第7课 开关量的与运算（教学设计）信息科技人教版六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦“开关量的与运算”核心知识点，通过“失物招领双重验证”情境导入，让学生初步感知需同时满足两个条件的逻辑关系，再结合篮球比赛报名等生活案例强化认知，最终通过人体感应光控灯探究抽象出数字1和0的运算规则，构建“生活感知—概念建构—实践应用”的学习支架。 该资料以新课标核心素养为导向，采用情境教学与游戏化教学法，如设计失物招领验证、与运算闯关等数字化任务，小组合作探究光控灯亮灯条件，培养学生计算思维与数字化创新能力，既让学生在真实情境中主动建构知识，也为教师提供丰富教学资源与清晰实施步骤，提升课堂效率。

第7课《开关量的与运算》教学设计 一、教学设计理念 本教学设计以《义务教育信息科技课程标准（2022 年版）》为核心指导，遵循 “素养导向、情境驱动、实践育人” 的理念，将抽象的 “与运算” 概念与学生生活实际紧密结合。 从新课标要求来看，小学阶段信息科技课程注重培养学生的信息意识、计算思维、数字化创新与实践以及信息社会责任。本节课通过 “失物招领双重验证”“生活场景辨析”“人体感应光控灯探究” 等真实情境，引导学生从生活经验出发，逐步抽象出 “与运算” 的逻辑规则，再将规则应用于控制系统分析，实现 “生活感知 — 概念建构 — 实践应用” 的认知闭环，契合新课标中 “在真实情境中解决问题” 的教学要求。 同时，教学设计充分考虑六年级学生的认知特点，采用游戏化学习、小组合作探究等方式，让学生在互动体验中主动建构知识，避免单纯的理论讲解，体现 “以学生为主体，教师为主导” 的现代教育理念，培养学生的逻辑思维和数字化实践能力。 二、教学内容分析 本节课选自人教版信息科技六年级第二单元第 7 课《开关量的与运算》，是小学阶段 “数据与编码” 主题下的重要内容，也是后续学习复杂逻辑运算（或运算、非运算）及简单控制系统的基础。 教学内容围绕 “与运算” 展开，分为四个核心模块： 1. 生活情境导入：通过 “失物招领双重验证” 情境，让学生初步感知 “需同时满足两个条件才能达成目标” 的逻辑关系； 1. 生活案例拓展：结合篮球比赛报名、秋游出发、大巴返校等生活场景，进一步强化 “与运算” 的应用场景，帮助学生建立 “既…… 又…… 才能……” 的语法认知； 1. 控制系统应用：以 “人体感应光控灯” 为载体，引导学生将生活中的逻辑关系抽象为 “是否值”“真假值”，最终转化为数字形式的 “1 和 0”，实现从具象到抽象的过渡； 1. 总结与提升：通过习题巩固和传感器数据类型分析，深化对 “与运算” 规则的理解，为后续学习传感器应用和控制系统逻辑打下基础。 本节课的核心是让学生理解 “与运算需同时满足所有条件” 的本质，关键在于将抽象的逻辑规则与具体生活、技术场景结合，降低学习难度，提升知识的应用性。 三、教学对象分析 本节课的教学对象为六年级学生，该阶段学生具备以下特点，对教学实施有重要影响： 1. 认知基础：六年级学生已具备一定的生活经验，能理解 “多条件满足才能达成目标” 的日常逻辑（如 “完成作业才能看电视”），但尚未形成 “与运算” 的抽象概念；同时，学生已接触过简单的数字化工具（如网页小游戏、基础软件），具备基本的鼠标操作和小组合作能力。 1. 学习难点：学生容易将 “与运算”（需同时满足所有条件）与 “或运算”（满足任一条件即可）混淆，且难以将生活中的 “是否” 逻辑抽象为数字 “1 和 0” 的运算规则，需要通过具象情境和实践体验逐步引导。 1. 学习兴趣：六年级学生对游戏化学习、动手实践和真实问题解决兴趣较高，教学设计中可通过 “闯关游戏”“传感器模拟” 等活动激发学习积极性，降低抽象概念的学习难度。 四、教学目标 （一）信息意识 1. 能感知生活中 “与运算” 的应用场景（如失物招领、活动报名），认识到逻辑运算在解决实际问题中的作用； 1. 了解人体红外传感器、光敏传感器的功能，知道传感器可将物理量转化为数据，为控制系统提供输入条件。 （二）数字化创新与实践 1. 能通过网页游戏（失物招领验证、与运算闯关）体验 “与运算” 规则，完成数字化情境下的任务； 1. 能小组合作操作 “人体感应光控灯” 模拟程序，探究灯亮的条件，并用文字记录实验结果，提升数字化工具的应用能力。 （三）计算思维 1. 