第六单元第23课 如果超载电梯停（教学设计）-信息科技人教版六年级下册（新教材）

23.如果超载电梯停 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 23.如果超载电梯停 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 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。  学科核心素养目标 信息意识：通过电梯超载警报的日常场景，感知电梯载重是连续变化的物理量，认识到通过传感器检测并与阈值比较是实现安全控制的关键。通过分析超载检测与电梯状态的关系，认识到“非”运算在控制系统中的逻辑作用。 计算思维：能分析电梯超载警报系统的工作过程，理解连续量（载重值）经由阈值判断转换为开关量（超载/不超载）的过程。能理解并掌握“非”运算的规则（输入与输出状态相反），并能用模块化代码（A、C）和真值表（1/0）描述超载检测与电梯状态之间的逻辑关系。能根据真值表完善控制电梯超载停止的算法流程图。 数字化学习与创新：能利用虚拟仿真工具运行程序，通过设置不同载重值观察电梯状态变化，理解阈值对系统状态的决定性作用。能通过修改阈值参数，观察电梯状态变化，理解阈值即“超载判断规则”。 信息社会责任：理解电梯超载的危险性（可能导致困人或失控下行），树立安全第一、自觉遵守乘梯规范（遇超载主动退出）的意识。认识到控制系统中的逻辑规则（如非运算）是保障公共安全的重要设计。 教学重点 1.了解电梯超载警报系统的工作过程，理解载重值与电梯状态之间的关系。 2.掌握“非”运算的规则及其在控制系统（超载检测）中的应用。 3.熟练用算法流程图和真值表描述“非”运算的控制过程。  教学难点 1.理解连续量（载重值）通过阈值比较转换为开关量（超载/不超载）的过程。 2.理解“非”运算中“输入与输出状态相反”的逻辑，并能创设简单的非运算控制系统例子。 教学方法 任务驱动法、小组合作实践法、虚拟仿真实验法 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.创设情境：课件展示“小智和妈妈乘坐电梯，人多拥挤，电梯门关不上、不动并发出警报”的场景。提问：你们知道原因吗？这时人们应该怎么办？ 2.引导分析：引导学生说出原因是“电梯超载”，并强调正确做法：乘客应自觉退出，耐心等待下一班，安全比赶时间更重要。 3.揭示课题：指出这是电梯的“超载警报系统”在工作。本节课就来探究这个系统是如何工作的。 1.思考并回答情境中的问题，理解超载现象。 2.明确安全乘梯规范：遇超载主动退出。 3.明确学习目标：探究电梯超载警报系统。 通过生活情境导入，让学生直观感受超载现象及其引发的安全问题，强调安全规范，激发探究系统工作原理的兴趣。 环节2 分析超载警报系统工作过程 1.讲解系统标准与风险：介绍一般电梯载重标准（约1000千克，限乘10-13人），并强调超载可能导致困人或失控下行的危险。 2.讲解工作原理：结合课件，讲解超载警报系统的工作过程： 传感器不间断检测轿厢载重值（连续量）。 将检测值与额定值（阈值）比较。 输出三种状态：载重值超过阈值时，门保持开、电梯不动、警报响；载重值未超过阈值时，门关闭、电梯正常运行。 3.发布任务（学习任务单 活动1）：引导学生描述该系统工作过程，并补充“输入-计算-输出”示意图。 1.学习任务单 活动1： 了解电梯载重标准与超载风险。 理解系统工作原理：检测、比较、输出三种状态。 补充示意图：输入（电梯载重值）→计算（与阈值比较，生成指令）→输出（门开/关、电梯动/不动、报警器响/不响）。 让学生系统了解超载警报系统的工作流程，理解“阈值”是关键判断标准，并为后续聚焦“电梯动/不动”这一对逻辑关系做铺垫。 环节3 分析控制的逻辑 1.发布实验任务（学习任务单 活动2）：指导学生进入虚拟仿真工具，运行电梯超载检测程序。 2.明确实验步骤： 观察并记录程序中设定的初始载重阈值（如900千克）。 分别设置5个不同的载重值（如0、300、600、900、1200千克），观察并记录电梯状态（动/不动）。 修改阈值（如改为900千克），再次运行程序，观察电梯状态变化。 3.引导分析： 载重值改变，相当于改变了控制系统的输入量。 改变了阈值，相当于改变了超载判断的规则。 1.