第3课《智能穿戴设备项目设计—功能定位与程序设计》教案-2025-2026学年清华版（贵州）信息技术五年级下册

该教案聚焦智能穿戴设备的功能定位与程序设计核心知识点，通过实物展示智能手表、手环及视频《智能手表的一天》激活生活经验，承接前两课认知与物联网原理，为后续安全策略与优化展示铺垫，构建项目式学习脉络。 以项目式学习为主线，通过用户需求分析表培养信息意识，模块化流程图与图形化编程分步演示落实计算思维，分层任务与小组合作提升数字化学习与创新能力。实例丰富如功能定位表、积木式编程演示，助力教师实施分层教学，帮助学生从兴趣体验过渡到理性设计。

《智能穿戴设备项目设计—功能定位与程序设计》教案-2025-2026学年清华版（贵州）（新教材）小学信息技术五年级下册 1、 学情分析 五年级学生已具备基础信息技术操作能力，接触过图形化编程，对智能手表、手环等穿戴设备有生活认知，好奇心强，乐于动手实践与创新创作。但他们对项目设计的完整流程、功能需求与用户场景的关联、程序模块化设计逻辑理解较浅，容易出现功能设计贪多、逻辑混乱、脱离实际需求的问题。同时，学生个体差异明显，部分学生编程基础薄弱，需通过分层任务、直观案例降低学习难度，引导其从“兴趣体验”向“理性设计”过渡，逐步形成规范的项目设计思维。 2、 教材分析 本课选自清华版（贵州）新教材小学信息技术五年级下册第一单元《自制智能手表-智能穿戴设备》，是单元核心实践课，承接前两课“智能穿戴设备认知”“物联网连接原理”的理论基础，为后续“安全策略设计”“作品优化展示”铺垫实践能力，在单元中起承上启下的关键作用。教材内容围绕“项目设计全流程”展开，核心包括功能定位（需求分析）、方案设计、程序框架搭建、模块化编程、调试优化五大模块，贴合2022版信息科技课标“项目式学习、数字化创新”要求，强调“从生活需求出发，用技术解决实际问题”，通过自制智能手表项目，融合编程、物联网、设计思维等多领域知识，培养学生综合实践与创新能力。教材案例贴近小学生生活（如运动计步、时间显示、提醒功能），图文并茂、步骤清晰，适配五年级学生认知水平，兼顾基础性与拓展性，为分层教学提供充足空间。 3、 核心素养目标 依据2022版信息科技课程标准，结合本课内容与学情，制定核心素养目标如下： 1. 信息意识：能结合生活场景分析智能穿戴设备的功能需求，识别不同用户（如学生、老人、运动员）的核心需求差异，理解“功能源于需求”的设计逻辑，主动关注智能穿戴技术在生活中的应用价值。 2. 计算思维：掌握智能手表项目设计的基本流程，能将复杂功能拆解为简单模块，用流程图梳理程序逻辑，运用图形化编程完成基础功能（如时间显示、计步、提醒）的模块化设计与调试，培养逻辑拆解与问题解决能力。 3. 数字化学习与创新：能小组合作完成智能手表的功能定位、方案设计与程序编写，尝试优化程序功能，创新设计个性化智能手表（如增加生日提醒、天气显示），提升数字化工具应用与创新创作能力。 4. 信息社会责任：在项目设计中考虑设备实用性、安全性与环保性，尊重他人设计思路，养成规范操作、合作分享、理性创新的良好习惯，理解技术设计需服务生活、便利他人的责任意识。 4、 教学重难点 1. 教学重点：智能手表的功能定位与需求分析；程序模块化设计思路；基础功能（时间、计步）的图形化编程实现。 1. 教学难点：结合用户场景精准定位核心功能；将生活需求转化为程序逻辑；程序模块的合理拆分与调试优化。 5、 教学过程 （1） 情境导入，激发兴趣 教师活动 1. 