第23课 如果超载电梯停（教学设计）-2025-2026学年信息科技六年级全一册人教版

《如果超载电梯停》教学设计 设计者 王宇晨 金州区五一路小学 电话 15033519812 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 电梯超载警报系统相关实验表格、算法流程图。 个人成果 电梯超载警报系统工作原理分析报告 课标 对照 核心概念、原理等知识图谱 理解电梯超载警报系统的基本原理，掌握阈值概念，熟悉非运算规则在控制系统中的应用，进一步理解控制系统的输入、计算、输出三大环节。 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，加深对包含输入、计算和输出三个典型环节的系统的理解。 （2）通过观察身边的真实案例，进一步掌握系统分解和模块划分的方法。 （3）通过分析具体过程与控制系统的实例，掌握阈值概念，理解非运算规则，能运用相关知识分析和解决实际问题。 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。 第四课时 如果超载电梯停 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超载警报系统背后的信息处理过程，认识到阈值和非运算在其中的关键作用，加深对控制系统安全性的理解。 2. 数字化创新与实践：通过操作虚拟仿真程序进行实验探究，记录和分析实验数据，运用数字化工具完善算法流程图，培养数字化实践和创新能力。 3. 计算思维：理解电梯超载警报系统的算法流程，掌握阈值概念和非运算规则，学会运用逻辑思维分析和解决实际问题，提升系统思维能力。 4. 信息社会责任意识：引导学生认识到电梯超载的安全隐患，树立安全使用电梯的意识，理解信息技术在保障公共安全中的重要作用，培养相应的社会责任。 学情分析 小学六年级学生经过本单元前几课时的学习，已经对电梯控制系统的组成和基本逻辑运算规则有了一定的了解，具备了初步的实验探究和小组合作能力。但阈值概念较为抽象，非运算规则与之前学习的与运算、或运算逻辑关系不同，学生理解起来可能存在一定难度。同时，学生对电梯超载的现象有生活经验，但对其背后的技术原理缺乏深入思考，需要通过具体实验和实例引导，将生活经验转化为专业知识。 主要教学内容 本节课围绕电梯超载警报系统展开，涵盖电梯超载警报系统的工作原理分析、载重数值与电梯状态关系的实验探究、阈值概念的理解、非运算规则的掌握以及相关算法流程图的绘制和完善。通过将抽象的技术概念与生活实例、实验操作相结合，帮助学生理解控制系统的安全性设计，提升逻辑分析和数字化实践能力。 重难点及解决策略 教学重点：理解电梯超载警报系统的工作原理，掌握阈值概念和非运算规则，能分析载重数值与电梯状态的关系。 教学难点：将非运算规则和阈值概念应用到实际问题分析中，灵活绘制和完善算法流程图。 教学策略：实验探究法、案例分析法、小组合作法 教学方法 情境教学法、实验操作法、讲授法、小组合作探究法 学习资源 “电梯超载仿真实验” 程序、电梯超载相关视频和新闻片段、实验表格、算法流程图模板、多媒体教学设备 教学环境设备资源 多媒体教室 互联网 计算机（安装虚拟仿真实验程序） 成果、发布方式及评价标准 完成电梯超载警报系统实验表格、电梯超载警报系统算法流程图、电梯超载警报系统工作原理分析报告。 发布方式：小组代表展示实验成果和流程图，分享分析报告。 评价标准：实验数据记录准确完整；能准确描述电梯超载警报系统工作原理；正确理解阈值概念和非运算规则；算法流程图逻辑清晰、规范。 高阶认知 学生具备一定的实验探究和逻辑分析能力，能够通过实验数据总结规律，抽象出阈值概念和非运算规则。在学习过程中，需要将生活中的电梯超载现象与信息技术中的控制系统原理相结合，深入理解电梯超载警报系统的工作机制，并用流程图、真值表等专业工具进行描述和验证。这有助于学生提升抽象思维、系统思维和问题解决能力，深化对信息技术在安全领域应用的认识。 