学习任务单 活动2： 动手操作虚拟仿真程序，完成两组实验（初始阈值和修改阈值）。 记录载重值与电梯状态的对应关系表格。 2.分析与思考：理解输入量与输出状态的关系，以及阈值作为判断规则的核心作用。 通过虚拟实验，让学生亲身体验载重数据与电梯状态的对应关系，以及阈值对系统状态的“开关”作用，为抽象出“非”运算逻辑提供数据基础。 环节4 学习“非”运算与真值表 1. 聚焦逻辑关系：为简化问题，聚焦研究“超载”与“电梯是否动”之间的逻辑关系。用模块A表示“超载检测”，模块C表示“电梯状态（动或不动）”。 2.引入“非”运算：引导学生根据实验数据（超载时电梯不动，不超载时电梯动）发现规律：A与C的状态总是相反。讲解这种“输入与输出状态相反”的逻辑属于“非”运算。 3.指导填写真值表：引导学生用“1”（是/超载/不动）和“0”（否/不超载/动）表示模块状态，填写“非”运算真值表： 当A=1（超载）时，C=0（不动）。 当A=0（不超载）时，C=1（动）。 4.归纳规则：总结“非”运算规则：当输入为1时，输出为0；输入为0时，输出为1。 5.引导绘制流程图：指导学生根据“非”运算逻辑和真值表，完善控制电梯超载停止的算法流程图。其中，电梯超载状态设为A，电梯状态（动）设为C。 6.展示与讲解：课件展示完整的算法流程图，引导学生理解判断路径：输入A，判断“A=1?”，是则C=0（电梯不动），否则C=1（电梯动） 1.学习任务单 活动3： 理解聚焦后的逻辑关系（超载↔电梯动）。 根据实验规律，理解“状态相反”的关系。 根据规则，填写“非”运算输入输出状态真值表。 尝试根据真值表，补充完善算法流程图。 2.观察完整流程图，理清“非”运算的判断逻辑。 将具体的实验数据抽象为形式化的“非”运算规则和真值表，实现从现象到本质的思维跨越，掌握“非”运算的核心知识。 让学生将“非”运算的逻辑用算法流程图进行可视化表达，巩固计算思维，完成从数据到规则再到流程的完整建模。 环节5 创设非运算案例 创新思考：创设非运算系统： 引导学生理解“非运算”即“得到一个与输入相反的输出”。 挑战学生：你能否说出另一个非运算的例子？如果没有，你能否在电梯系统中创设一个非运算的控制系统并描述其输入和输出？ 提供思路提示（课件案例）：如“电梯内吸烟检测”与“电梯运行”（检测到吸烟，电梯不动）；“电梯内有电动车”与“电梯运行”等。 思考并分享生活中的非运算例子。 尝试在电梯系统情境中，创设一个简单的非运算控制系统，描述其输入和输出（如：输入“检测到危险物品”，输出“电梯停止运行”）。 通过开放性的“创设”任务，引导学生深化对“非运算”逻辑的理解，培养创新思维和知识迁移能力。 环节6 总结与巩固 1. 课堂总结：利用课件“知识总结”部分，带领学生回顾：超载警报系统的工作过程； 阈值是判断超载的关键标准； 超载检测与电梯状态遵循“非运算”规则（输入与输出状态取反）。 2.完成“智慧挑战”：解析选择题，巩固核心概念。 第1题：电梯超载警报系统中，核心检测载重的设备是（B.重量传感器）。 第2题：下列符合“非运算”规则的是（C.光线充足时补光灯关闭，光线不足时补光灯打开）。 1.跟随教师回顾本课知识链，强化“阈值”和“非运算”两大核心。 2.独立完成“智慧挑战”，检验对系统核心设备和“非运算”规则的理解。 系统梳理知识体系，强调“阈值”和“非运算”的核心地位。通过练习辨析易错点，巩固学习效果。 环节7 兴趣园地 拓展知识：负荷传感器 介绍有的电梯使用负荷传感器检测载重。简述其工作原理（弹性体+应变片）和安装位置（轿厢底部或绳头处）。鼓励学生课后搜索资料进一步了解。 1.资料拓展：了解负荷传感器的基本知识。 将知识延伸到具体器件（传感器），联系实际。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能描述电梯超载警报系统的工作过程 2.能理解“阈值”是判断超载的关键标准，并能通过实验说明其作用 3.能正确理解并描述“非”运算的规则：输入与输出状态相反 4.能根据“非”运算规则，正确填写模块A（超载）、C（电梯动）的状态真值表、完善算法流程图 ☆☆☆☆☆ 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.积极参与小组学习成果的展示交流 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $