第21课 到达指定的楼层（教学设计）-2025-2026学年信息科技六年级全一册人教版

《到达指定的楼层》教学设计 设计者 艾晓恽 金州区民和小学 电话 15734066117 第 下 册 第 六 单元 时长 共 4 课时 项目名称 电梯运行的控制 备注 驱动问题 本质问题: 如何构建并优化智能电梯控制系统？ 驱动问题：电梯运行涉及哪些复杂的控制系统？ 驱动问题分解： 1.电梯是如何工作的？ 2.电梯如何根据刷卡和楼层按键信息，到达指定楼层？ 3.电梯门是如何根据输入信息（如上行/下行键、开门键）进行状态切换的？ 4.电梯是如何检测超载并停止运行的？ 成果 团队成果 控制电梯到达指定楼层的活动单。 个人成果 电梯运行的流程图 课标 对照 核心概念、原理等知识图谱 理解电梯运行控制系统的基本原理，掌握开关量、连续量等基本概念，熟悉逻辑运算在控制系统中的应用。 所属模块 过程与控制 逻辑与运算 课标内容 要求 （1）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。 （2）通过观察身边的真实案例，了解一个大的系统可以分解几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。 （3）通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算。 项目概述实施步骤 第六单元 电梯运行的控制 项目概述 1、 学情分析 六年级学生已经具备了一定的信息技术基础知识，对简单的控制系统有初步了解。他们处于从形象思维向抽象思维过渡的关键时期，对复杂系统的理解和分析能力有待提高。 2、 单元教学目标 1．了解电梯控制系统的基本原理和组成部分，形成对复杂控制系统的整体认识。 2．通过分析电梯和运行过程，理解输入、计算、输出的基本计算模式。掌握与运算、或运算和非运算等逻辑运算规则，并将其应用到实际问题的解决中。通过绘制系统工作过程示意图和算法流程图，提升抽象思维和建模能力。 3．利用虚拟仿真工具或开源硬件进行实验操作，提升数字化学习和创新能力。小组合作设计并实施电梯控制系统的改进方案，培养创新思维和团队协作能力。 4．了解电梯系统中的安全性和稳定性要求，形成对信息安全和系统稳定性的认识。 三、单元项目主题及教学内容设计 1、项目主题设计背景、内容要求 本单元以电梯运行为核心，通过四个主要课时学习，逐步深入电梯控制系统的组成、工作原理、算法设计及安全性分析。 找找电梯子系统：引导学生分析电梯系统的主要子系统及其功能，理解系统的复杂性和模块化设计。 到达指定的楼层：通过分析刷卡和按楼层数字键控制电梯运行的过程，掌握与运算规则，了解输入条件与输出结果的逻辑关系。 电梯门的开与关：探讨电梯门控制系统的工作原理，掌握或运算规则，理解电梯们保持打开状态的条件。 分析电梯超载警报系统的工作原理，掌握阈值设置和比较逻辑，了解非运算规则在安全控制中的作用。 2、实施步骤 第一步：理解复杂控制系统的工作原理 第二步：逻辑运算规则的灵活运用 第三步：控制系统设计与实施 活动分解及课时 第一课时 找找电梯子系统 1、 任务设计 通过带领学生走进电梯的内部世界，通过实物观察、视频解析等方式，引导学生逐一识别电梯的各大子系统，如驱动系统、控制系统、安全保护系统等，并理解它们各自承担的功能及相互之间的协作关系。 二、教学目标 信息意识：理解电梯作为复杂控制系统在现实生活中的重要性及其对社会生产和生活的影响。 计算思维：对电梯系统的运行过程进行抽象和分解。 数字化学习与创新：根据学习需求，有效搜索和管理相关学习资源，反思和改进自己的学习过程。 信息社会责任：理解电梯控制系统在保障公共安全方面的作用，树立安全使用电梯的意识。 第二课时 到达指定的楼层 一、 任务设计 通过聚焦电梯的运行逻辑，通过模拟乘客发出指令到电梯准确停靠的全过程。