13. 控制系统有特点（教学设计）-六年级信息科技全一册同步备课系列（人教版2024）

该小学信息科技教学设计聚焦控制系统的整体性、功能性、相关性三大特点，通过乡村、城市、校园场景图片导入，引导学生感知控制系统普遍性，从教室环境分析实例积累感性材料，逐步过渡到案例讲解与虚拟仿真体验，最终迁移应用于复杂系统分析。 亮点在于以生活实例（教室照明、自行车）和虚拟仿真（会唱歌的机器人）为载体，培养计算思维（分解分析系统）、数字化学习与创新（虚拟工具操作），采用观察发现、小组合作等方法，让学生将抽象概念具体化，教师可直接使用丰富活动设计，提升教学效率与学生系统分析能力。

13.控制系统有特点 教学设计 学科 信息科技 年级 6年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 13.控制系统有特点 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 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的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。 学科核心素养目标 信息意识：通过观察教室及生活中的各种控制系统（如照明、多媒体、空调等），感知控制系统在社会生产和人们生活中的普遍存在及其重要性，认识到系统是由多个部分组成的整体。 计算思维：通过分析具体控制系统实例，理解控制系统具有整体性、功能性、相关性三大特点，并能运用这些特点描述和分析系统；能初步运用“大系统分解为子系统”的思想方法分析复杂系统。 数字化学习与创新：能利用虚拟仿真工具（如“会唱歌的机器人”）组装和修改模块，直观感受控制系统的整体性和功能性，理解模块在系统中的作用。 信息社会责任：在分析导航系统等复杂系统时，初步形成用系统观看待技术应用的意识，理解各组成部分协同工作对社会运行的重要性。 教学重点 1.控制系统三大特点（整体性、功能性、相关性）的理解与辨析； 2.识别教室及生活中常见的控制系统，并能分析其组成部分和功能； 3.理解复杂系统可以分解为多个子系统。 教学难点 1.抽象概括控制系统的共同特点； 2.理解“相关性”特点中，部分之间以及系统与外部系统之间的相互影响关系； 3.将系统思想迁移应用于分析新的复杂系统（如导航系统）。 教学方法 观察发现法、案例分析法、小组合作探究法、实验体验法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 1.展示图片：呈现美丽的乡村（收割机、种植大棚）、热闹的城市（交通）、熟悉的校园（广播操）等场景。 2.提问：这些井然有序的场景背后，是什么在起作用？ 3.引导：各种各样的控制系统使社会生产和人们生活井然有序。控制系统是由各个部件通过特定技术手段组成的，按照一定的规则或原理运行，从而实现特定功能的整体。 1.观看视频/图片，感受不同场景中的有序运行。 2.思考并回答：是各种机器、设备、规则在起作用。 3.理解控制系统的定义，明确本课学习对象。 创设宏观社会生活情境，引导学生感知控制系统的普遍性和重要性，从具体场景抽象出“控制系统”概念，激发探究兴趣。 环节2 教室里的控制系统 活动：寻找教室里的控制系统 1.布置任务：认真观察教室，小组讨论并列出能发现的控制系统。 2.引导分析：以“照明系统”为例，分析其组成部分（电源、开关、灯、电线）和功能（照明）。 3.组织分享：各小组分享发现的系统（如风扇系统、空调系统、广播系统、多媒体教学系统等），并尝试分析其组成部分和功能。 4.完成“教室里的控制系统分析表”。 1.小组合作，观察教室，列举发现的控制系统。 2.在教师引导下，分析照明系统的组成和功能。 3.小组代表分享发现的其他系统，并简要说明其组成和功能。 4.填写或补充分析表。  从学生最熟悉的教室环境入手，引导他们发现并分析身边的控制系统，将抽象概念具体化，为总结系统特点积累感性材料 环节3 了解控制系统的主要特点 特点一：整体性 1.案例讲解：以空调系统为例，说明它是由室内机、室外机、电路等部分按一定结构组成的整体。 2.迁移理解：展示计算机系统结构图（硬件系统、软件系统），说明各部分共同构成一个整体。 3.归纳定义：控制系统是各个部分按一定的结构组成的一个整体。 特点二：功能性 1.提问引导：空调系统、灌溉系统分别有什么功能？ 2.归纳定义：无论什么样的控制系统都具有某种特定功能。 特点三：相关性 1.