展示实物：智能手表、运动手环，播放视频《智能手表的一天》（含时间显示、运动计步、来电提醒、健康监测等功能），提问：“同学们，视频中的智能手表有哪些功能？这些功能给我们的生活带来了什么便利？” 2. 追问引导：“如果让你设计一款专属小学生的智能手表，你最想让它具备什么功能？为什么？” 3. 揭示课题：“今天，我们就一起走进《智能穿戴设备项目设计——功能定位与程序设计》，从需求出发，设计并制作一款属于自己的智能手表！” 学生活动 1. 观察实物与视频，回答问题：“有时间、计步、提醒功能，能看时间、测运动、提醒事情，很方便！” 2. 自由发言：“我想要闹钟提醒，避免上学迟到；想要计步，看看每天走多少路；想要天气显示，知道明天穿什么衣服……” 3. 明确学习主题，激发设计与制作欲望。 设计意图 通过实物展示与生活化视频，激活学生已有生活经验，快速聚焦智能手表功能，通过“设计专属手表”的提问，激发学生创新兴趣与表达欲望，自然导入课题，为后续功能定位铺垫情感与认知基础。 （2） 新知探究一：功能定位——需求分析与方案设计 教师活动 1. 讲解教材内容：教材PXX-PXX明确，项目设计第一步是功能定位，核心是“明确用户、分析需求、确定核心功能”。智能手表的用户不同，需求差异很大（出示表格）： 用户类型 核心需求 必备功能 可选功能 小学生 时间管理、安全提醒、运动监测 时间显示、闹钟提醒、计步 生日提醒、天气显示、家校联系 老年人 健康监测、紧急求助、简单操作 心率监测、一键求助、大字体时间 用药提醒、定位功能 运动员 精准运动数据、运动模式切换 计步、卡路里计算、运动计时 心率预警、运动报告生成 2. 师生互动提问：“结合表格，思考：我们设计的智能手表主要用户是谁？（预设：小学生）作为小学生，我们最核心的3个需求是什么？对应的必备功能有哪些？” 3. 小组任务：4人一组，讨论完成《智能手表功能定位表》（教材配套任务单），明确“用户、核心需求、必备功能、可选功能”，教师巡视指导，引导学生功能设计不贪多，聚焦实用、简单、易实现。 4. 小组展示：邀请2-3组分享功能定位表，教师点评：“这组同学聚焦‘时间、计步、闹钟’，贴合小学生生活，功能简洁实用；如果增加‘生日提醒’，可以作为可选功能，避免程序复杂……” 5. 总结要点：功能定位三原则——用户明确、需求真实、功能精简，优先实现必备功能，可选功能后续优化，贴合教材“从实际出发，循序渐进”的设计理念。 学生活动 1. 阅读教材内容，理解功能定位的核心逻辑，观察表格，对比不同用户的需求差异。 2. 思考回答：“用户是小学生，核心需求是时间管理、运动监测、上学提醒，必备功能是时间显示、计步、闹钟提醒。” 3. 小组讨论，填写功能定位表，明确本组设计的智能手表功能，避免功能冗余。 4. 小组代表分享设计思路，倾听点评，优化本组功能方案。 5. 记录功能定位三原则，明确设计方向。 设计意图 结合教材内容，通过表格直观呈现不同用户需求差异，降低学生理解难度；通过师生问答、小组讨论、展示点评，引导学生从“随意想功能”转向“理性分析需求”，掌握功能定位的方法与原则，落实“信息意识”核心素养，为程序设计明确方向。 （3） 新知探究二：程序设计——模块化框架与逻辑梳理 教师活动 1. 过渡讲解：“确定功能后，我们进入第二步——程序设计。教材PXX-PXX强调，程序设计的核心是‘模块化拆分、逻辑化梳理’，就像搭积木，先拆分模块，再拼接组合，让复杂程序变简单。” 2. 