让学生直观感受到输入（乘客指令）、计算（楼层判断与路径规划）、输出（电梯运动）这一系列流程。 二、教学目标 信息意识：能够识别电梯系统中的关键信息点，如输入、计算、输出等环节，增强对控制系统信息的敏感度。 计算思维：对电梯系统的运行过程进行抽象和分解，理解“输入-计算-输出”的计算模式。 数字化学习与创新：利用虚拟仿真工具或开源硬件模拟电梯控制系统的运行，开展数字化实验和探究。 信息社会责任： 理解电梯控制系统在保障公共安全方面的作用，树立安全使用电梯的意识。 第三课时 电梯门的开与关 一、 任务设计 通过探讨电梯门的开关逻辑控制，引入或运算规则，解释在特定条件下电梯门如何智能响应乘客的进出需求。 二、教学目标 信息意识：根据电梯系统的运行信息，评估其可靠性和安全性，初步具备辨别信息真伪的能力。 计算思维：能运用逻辑运算规则，分析电梯子系统的控制逻辑，设计简单的控制算法。 数字化学习与创新：小组合作学习，共同设计电梯控制系统的改进方案，提升团队协作和创新能力。 信息社会责任：认识到自主可控技术在保障电梯控制系统安全中的重要性。 第四课时 如果超载电梯停 一、 任务设计 通过分析电梯超载警报系统的工作机制，引入非运算规则及阈值概念强调控制系统在保障公共安全方面的重要作用。 二、教学目标 信息意识：根据电梯系统的运行信息，评估其可靠性和安全性，初步具备辨别信息真伪的能力。 计算思维：通过流程图、真值表等工具描述和验证电梯控制系统的算法，发展系统思维和问题解决能力。 数字化学习与创新：小组合作学习，共同设计电梯控制系统的改进方案，提升团队协作和创新能力。 信息社会责任：识别电梯控制系统中信息安全问题，采取适当措施进行防护。。 第 二课时 到达指定的楼层 教学目标（支撑课程总目标及及单元目标、育人价值） 1.信息意识：学生能够意识到电梯运行背后的信息处理过程，以及逻辑运算在其中的作用。 2.数字化创新与实践：通过操作相关程序，分析解决乘电梯问题，培养学生利用数字化工具解决实际问题的能力。 3.计算思维：理解电梯运行算法流程，掌握逻辑与运算，学会将复杂问题分解为多个步骤，用计算思维分析和解决问题。 4.信息社会责任意识：引导学生认识到信息技术在生活中的广泛应用，培养正确使用信息技术的责任感。 学情分析 小学六年级阶段的学生对新鲜事物充满好奇，具有一定的自主探究和小组合作能力，但抽象思维能力尚在发展中。对于与生活紧密相关的电梯运行内容，容易引发他们的兴趣，但理解算法和逻辑运算可能存在一定难度。 主要教学内容 本节课围绕电梯运行展开，涵盖电梯运行的算法流程图分析、控制电梯到达指定楼层的操作、电梯运行与运算的原理讲解。这些内容将信息技术中的算法和逻辑运算知识融入生活实例，是培养学生计算思维的重要内容。 重难点及解决策略 教学重点：理解电梯运行的算法流程，掌握控制电梯到达指定楼层的条件和逻辑与运算。 教学难点：运用逻辑与运算分析和解决实际问题，将知识灵活应用到其他情境中。 教学策略：小组合作法、任务驱动法 教学方法 情境教学法、实践操作法 学习资源 “电梯虚拟运行”“电梯运行流程图”“电梯运行与运算” 等相关文件的课件和程序，多媒体教学设备。 教学环境设备资源 多媒体教室 互联网 成果、发布方式及评价标准 完成电梯运行的流程图、控制电梯到达指定楼层的活动单。 高阶认知 学生还具备了一定的抽象思维能力和问题解决能力。他们能够从具体的现象中抽象出控制系统的基本原理和规律，并运用所学知识解决实际问题。学生需要深入学习电梯控制系统的工作原理。他们要了解电梯如何根据乘客的需求进行上升或下降的运动，以及如何通过逻辑运算规则实现电梯的自动调度和控制。这有助于学生理解电梯控制系统的核心技术和关键算法，提升他们的技术素养。 