能从生活情境中抽象出 “与运算” 的核心规则 ——“同时满足所有条件才能达成目标”，并用 “既…… 又…… 才能……” 的句式表达； 1. 能理解 “与运算” 的不同表示形式：“是否值”（是 / 否）、“真假值”（真 / 假）、“数字值”（1/0），初步建立 “具象 — 抽象 — 数字化” 的思维过程。 （四）信息社会责任意识 1. 在 “失物招领” 情境中，体会 “双重验证” 对信息安全的重要性，树立保护个人信息的意识； 1. 在小组合作探究中，遵守活动规则，主动与同伴交流想法，培养团队协作精神。 五、教学重难点 （一）教学重点 1. 理解 “与运算” 的核心规则：需同时满足两个或两个以上条件，才能获得预期结果； 1. 能识别生活中的 “与运算” 应用场景，并用 “既…… 又…… 才能……” 的句式描述。 （二）教学难点 1. 区分 “与运算” 与 “或运算”（避免将 “同时满足” 混淆为 “任一满足”）； 1. 将 “与运算” 的 “是否” 逻辑抽象为数字 “1 和 0” 的运算规则（理解 “只有两个条件同时为 1，与运算才成立”）。 六、教学策略 为突破教学重难点，结合学生特点，采用以下教学策略： 1. 情境教学法：创设 “失物招领找失主”“人体感应光控灯亮灯” 等真实情境，让学生在解决具体问题的过程中感知 “与运算” 规则，降低抽象概念的难度； 1. 游戏化教学法：设计 “失物招领验证游戏”“与运算闯关大挑战”，通过限时答题、积分奖励等形式激发学生兴趣，让学生在互动中巩固 “与运算” 判断方法； 1. 小组合作探究法：针对 “人体感应光控灯” 探究任务，采用 4 人小组合作模式，通过 “操作 — 观察 — 记录 — 讨论” 的流程，共同分析灯亮的条件，培养团队协作和逻辑分析能力； 1. 分层引导法：从 “生活场景（具象）” 到 “是否 / 真假值（半抽象）” 再到 “数字 1/0（抽象）”，逐步递进引导，帮助学生完成认知过渡，突破 “抽象化” 难点。 七、教学资源准备 1. 教师资源：多媒体课件（含情境图片、生活案例、习题）、人体感应光控灯模拟程序（exe 文件）、教学 PPT（含目录、任务目标、操作指引）； 1. 学生资源：3 个数字化学习文件（1. 失物招领双重验证【游戏体验】—index.html；2. 与运算闯关大挑战【游戏闯关】—index.html；3. 人体感应光控灯【小组合作】— 人体感应光控灯.exe）、活动探究单（用于记录光控灯探究结果）； 八、教学步骤（1 课时，40 分钟） 教学环节 教 师 讲 解 学 生 活 动 设 计 意 图 情景导入 （5分钟） 一天，小智在去教学楼的林荫道上，发现一本被人遗忘的图书，封面上还工整地写着一个名字。他心想，失主一定很着急 为了尽快让失主找回心爱的书，他立刻把书送到了校园的失物认领处。 工作人员将这本图书慎重地锁进了保险箱，并告诉他，只有提供正确的个人信息，才能重新拿到它。 过渡：到底是谁遗失了这本书呢？下面我们一起去到校园的失物认领处，帮忙看看是谁遗失了这本图书吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、师生互动 以小智拾书送失物认领处的情景导入，激发学生兴趣，引出 “寻找失主需双重验证” 的问题，为学习 “与运算” 铺垫 新课讲授（30分钟） 一、失物招领的双重验证 现在我们来到了学校的失物招领处，一起来看看到底是谁遗失了这本宝贵的图书！ 所以我们的任务目标是：通过校园失物招领处的双重验证，找出图书丢失的主人 那么下面请同学们打开学生文件--1、失物招领双重验证【游戏体验】--index.html。开始找出这本图书的主人吧！ 等会老师请同学来说说他/她是如何打开保险箱的（学生体验） （学生体验） 时间到，哪个同学来说说你是如何打开保险箱的？（邀请学生回答） 也就是说要满足两个条件，第一个条件就是我们的姓名要对，那你找到的姓名是？（小刚） 第二个条件就是我们的书名也要正确，那你找到的书名是？（神秘之书） 恭喜你你成功破解了保险箱的双重验证。帮助小刚拿回了丢失的《神秘之书》 这个宝箱，我们必须同时满足姓名是小刚，并且书名为神秘之书，才能够打开保险箱拿回图书。那这个过程，就涉及到了我们的与运算 过渡：到底什么是与运算呢？接下来我们一起深入学习一下吧 与运算呢，其实就是需要同时满足两个条件才能获得预期结果 那么一般我们可以用““既…………又…………才能…………”来表达。 比如刚才我们体验的程序，就可以用：既要姓名正确，又要书名正确，才能拿回图书。