案例分析（教材案例）：以“小学生智能手表（时间+计步+闹钟）”为例，拆分程序模块（出示流程图）： 主模块：程序启动，初始化设备（如屏幕、传感器）； 功能模块1：时间显示模块（获取当前时间，屏幕展示）； 功能模块2：计步模块（感应运动，统计步数，实时更新）； 功能模块3：闹钟提醒模块（设置时间，到达时间触发提醒）； 交互模块：按键切换功能（按A键显示时间，按B键查看步数）。 3. 师生互动提问：“观察流程图，思考：为什么要把程序拆分成这些模块？每个模块的作用是什么？模块之间有什么关联？” 4. 讲解逻辑：模块化设计优势——逻辑清晰、便于编写、容易调试、方便优化；模块之间通过“主模块”串联，实现功能切换与协同工作，贴合教材“分而治之、逐步实现”的编程思想。 5. 小组任务：结合本组功能定位表，拆分程序模块，绘制简易流程图（标注模块名称、功能、交互方式），教师巡视指导，帮助逻辑混乱的小组梳理框架。 学生活动 1. 倾听过渡讲解，理解程序设计的核心思路，明确模块化设计的意义。 2. 阅读教材案例，观察流程图，拆分案例程序模块，理解各模块功能与逻辑关系。 3. 思考回答：“拆分模块能让程序不复杂，每个模块做一件事，方便编写和修改；主模块控制所有功能，按键可以切换不同功能模块。” 4. 记录模块化设计优势，掌握程序拆分方法。 5. 小组合作，结合本组功能方案，拆分模块并绘制流程图，明确程序逻辑。 设计意图 紧扣教材案例，通过“积木类比+流程图可视化”，将抽象的程序逻辑具象化，帮助学生理解模块化设计的核心思想；通过师生问答拆解逻辑，小组实践绘制流程图，让学生掌握“功能→模块→逻辑”的转化方法，落实“计算思维”核心素养，为编程实践铺垫基础。 （4） 实践操作：程序编写与调试优化 教师活动 1. 环境介绍：打开图形化编程软件（如MakeCde），讲解软件界面（代码区、积木区、模拟区），强调教材PXX-PXX的编程注意事项：积木拖拽要准确、模块连接要正确、程序编写后先模拟再下载、调试时逐模块排查问题。 2. 分步演示（教材核心代码）：以“时间显示+计步”功能为例，分步演示编程过程： 第一步：初始化模块（拖拽“当程序开始”积木，连接“设置屏幕亮度”积木）； 第二步：时间显示模块（拖拽“获取当前时间”积木，连接“显示文本”积木，设置显示内容为“时间：时:分”）； 第三步：计步模块（拖拽“当运动时”积木，连接“变量增加1”积木（变量命名为“步数”），再连接“显示文本”积木，设置显示内容为“步数：步数”）； 第四步：交互模块（拖拽“当A键按下”积木，连接“显示时间”模块；拖拽“当B键按下”积木，连接“显示步数”模块）； 第五步：模拟调试（点击“模拟”按钮，观察屏幕是否显示时间、运动时步数是否增加、按键是否切换功能，排查并修正问题）。 3. 师生互动提问：“演示过程中，思考：时间显示模块需要哪些积木？计步模块的核心积木是什么？如果模拟时步数不增加，可能是什么原因？” 4. 分层任务布置： 基础任务（必做）：完成“时间显示+计步”功能编程，模拟调试成功，对应教材基础要求； 提升任务（选做）：增加“闹钟提醒”功能（设置固定时间，到达时间屏幕闪烁+蜂鸣器响）； 创新任务（挑战）：优化界面（调整文字颜色、大小），增加个性化功能（如显示“我的智能手表”文字）。 5. 学生实践：小组合作完成编程任务，教师巡视指导，重点帮助基础薄弱学生解决积木拖拽、模块连接问题，引导能力强的学生优化程序、创新功能；强调教材“先基础后提升，先模拟后下载”的实践原则。 