案例讲解： (1)部分之间：空调遥控器坏了，空调无法工作；教室电灯电线断了，灯无法工作。 (2)系统之间：教室照明系统与学校电路系统相关，学校停电，照明、空调等系统都无法工作。 2.归纳定义：控制系统中的各个部分之间存在关系（内部相关性）；一个控制系统往往还与其他控制系统存在一定的关系（外部相关性）。 1.聆听案例，理解“整体性”含义，知道系统是各部分有机结合的整体。 2.思考并回答空调、灌溉系统的功能，理解“功能性”。 3.通过案例分析，理解部分故障影响整体（内部相关），以及系统受外部系统影响（外部相关）。 通过空调、计算机、灌溉等典型且贴近生活的案例，逐一剖析控制系统的三个核心特点，帮助学生建立清晰、具体的认知。 环节4 辨一辨自行车控制系统 1.出示自行车结构图及描述： (1)自行车的功能是作为交通工具骑行。（体现什么特点？） (2)自行车由结构、转向、变速、刹车等系统组成。（体现什么特点？） (3)自行车刹车把手坏了，会影响骑行。（体现什么特点？） 2.组织学生判断每条描述主要体现了哪个特点（功能性、整体性、相关性）。 3.总结强调：一个具体的控制系统往往同时体现多个特点。 1.观察自行车结构图，阅读三条描述。 2.独立思考并判断每条描述对应的系统特点。 3.参与讨论，明确三个特点在具体实例中的体现。 以学生熟悉的自行车为例，进行知识应用与辨析，巩固对三大特点的理解，并认识到它们在实际系统中是交织在一起的。 环节5 编程体验整体性和功能性 活动：虚拟仿真——会唱歌的机器人 1.在虚拟实验平台打开“会唱歌的机器人”程序。 2.体验整体性：观察机器人由机身、播放器模块、程序等共同构成一个整体，才能实现“唱歌”功能。 3.体验功能性： (1)运行原程序，观察机器人唱歌。 (2)在程序中删除或修改播放器对应的代码模块，再次运行，观察机器人是否还能唱歌。（功能丧失） (3)重新添加播放器及代码，并修改旋律参数，再次运行，观察变化。（功能改变） 4.引导总结：机器人、播放器、程序、参数共同构成一个整体（整体性）；删除或修改关键部分，功能会丧失或改变（功能性）。 1.在仿真工具中操作“会唱歌的机器人”程序。 2.按照步骤进行实验：观察原功能→删除/修改代码→观察功能变化→恢复并修改参数。 3.结合实验现象，从整体性和功能性角度描述体验过程。 通过动手实验，让学生直观、深刻地感受控制系统的“整体性”（缺一不可）和“功能性”（组成部分决定功能），将抽象特点转化为可操作的体验。 环节6 拓展与提升 活动探究：分析汽车导航系统 以小组为单位，尝试用控制系统的特点分析小智爸爸开车用的导航系统。 1.导航系统本身的主要部分有哪些？（体现整体性） 2.在这个案例中，导航系统显著的功能是什么？（体现功能性） 3.导航系统与哪些其他系统相关？（说出三个即可，体现相关性） （提示：如卫星定位系统、道路交通信息系统、汽车动力系统等） 1.小组讨论，结合生活经验或资料，分析导航系统。 2.尝试从三个特点的角度回答问题，完成探究记录。 3.小组代表分享讨论结果。 将习得的系统分析框架（三大特点）迁移到一个更复杂、更贴近现代生活的系统（导航系统）中，培养学生用系统观分析问题的能力，实现知识的内化与升华。 环节7 总结 1.引导学生回顾本课核心内容：控制系统的三大特点——整体性、功能性、相关性。 2.强调系统思想：复杂的控制系统（如学校、城市）可以看作由许多小系统（子系统）组成，它们相互关联、协同工作。 3.总结：通过学习，我们进一步了解了控制系统的广泛应用，能结合实例分析其主要特点，并初步具备了用整体观去分析控制系统的意识。  1.跟随教师回顾，梳理控制系统三大特点。 2.理解复杂系统可分解为子系统的思想。 3.明确本课学习收获。 系统梳理本课知识，帮助学生构建关于控制系统特点的完整认知，并初步渗透“系统分解”的系统工程思想，为后续学习做铺垫。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能准确说出控制系统的三大特点（整体性、功能性、相关性），并能简要解释 2.能列举教室中的至少3个控制系统，并能分析其组成部分和主要功能 3.能运用三大特点，正确分析自行车、导航系统等实例 4.能通过虚拟仿真实验，描述机器人系统中整体性与功能性的体现 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.初步形成用系统观看待和分析技术产品的意识 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $