版信息技术新教材必修2模块《信息系统与社会》第二章第四节 课时教学设计 课型 新授课√ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 一、教学内容分析 本节课选自必修2《信息系统与社会》第二章第四节传感与控制，本节由信息系统与外部世界的联系、常见的传感器技术、传感器信息的获取、射频识别技术和信息系统中的控制等五个部分内容组成。本节课主要是围绕信息系统中的控制展开，由小米传感器生成智能家居的过程导入，并通过学习任务单的体验，了解智能终端与计算机之间串口通信方式，对于2.5网络系统中数据通信系统有线传输介质拥有感性的体验，为2.6网络应用软件开发埋下伏笔。 二、学习者分析 授课对象为缙云中学高二年级文科班学生，学生上一个单元学习了常见的传感技术与信息系统如何通过传感器获取外部信息，对于信息系统中的控制与反馈有一点了解。同时因学生基础较差，无法独立完成编程，但是又对自己能动手充满兴趣，所以本节课以体验为主。 三、教学目标 具体目标 所指向的核心素养 1.了解信息系统中的控制机制。 1.【信息意识】：在合作学习过程中，愿意与团队成员共享信息；能够按要求获取信息。 2. 通过任务体验智能终端（以micro: bit为例）传感器间互动控制与计算机的互控。 2.【计算思维】：知道信息系统与外部世界的连接方式；学会用信息系统的工作方式去思考解决问题的方法。 3.【数字化学习与创新】能构建简单的信息系统，积极利用各种信息系统促进学习与发展。 四、教学重难点 教学重点：了解信息系统中的控制机制。 教学难点：计算机与智能终端（以micro: bit为例）传感器间的互动控制。 五、教学策略与方法 以小组合作与任务驱动为教学方法；通过实际生活问题，探究信息系统中的控制机制。 六、教学准备 有教学控制软件的多媒体机房、BXY软件、python编程软件、课件。 七、评价设计 1.过程性评价： 在上课过程中，及时对自己的学习情况做客观评价，在任务单“ ” 中里标注： 打勾（√）：表示已理解、能正确完成 画圈（〇）：表示部分理解、部分完成 打叉（×）：表示完全不理解、不能完成 2.终结性评价 能够完学后反思的问题。 8、 教学过程 （1） 实际生活问题引入：通过小米门窗传感器与米家app、小爱音箱的联动以及更多玩法的视频， 请学生思考在这个过程中传感器、获取信息、反馈过程分别是什么？教师提出信息系统中的控 制的概念。 【设计意图】：通过门窗传感器的应用，帮助学生了解这是信息系统控制技术的一种应用。通过观察 与探讨思考，学生认识信息系统如何通过传感器获取外部世界信息，师生对话、探讨启发学生思考， 让学生从实际生活应用思考，引出概念，培养信息意识。 （2） 学习活动设计 1.知识讲解 信息系统通过传感器能够获取外部世界的各种信息，通过执行器，则可以作用于外部世界。执行器 是指在控制系统中接受控制信息并对受控对象施加控制作用的装置。如智能手环可以用简单的震动来 提醒用户，除最常见的闹钟唤醒、来电提醒和消息提醒外，还可以实现一些特殊的提醒：发现用户久 坐时，会提醒用户起来运动；发现用户运动过量时，会提醒注意休息等。火车、地铁的检票系统则可 以控制闸机的打开和关闭，大楼的火警预报系统在发现火情后不仅会发出警报，还能提醒不同楼层的 用户如何便捷地找到逃生通道。 在诺伯特•维纳（NorbertWiener)提出的控制论中，控制的基础是信息，一切信息传递都是为了控 制，任何控制又依赖信息反馈来实现。信息反馈是指系统输出信息后，其返回的结果将对信息的再次 输出产生影响，从而起到制约的作用，以达到预定的0的。例如，智能农场系统利用湿度传感器实时 获取土壤湿度，如果湿度值低于预设的阈值，系统将启动浇水装置，使土壤湿度值上升到预设的湿度 范围。 【设计意图】：通过生活中信息系统应用实例，了解信息系统中的控制论，理解信息系统中的控制工 作原理，为接下去的任务体验奠定理论基础。 2.任务实践体验 （1）学习任务一：回忆教师刚刚使用门窗传感器的过程，选取生活中一个常见的信息系统控制技术应用 实例，填写下图中对应位置，形成控制与反馈图 （2）学习任务二：用计算机控制智能终端micro: bit的LED阵列 1、 用BXY软件打开程序1，并烧录至micro: bit中，点击“串口”按钮打开串口界面，分别向 串口发送‘H’和‘S’时，观察LED阵列输出结果。 2、 关闭BXY并打开Spyder，运行程序2的代码（可参考课本P62页的第3点）并在Shell 窗口依次输入ser.write(‘H’.encode())和ser.write(‘S’.encode())，观察输入‘H’和 ‘S’时LED阵列显示结果。 （3）学习任务三：运用micro: bit作为智能终端，通过光敏传感器采集光线值 1、 用BXY软件打开程序3，并烧录至micro: bit中，单击“串口”按钮打开串口界面，通过光 敏传感器获取光线值。 2、 尝试遮挡光敏传感器，观察数据变化，总结规律。 （4）学习任务四：用BXY软件打开程序4完成填空，由自己设定阈值，实现通过光敏传感器控制 LED阵列显示“高兴”或“难过”表情。 from microbit import * #引用micro: bit库 while True: #循环 gx=pin1.read_analog() #向串口发送当前环境光线的数值 if gx>100 : display.show(Image.HAPPY) sleep(500) else: display.show(Image.SAD) 【设计意图】：学生经过实践体验，通过micro: bit作为智能终端，计算机发送控制指令实现相应功 能，了解信息系统的控制过程，培养计算思维。通过串口数据的观察，了解信息系统时如何通过传感 器获取外部数据。 九、作业与拓展学习设计 1.学后反思： （1）通过本课的学习，你知道如何用计算机控制micro: bit了吗？ （2）为什么程序设计要分为智能终端程序和计算机端程序？我们可以把整个程序都写在智能终端吗？ 2.拓展任务 信息系统要从传感器获取信息，可以采取多种通信方式，如无线网络、蓝牙、串口（COM接口）等；同时通信系统可以通过多种通信方式发送操作指令控制LED、舵机等常见的执行器，请比较不同通信方式的优缺点并例举生活应用实例。 4 学科网（北京）股份有限公司 $$