这样的语法表达来表示我们的与运算。 过渡：那么我们生活中又有哪些例子涉及到与运算呢？ 二、生活中的与运算 那么哪个同学来说说你在生活当中遇到的与运算有哪些呢？（可以邀请同学来回答，如果没有同学回答的话，就可以用这3个例子讲解） 比如我们要举办一场篮球比赛，需要家长签署同意书，身体素质好的同学参加，那这个例子我们用与运算来表示的话，又是怎么样表示呢（邀请同学回答--既要家长签署同意书，又要身体素质好） 哇塞！你的语言逼到能力简直太棒了！非常流利说出了篮球比赛的与运算。 这个时候，学校看到同学们的运动热情这么高涨，于是决定组织一场秋游活动。那在秋游活动的时候，同学们必须穿上校服，带上自己的餐食才能出发。在这个活动中，我们又怎么样用与运算来表示这个过程呢？ （邀请同学回答--既要穿上校服，又要带上自己的餐食） 你的反应能力也太强了，一下就说出了秋游活动的与运算。 快乐的一天总是短暂的，现在同学们准备坐车返校。当老师清点完人数，系好安全带之后，我们的司机叔叔才会出发。那这个过程，我们用与运算的话，又如何表示呢？（邀请同学回答--既要全部到齐，又要系好安全带） 你的逻辑也太强了，一下子就抓住了坐车返校的与运算是既要全部到齐，又要系好安全带 看来这些例子都难不倒大家，那么接下来呢，我们进行一场与运算的抢答游戏，看一看同学们你们都能获得几分吧 下面同学们可以打开学生文件--2、与运算闯关大挑战【游戏闯关】--index.html程序，判断场景是否符合“与运算”规则，看看你能拿几分吧！（学生实践，完成后，老师可以简单的讲解一下） 但是有个问题需要同学们思考：控制系统没有办法读懂人类的语言，那在控制系统当中的与运算我们又要如何表示呢？ 过渡：接下来我们一起通过一个人体感应光控灯控制系统去了解一下吧！ 三、控制系统的与运算 本页注意事项： 1、这个程序没有做，光照强度大于30Lux的情景，为的就是培养学生的举一反三能力。 2、然后这个程序提示词，就只有检测到有人体红外数据，并且光照强度低于30Lux。其他比如没有检测人体红外数据等等提示词是没有的，目的就是让同学们小组之间自己讨论出其他的结果 本页逐字稿： 有一种人体感应光控灯，用人体红外传感器采集人体红外数据，用光敏传感器采集光照强度数据。但是需要满足什么条件才能让这个灯亮起来呢？ 下面，我们以小组合作的形式，一起来探究一下这个人体感应光控灯程序当中需要满足什么条件，才能把这个灯亮起来。并且将你们小组的探究过程填写在活动探究单上 那么同学们呢，可以打开学生文件 -- 3、人体感应光控灯【小组合作】-- 人体感应光控灯.exe 的程序开始体验，并完成同目录下的活动探究单 等会老师请小组同学圣坛分享本组的探究成果。现在请开始你们的探究之旅吧！（学生小组合作） 时间到，哪个小组的同学愿意上台分享一下你们小组的探究结果呢？（邀请小组同学上台） 听了这个小组的回答，发现他们的探索精神和团队的分工合作非常棒，大家掌声鼓励！ 那么接下来我们顺着这个小组的思路，一起来总结一下这个探究的过程 首先，第一个灯亮，我们需要满足哪两个条件？（有人体红外数据、光照强度低于阈值） 如果我们用文字描述的话，我们应该怎么样表述这个与运算呢？（既要检测到人体红外数据，又要灯光强度低于阈值） 如果我们用是否值来表示这两个值的话，它们的结果为什么的时候这个灯才亮？（人体红外数据：是、光强度低于阈值：是） 如果我们用真假值来表示这两个值的话，它们的结果为什么的时候这个灯才亮？（人体红外数据：真、光强度低于阈值：真） 过渡：所以由此我们可以推断出控制系统的与运算。 控制系统与运算，其实就是只有两个条件同时为是或者同时为真时，与运算才成立。 那请同学们思考一下：如果用数字形式的与运算又并且如何表示呢？只有两个条件同时为1，与运算才成立 过渡：那么到这里，我们今天的学习之旅也即将接近尾声啦，一起来复习今天都学习了哪些内容吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 通过 “失物招领双重验证” 任务，让学生初步感知需同时满足姓名和书名条件，直观引入 “与运算” 概念。 明确双重验证的两个条件，结合失物招领场景，具象化 “与运算” 需同时满足多个条件的规则。 定义 “与运算”，结合语法表达和实例，让学生理解其需同时满足多条件的核心内涵 列举生活中篮球比赛、秋游、坐车返校的场景，让学生从生活实例中辨识 “与运算”，加深理解 通过 “与运算闯关大挑战” 任务，让学生判断场景是否符合规则，巩固对 “与运算” 的认知。 