实践性评价 探究性实践 社会性实践 调控性实践 审美性实践 技术性实践 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 情境导入 激发兴趣 1. 播放电梯超载的视频，提出问题引导学生思考：“电梯出现了什么问题？为什么会这样？下去一个人后电梯又是什么状态？” 2. 再次播放视频，师生共同总结电梯超载与非超载状态下的不同表现，板书相关结论。 3. 播放电梯超载事故新闻片段，提问：“如果没有超载警报系统会怎么样？” 引导学生认识到超载警报系统的重要性。 4. 回顾电梯子系统相关知识，引出本节课的研究主题 —— 电梯超载警报系统。 1. 观看视频和新闻片段，积极思考并回答教师提出的问题。 2. 结合生活经验，总结电梯超载与非超载时的状态差异。 3. 认识到电梯超载警报系统在保障安全方面的重要作用，激发学习兴趣。 以电梯超载警报系统为核心，通过情境导入、实验探究、逻辑分析等环节，将抽象的技术概念与生活实际紧密结合，注重培养学生的实验操作能力、逻辑思维能力和数字化创新能力。在学习过程中，通过小组合作探究、成果展示分享等形式，提升学生的团队协作能力和表达能力。学生通过分析电梯超载警报系统的工作原理，掌握了阈值概念和非运算规则，学会了用流程图、真值表等工具描述控制系统，深化了对 “输入 - 计算 - 输出” 控制模式的理解。同时，通过对电梯安全问题的探讨，培养了学生的信息社会责任意识。后续可引导学生将所学知识应用到其他控制系统的分析和设计中，如智能家居、交通信号灯等，进一步提升知识迁移和问题解决能力。 观察法、提问法 通过生活情境和真实新闻片段，激发学生的学习兴趣，让学生直观感受电梯超载的危害和超载警报系统的重要性，为后续学习奠定情感和认知基础。7 5 实验探究 理解阈值 1. 提出问题：“电梯正常运行需要满足什么条件？怎样保证电梯不超载？” 引导学生思考载重与电梯运行的关系。 2. 介绍电梯载重传感器的作用和工作原理，讲解实验任务和要求，指导学生打开虚拟仿真程序进行实验，填写实验表格。 3. 巡视学生实验过程，及时给予指导和帮助，解决实验中遇到的问题。 4. 邀请学生分享实验数据，引导学生分析数据，提问：“电梯正常运行和不运行时的载重值分别是多少？最大载重值是多少？” 5. 引出阈值概念，结合实验数据进行解释，明确电梯正常运行的阈值范围。 6. 引导学生绘制电梯超载警报系统的初步流程图，可邀请学生到黑板上粘贴流程图模块。 1. 思考教师提出的问题，明确实验目的和要求。 2. 操作虚拟仿真程序进行实验，记录不同载重情况下电梯的状态，填写实验表格。 3. 积极分享实验数据，参与数据讨论和分析，理解阈值概念。 4. 绘制电梯超载警报系统的初步流程图，梳理系统工作流程。 能结合生活经验分析电梯超载现象，认识到超载警报系统的重要性，树立安全使用电梯的初步意识。 观察法、提问法 通过实验探究，让学生在实践中感受载重数值与电梯状态的关系，抽象出阈值概念，培养实验操作和数据分析能力，同时通过绘制流程图，梳理系统工作流程，提升逻辑思维能力。 10 逻辑分析 掌握非运算 1. 引导学生回顾板书内容，分析电梯超载与电梯运行状态的逻辑关系，总结 “非” 逻辑关系。 2. 提问：“生活中还有哪些具有‘非’这种逻辑关系的例子？” 鼓励学生结合生活经验进行思考和分享。 3. 回顾控制系统的输入、计算、输出三大环节，引导学生分析电梯超载警报系统的三大环节分别是什么，圈画出板书对应的部分。 4. 介绍模块思想，用模块 A 表示超载检测，模块 C 表示电梯状态，引导学生用模块表示逻辑关系，填写相关表格。 5. 引入二进制真值表示法，规定 1 代表 “是”，0 代表 “否”，指导学生小组合作完善输入与输出状态真值表。 6. 总结非运算规则，强调输入与输出状态的相反关系。 7. 引导学生运用模块和真值表完善电梯超载警报系统的算法流程图，小组内进行讨论和修改。 1. 分析电梯超载与运行状态的逻辑关系，理解 “非” 逻辑。 