实践性评价 探究性实践 社会性实践 调控行实践 审美性实践 技术性实践 教学活动设计思路及流程图 开 始 回顾知识、引出新课 模拟电梯运行，分析算法流程 项目探究设计 活动探究、逻辑运算 数字化工具验证 过程性评价 实践操作 仿真实验工具、任务单、评价表、学习资源搭建脚手架 项目实施 课程总结、拓展延伸 项目评价 交流完善、创新 教学 环节 教师的 教学行为 学生的 学习活动 评价 设计意图 阶段目标标准 方法 时间安排 回顾知识 引入新课 教师以问题形式引导学生回顾知识。 1.同学们，观察图片回忆上节课的学习，轿厢电梯中用到了哪些子系统？ 2.同学们，在日常生活中，你们都在哪里使用电梯？并且怎样使用的？ 通过日常生活中的经验，我们发现在不同环境中，不同电梯的使用方法也不一样。 3.同学们想一想，同样都是轿厢电梯，为什么医用电梯和观光电梯使用时，只需要按楼层数字键。而住宅电梯需要刷卡和按楼层按键才可以运行？ 4.电梯增加刷卡功能，目的是进行身份的验证，避免没有使用权限的人员乘坐电梯带来的安全隐患。你还能想到其他的身份验证方式吗？ 引导学生以使用住宅电梯为例，学习到达指定的楼层。 1.学生回顾知识呼叫系统、刷卡系统、楼层编号按键系统、超载警报系统、楼层指示灯系统。 2.学生描述自动扶梯、医用电梯、观光电梯、货运电梯、住宅电梯的使用方法。 3．学生通过分析生活经验明确刷卡可以验证身份信息，保证居住的安全。 4.学生回答身份验证的方式，人脸验证、指纹验证、密码验证。 对电梯系统的运行过程进行抽象和分解。理解电梯控制系统在保障公共安全方面的作用，树立安全使用电梯的意识。 思考回答问题。 通过引导学生对所学知识进行回顾复习，在电梯系统里引出电梯使用过程，从而以生活经验理解住宅电梯的使用过程和刷卡功能的安全性。 3 仿真实验，描述算法 1.同学们，让我们一起进入仿真实验，体会控制电梯运行到指定楼层。 探究要求：运行“海底电梯”程序，帮助哪吒找到敖丙。并说说你是怎么做到的？ 2.电梯究竟如何才能运行呢？让我们一起探究学习吧！ 探究要求：小组合作，运行“海底电梯”程序，探究电梯运行的状态实验。 3.小组合作探究，选择你们组感兴趣的方式补充或绘制电梯运行算法流程图。 思考：认真仔细观察，这两个小组电梯运行算法流程图哪里不一样？ 1.学生运行仿真实验程序首先呼叫电梯，然后进入电梯后，刷卡、按楼层数字键，最后，到达楼层下电梯。 2.学生汇报探究电梯运行的状态实验结论。只刷卡成功，电梯不能运行。只按楼层数字键也不能运行。电梯能到达指定楼层，需要满足的条件是刷卡和按楼层数字键。 3.学生打开“电梯运行算法”程序补充。或者在实验探究单上绘制。请一组同学，到教师机进行绘制算法流程图，一组在黑板上补充流程图。 通过操作相关程序，分析解决乘电梯问题，培养学生利用数字化工具解决实际问题的能力。 教师通过与学生的互动对学生的理解、回答问题的能力、表达能力等进行评价。学生通过小组合作探究，汇报总结展示等活动进行评价。 通过模拟电梯，分析电梯运行的算法流程。通过语言描述、流程图进行描述。以补充流程图和绘制流程图两种方式，了解多个条件无前后的与运算，并满足学生知识水平掌握水平的不同。 10 探究对比、体验模块 1.引导思考，通过观察电梯运行算法流程图，我们电梯运行的满足条件是什么？补充条件。 教师总结与运算，在系统运行过程中，用来判断多个条件是否同时都满足的逻辑运算就是“与”运算。 2.指导学生思考与运算在控制系统中常常出现。控制系统有三大环节？结合我们的与运算式子，思考输入是什么？输出是什么？计算是什么？ 3.同学们都能把控制系统的三大环节和与运算式子相对应，那试着把电梯运行状态对应输入输出状态表。 4.在信息科技课程中，我们要用规范术语来描述计算机语言，通常用0和1的二进制表示。 小组合作探究，用0表示否，1表示是，来完善输入和输出状态真值表。 5.通过我们学到的知识，我们还可以让与运算式子与算法流程图更加简洁。 用模块A表示刷卡，用模块B表示按楼层数字键，模块C表示电梯运行到指定楼层。 谁来补充与运算式子？ 6.通过流程图对比，我们发现使用模块和真值的流程图更加简洁。 1．学生思考回答：刷卡成功和按下楼层数字键。并补充条件。 2.学生总结：控制系统有三大环节。输入是刷卡与按楼层数字键，输出是电梯运行到指定楼层，计算是分析处理生成指令的箭头。 3.学生完善输入和输出状态真值表。小组汇报组内实验结论。 4.学生对比实验探究两个表格，发现它们有什么特点。电梯运行状态是用文字或符号描述的，比较详细。 输入和输出状态真值表是用真值表示的，更加简洁。 5.学生实践操作。根据每个模块的真值，再来描述算法流程图。 6.学生展示流程图，通过流程图对比，说说有什么发现。 理解电梯运行算法流程，掌握逻辑与运算，学会将复杂问题分解为多个步骤，用计算思维分析和解决问题。 通过小组评价，学生互评，以及教师指导性评价，探究学生在实践操作中的表现。 通过小组合作探究，记录完成活动探究单。在探究过程中，研究在控制系统中的算法，实验操作、验证与运算的规则。 以真值1，0的变化，再次实验验证与运算的算式。 通过与运算式子与控制系统环节对应，引出电梯运行状态与输入输出状态表对应，引导学生用输入输出状态真值表表达。 两个实验探究表格对比，突出真值的简洁。再用模块和真值简化与运算式子和算法流程图，再次对比算法流程图，明确模块和真值的简洁。 15 总结拓展 1.通过本节课的学习，同学们都有哪些收获呢？ 2.同学们想一想，在我们的生活中是否还存在其他与运算控制过程？ 3.教师总结：原来在生活中也有这么多与运算的控制过程，希望大家留心观察与实践把学到的知识与生活实际相结合，更好地服务于我们的学习和生活。 1.学生分享收获：学会与运算规则是同时满足，学会用流程图描述算法。知道用模块代码描述算法具有简洁性。 2.学生说说生活中应用。自动照明灯的开启需要满足条件。 自动售货机的售出商品需要满足条件。 引导学生认识到信息技术在生活中的广泛应用，培养正确使用信息技术的责任感。 教师通过学生的回答问题的能力、表达能力等进行评价。 总结本节课的学习体会，并拓展延伸生活中与运算控制的案例，培养学生联系生活，正确使用技术。 5 项目评价 成果发布 方式 资源 反思与迁移 以电梯控制系统为主线，通过逐步深入的方式，将理论知识与实际应 用相结合，旨在提升学生的计算思维能力和问题解决能力。注重培养学生的团队协作能力和创新思维。在学习过程中，学生需要分组合作，共同完成任务；鼓励他们提出自己的见解和解决方案，以培养学生的创新意识和实践能力。学生将通过分析真实世界中的电梯控制系统，了解其在不同场景下的应用特点和优化策略。这一过程不仅有助于学生深化对理论知识的理解，还能提升他们的计算思维能力和问题解决能力。学习过程中通过对算法流程图和真值模块流程图进行对比，分析真值模块的最简洁等特点。 教学反思 通过分析电梯如何根据刷卡和楼层按键信息到达，指定楼层，理解逻辑运算（与运算）在控制逻辑中的应用。学生不仅深入理解了电梯运行控制系统的基本原理，还掌握了逻辑运算关键概念。利用开源硬件或虚拟仿真工具进行模拟实验，让学生在实践中掌握控制系统的设计与实现方法。以小组讨论的形式，促进学生之间的交流与合作，共同解决学习中的难题。 学生不仅掌握了电梯控制系统的基本原理和逻辑运算方法，还通过模拟实验和项目式学习提升了数字化实践能力和创新思维。在教学过程中也发现了一些问题，如部分学生对复杂逻辑运算的理解存在困难，需要在后续教学中加强引导和练习。为了进一步提升教学效果，可以引入更多的实际案例和情境模拟，让学生在真实的情境中学习和应用知识。还可以鼓励学生积极参与课外科技活动和社会实践，将所学知识应用于解决实际问题中，培养其综合素质和创新能力。 板书设计（体现知识、技术、思维、结构及育人价值） 到达指定的楼层 输入 计算 输出 刷卡、按下楼层数字按键 分析处理生成指令 电梯运行到指定楼层 刷卡成功 与 按下楼层数字键 = 电梯到达指定楼层 学科网（北京）股份有限公司 $