以人体感应光控灯为载体，引导学生小组探究其亮灯条件，将 “与运算” 延伸到控制系统，拓展学习维度 解析光控灯亮灯的两个条件，从文字、是否值、真假值角度阐释，帮助学生深入理解控制系统中 “与运算” 的条件逻辑。 总结控制系统中 “与运算” 的成立条件，进一步延伸到数字形式，完善学生对 “与运算” 多形式表达的认知。 课堂总结 （3分钟） 本节课我们重点学习了开关量的与运算。 知道了，需要同时满足两个条件或者两个以上条件才能获得预期的结果，就是与运算 那么一般。用既什...又...才能...来表示 在控制系统当中呢，只有两个条件同时为是或者同时为真时与运算才成立。 如果用数字形式表示的话，那么只有两个条件同时为一时与运算才成立 过渡：接下来我们通过几道练习题来巩固一下今天的知识吧 1、答案：C 解析：与运算需同时满足 “时间到” 和 “宠物在感应区” 两个条件，只有 C 选项符合。 2、答案：B 解析：与运算需同时满足两个条件，小李只满足其一，因此不能当选。 3、答案：B 解析：B 是或运算（满足其一即可），A 和 C 是与运算（需同时满足） 4、答案：B 解析：根据学习内容，人体感应光控灯亮的条件是 “有人体红外数据” 且 “光照强度低于阈值”。 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 总结核心概念，梳理知识，加深学生的理解与区分 通过课堂练习题进行总结与拓展提升，以选择题的形式考查学生对本节课核心知识的掌握情况， 课后拓展 1、人体红外传感器：开关量数据、光敏传感器：连续量数据 2、是；是。当光位传感器检测到的光度低于阈值时，生成开灯指令；当光敏传感器检测到光照强度高于阈值时，生成了关灯指令 1、课后思考 通过人体感应光控灯系统的拓展任务，引导学生探究传感器数据类型及连续量与开关量的转化，深化对 “与运算” 在控制系统中应用的理解，提升知识迁移与探究能力 九、教学板书 十、教学反思 1. 亮点回顾： 0. 情境创设贴近学生生活，“失物招领” 和 “闯关游戏” 有效激发了学习兴趣，学生参与度高； 0. 从 “生活具象” 到 “数字抽象” 的分层引导，符合六年级学生认知规律，多数学生能理解 “与运算” 核心规则； 0. 小组合作探究 “光控灯” 任务，培养了学生的实践能力和团队协作精神，部分小组能主动拓展测试更多条件。 1. 不足与改进： 0. 部分学生对 “数字 1/0 表示与运算” 仍有困惑，后续可增加 “1 表示‘是’，0 表示‘否’” 的直观对比图，或设计简单的数字运算小游戏； 0. 闯关游戏时间较紧张，部分学生未完成所有题目，下次可适当延长时间，或分难度梯度设计题目； 0. 拓展思考 “传感器数据与阈值” 部分，学生理解较浅，后续可结合简单的传感器实物演示，让学生直观感受 “连续量变开关量” 的过程。 1. 后续衔接：本节课为 “逻辑运算” 的基础，后续可学习 “或运算”“非运算”，并结合简单的编程工具（如 Scratch），让学生用逻辑运算设计小项目（如 “自动门控制”“智能浇水器”），深化计算思维。 十一、学生评价 采用 “过程性评价 + 结果性评价” 结合的方式，全面评估学生学习效果： （一）过程性评价（60%） 评价维度 评价标准 分值 课堂参与度 主动回答问题，积极参与情境讨论和游戏操作 20 分 数字化实践能力 能顺利完成 3 个数字化任务（失物招领验证、闯关游戏、光控灯探究），操作规范 20 分 小组合作表现 主动承担小组任务（如操作、记录、汇报），能与同伴交流想法 20 分 （二）结果性评价（40%） 1. 知识掌握：课堂练习题（4 题，每题 5 分，共 20 分），评估对 “与运算” 规则和应用场景的理解； 1. 探究报告：活动探究单（20 分），评估能否准确记录光控灯亮灯条件，并能用 “既…… 又……” 描述，是否体现逻辑思维。 （三）评价反馈 1. 课堂即时反馈：对学生的操作结果、回答及时点评，肯定正确思路，纠正错误认知（如混淆 “与 / 或运算”）； 1. 课后总结反馈：将学生的闯关游戏得分、探究报告评价结果整理后，反馈给学生和家长，指出优势与改进方向； 1. 分层指导：对未达标的学生（如无法理解 “数字 1/0”），课后提供简化的练习材料（如生活场景卡片），进行个别辅导。 学科网（北京）股份有限公司 $