学生活动 1. 熟悉编程软件界面，阅读教材编程注意事项，牢记规范操作要求。 2. 跟随教师分步操作，观察积木组合方式，理解每一步编程逻辑，记录核心积木使用方法。 3. 思考回答：“时间模块需要‘获取时间’‘显示文本’积木；计步模块核心是‘当运动时’积木；步数不增加可能是没连接‘变量增加’积木，或模拟时没模拟运动。” 4. 明确分层任务，根据自身能力选择任务，小组分工合作（1人拖拽积木、1人检查连接、1人模拟调试）。 5. 动手编程，完成基础任务，尝试提升或创新任务；遇到问题先小组讨论，再请教老师，逐步调试程序，确保功能正常。 设计意图 基于教材核心代码，通过分步演示降低编程难度，让学生清晰掌握基础功能的编程方法；通过分层任务设计，兼顾不同层次学生需求，落实“数字化学习与创新”核心素养；强调小组合作与调试排查，培养学生合作能力与问题解决能力，贴合教材“实践为主、创新为辅”的实践理念。 （5） 展示交流，总结提升 教师活动 1. 作品展示：邀请3-4组学生展示作品，运行程序，介绍功能设计思路、模块拆分逻辑及编程过程中解决的问题。 2. 互动点评：引导全班学生点评：“你觉得这款智能手表的功能实用吗？程序运行稳定吗？有哪些优点可以学习？有哪些地方可以优化？”教师结合教材评价标准（功能完整、逻辑清晰、界面简洁、有创新）总结点评，肯定优点，提出优化建议。 3. 课堂小结：师生共同回顾本课内容：“今天我们学习了智能穿戴设备项目设计，第一步是功能定位（明确用户、分析需求、精简功能），第二步是程序设计（模块化拆分、流程图梳理），第三步是编程调试（基础功能实现、分层优化创新）。整个过程贴合教材‘从生活到技术，从设计到实践’的思路，希望大家课后继续优化作品，让智能手表更实用、更个性化！” 4. 拓展延伸：鼓励学生阅读教材拓展内容，思考：“智能手表连接互联网后，还可以实现哪些功能？这些功能会带来什么安全问题？为下节课《智能穿戴安全策略》铺垫。” 学生活动 1. 小组代表展示作品，运行程序，分享设计思路与实践经验。 2. 认真倾听，积极点评：“这款手表有时间和计步功能，很实用；界面很简洁，但是可以增加闹钟功能；编程时解决了积木连接错误的问题，很厉害……” 3. 跟随教师回顾本课知识，梳理项目设计流程，明确核心知识点与技能点。 4. 记录拓展思考问题，激发对下节课内容的探究兴趣。 设计意图 通过作品展示与互动点评，搭建交流平台，让学生相互学习、共同进步，培养表达能力与审美评价能力；通过课堂小结，系统梳理本课知识，强化项目设计流程记忆，落实核心素养目标；通过拓展延伸，衔接下节课内容，形成单元知识闭环，激发持续探究欲望。 6、 课堂小结 本节课我们围绕《自制智能手表》项目，完成了功能定位与程序设计两大核心任务。首先，我们结合生活场景，明确了智能手表的用户群体与核心需求，掌握了“用户明确、需求真实、功能精简”的功能定位原则；其次，我们学习了程序模块化设计思路，能将复杂功能拆分为独立模块，用流程图梳理逻辑关系；最后，我们通过图形化编程，完成了时间显示、计步等基础功能的编写与调试，部分同学还实现了闹钟提醒、界面优化等创新功能。 整个学习过程，我们践行了“从生活需求出发，用技术解决问题”的理念，不仅提升了编程实践能力，更培养了逻辑思维、合作创新与信息社会责任意识。智能手表的设计与制作是一个持续优化的过程，课后请大家继续完善作品，思考智能穿戴设备的安全使用问题，为下节课学习做好准备。 2 学科网（北京）股份有限公司 $