2. 结合生活经验，分享具有 “非” 逻辑关系的例子。 3. 识别电梯超载警报系统的输入、计算、输出三大环节。 4. 用模块表示逻辑关系，小组合作完成真值表。 5. 理解非运算规则，完善算法流程图。 能规范完成实验操作，准确记录实验数据；能通过数据分析总结电梯载重与状态的关系，正确理解阈值概念；能初步绘制系统流程图。 实验评价法、小组互评法 通过逻辑分析和小组合作，让学生掌握非运算规则，理解模块思想和真值表的应用，提升逻辑思维和团队协作能力，同时通过完善流程图，深化对系统控制逻辑的理解。 10 总结拓展 深化认知 1. 引导学生回顾本节课的学习内容，提问：“谁能用一句话总结电梯超载系统的核心？” 邀请学生分享收获。 2. 教师总结本节课的重点知识，强调阈值概念和非运算规则在控制系统中的应用，以及超载警报系统对保障电梯安全的重要性。 3. 提出拓展问题：“如何将今天学到的思维应用到智能家居系统设计中？” 引导学生进行思考和畅想。 4. 布置预习任务，提示下节课将研究电梯的楼层控制，让学生提前预习相关内容。 1. 回顾本节课学习内容，分享自己的学习收获和体会。 2. 认真倾听教师总结，加深对重点知识的理解。 3. 思考拓展问题，积极参与讨论和畅想。 4. 明确预习任务，为下节课学习做好准备。 能准确分析电梯超载警报系统的逻辑关系，掌握非运算规则；能运用模块和真值表表示逻辑关系；能完善算法流程图，逻辑清晰、规范。 讨论法、作品评价法 通过总结回顾，帮助学生梳理本节课的知识体系，深化对重点知识的理解；通过拓展问题，培养学生的知识迁移和创新思维能力；通过布置预习任务，为后续学习做好衔接。 2 项目评价 成果发布 方式：小组代表展示实验表格、算法流程图和分析报告，进行交流分享。 资源：多媒体展示设备、实验成果记录表、流程图展示板 能清晰总结本节课的核心知识和学习收获；能理解知识的实际应用价值，具备一定的知识迁移能力；能积极响应预习要求。 提问法、总结评价法 通过总结回顾，帮助学生梳理本节课的知识体系，深化对重点知识的理解；通过拓展问题，培养学生的知识迁移和创新思维能力；通过布置预习任务，为后续学习做好衔接。 2 反思与迁移 以电梯超载警报系统为核心，通过情境导入、实验探究、逻辑分析等环节，将抽象的技术概念与生活实际紧密结合，注重培养学生的实验操作能力、逻辑思维能力和数字化创新能力。在学习过程中，通过小组合作探究、成果展示分享等形式，提升学生的团队协作能力和表达能力。学生通过分析电梯超载警报系统的工作原理，掌握了阈值概念和非运算规则，学会了用流程图、真值表等工具描述控制系统，深化了对 “输入 - 计算 - 输出” 控制模式的理解。同时，通过对电梯安全问题的探讨，培养了学生的信息社会责任意识。后续可引导学生将所学知识应用到其他控制系统的分析和设计中，如智能家居、交通信号灯等，进一步提升知识迁移和问题解决能力。 教学反思 通过分析电梯超载警报系统的工作原理，引入阈值概念和非运算规则，让学生在实验探究和逻辑分析中深化对控制系统的理解。本节课采用情境导入、实验操作、小组合作等多种教学方法，将抽象知识与生活实际、实践操作相结合，有效提升了学生的学习兴趣和参与度。学生通过实验操作掌握了数据收集和分析的方法，通过逻辑分析理解了非运算规则，通过绘制流程图提升了逻辑思维和建模能力。在教学过程中也发现一些问题，如部分学生对阈值概念的理解不够透彻，在运用非运算规则分析实际问题时存在困难，部分学生绘制的流程图逻辑不够清晰。后续教学中，可增加更多与阈值和非运算相关的实例分析，加强对流程图绘制的指导和练习。同时，可引入更多真实的控制系统案例，让学生在真实情境中应用所学知识，进一步提升知识迁移和问题解决能力，培养学生的信息素养和社会责任意识。 板书设计（体现知识、技术、思维、结构及育人价值） 如果超载电梯停 1.认识“阈值” 2.掌握“非运算” 3.载重传感器检测 → 与阈值比较（计算） → 输出结果 （输入） （非运算） （运行/不运行+警报） 学科网（北京）股份有限公司 $