第20课《找找电梯子系统》教学设计2025-2026学年人教版信息技术六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦电梯子系统识别、控制系统工作过程及开关量与真值表应用，通过播放电梯应用视频、讲述乘梯情境故事导入，关联学生已学智能系统组成知识，引导从生活实例抽象子系统，搭建从具体到抽象的学习支架。 以真实情境驱动学习，融合信息意识（系统分解思想）、计算思维（绘制输入-计算-输出示意图、用真值表描述状态）、数字化学习（虚拟仿真烟雾警报系统），通过小组合作、图示表达、仿真实践等方法，帮助学生建立系统思维，提升逻辑表达能力，为教师提供清晰教学路径与可操作活动设计。

《找找电梯子系统》教学设计 学情分析 （一）六年级学生认知特点 六年级学生（11-12岁）处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡时期，具有以下认知特点： 抽象思维能力逐步发展，能够理解系统分解、逻辑关系等抽象概念。 逻辑推理能力增强，能够分析输入与输出的因果关系，理解控制流程。 对生活中的智能设备有一定认知基础，电梯是学生日常生活中常见的智能系统。 具备一定的图示表达能力，能够通过绘制示意图来表达系统工作过程。 对二进制、编程等信息技术概念有初步了解，具备学习开关量和真值表的基础。 （二）已有知识基础 学生在前期学习中已经掌握以下知识： 在第五单元"智能种植有方法"中学习了传感器、阈值、闭环控制等概念。 了解了智能系统的基本组成（传感器、控制器、执行器）。 具备一定的算法流程图绘制能力。 对数据采集、数据处理、自动控制有初步认识。 （三）学习困难预判 预计学生在学习过程中可能遇到以下困难： 难点1：从复杂的电梯系统中准确识别和划分子系统，理解各子系统的功能边界。 难点2：理解开关量与连续量的本质区别，特别是连续量如何转换为开关量的过程。 难点3：绘制控制系统工作过程示意图时，准确表达输入、计算、输出三个环节的逻辑关系。 难点4：使用二进制（0和1）描述系统状态，理解真值表的形式化表达方式。 教学目标 基于核心素养和课程标准要求，制定以下教学目标： （一）信息意识维度 目标1：能够识别电梯系统中的主要子系统（呼叫系统、刷卡系统、楼层按键系统、超载警报系统、楼层指示灯系统等），理解系统分解的思想方法。 目标2：能够感知生活中智能控制系统的普遍性，认识到复杂系统可以分解为多个功能明确的子系统。 （二）计算思维维度 目标3：能够熟练绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图，准确表达输入、计算、输出三个环节的逻辑关系。 目标4：能够理解开关量的概念，区分开关量与连续量的本质区别，认识二进制在控制系统中的应用。 目标5：能够熟练使用真值（0和1）描述控制系统中各模块的状态，理解真值表的形式化表达方式。 （三）数字化学习与创新维度 目标6：能够使用虚拟仿真工具体验烟雾警报系统的工作过程，通过输入不同浓度值观察系统状态变化，培养数字化探究能力。 目标7：能够阅读简单的控制程序代码，找出产生开关量的关键语句，初步理解程序控制逻辑。 （四）信息社会责任维度 目标8：能够认识电梯安全控制系统（超载警报、烟雾警报）的社会价值，理解智能技术在保障公共安全中的重要作用。 教学重难点 （一）教学重点 重点1：识别电梯系统中的主要子系统，理解各子系统的功能。 重点2：绘制控制系统工作过程示意图，准确表达输入-计算-输出三个环节。 重点3：理解开关量的概念，能够在各子系统中找出开关量。 重点4：使用真值（0和1）描述系统状态，理解真值表的应用。 （二）教学难点 难点1：理解连续量与开关量的本质区别，特别是连续量如何通过阈值判断转换为开关量。 难点2：准确绘制控制系统工作过程示意图，清晰表达各环节的逻辑关系。 难点3：理解真值表的形式化表达方式，能够用二进制描述复杂的系统状态。 教学过程 环节一：情境导入，激发兴趣（5分钟） 教师活动 1. 播放视频或展示图片：扶梯与轿厢电梯的应用场景。 2. 讲述情境故事："妈妈下班回家，走到电梯前按下上行键，电梯到达后门自动打开，妈妈走进电梯刷卡验证身份，然后按下18楼的按键，电梯自动运行到18楼并打开门。" 3. 提出问题：在这个过程中，电梯是如何知道要停在哪一层的？电梯系统包含哪些部分？它们是如何工作的？ 4. 引出课题：今天我们就来探究电梯系统的奥秘，学习如何找出电梯中的子系统。 学生活动 1. 观看视频或图片，回忆自己乘坐电梯的经历。 2. 倾听情境故事，思考电梯的工作过程。 3. 积极回答问题，分享自己对电梯系统的认识。 4. 明确本节课的学习任务。 设计意图：通过生活化情境导入，激发学生的学习兴趣和探究欲望；通过问题引导，帮助学生建立本节课的学习目标，为后续学习做好铺垫。（对应目标1、2） 评价方式：观察学生的参与度和回答问题的积极性，评价学生对电梯系统的初步认识。 环节二：任务一——找出电梯系统中的主要子系统（10分钟） 教师活动 1. 提出任务：请同学们以小组为单位，讨论并找出电梯系统中包含哪些主要子系统。 2. 提供讨论提示：可以从"妈妈乘坐电梯"的过程中，思考每个操作对应的系统部分。 3. 巡视指导：观察各小组讨论情况，适时提供引导和帮助。 4. 组织汇报：邀请2-3个小组代表汇报讨论结果。 5. 总结归纳：结合学生汇报，系统讲解电梯的主要子系统： 呼叫系统：向控制系统发送停靠指令，呼叫电梯停靠到乘客所在楼层。 刷卡（身份验证）系统：检测乘客是否具有使用权限，验证通过后楼层按键才有效。 楼层编号按键系统：让乘客选择目标楼层，向控制系统发送停靠指令。 超载警报系统：检测轿厢内的载重值是否超过标准。 楼层指示灯系统：显示当前电梯所在楼层，接收指令并闪烁。 6. 强调系统分解思想：复杂的电梯系统可以分解为多个功能明确的子系统，每个子系统负责特定的功能。 学生活动 1. 以小组为单位，讨论电梯系统中的主要子系统。 2. 结合"妈妈乘坐电梯"的情境，分析每个操作对应的系统部分。 3. 记录讨论结果，准备汇报。 4. 小组代表汇报讨论成果，其他同学补充或提问。 5. 倾听教师讲解，理解各子系统的功能和系统分解思想。 设计意图：通过小组合作讨论，培养学生的系统分析能力和团队协作能力；通过情境分析，帮助学生从具体操作中抽象出子系统的概念；通过教师总结，帮助学生建立系统化的认知结构。（对应目标1、2） 评价方式：观察小组讨论的参与度和深度，评价学生汇报的完整性和准确性，检查学生对子系统概念的理解程度。 环节三：任务二——绘制电梯呼叫系统工作过程示意图（12分钟） 教师活动 1. 提出任务：请同学们描述电梯呼叫系统的工作过程，并绘制工作过程示意图。 2. 讲解控制系统的三个环节： 输入：按键发出的呼叫指令（如按下上行键）。 计算：分析处理，生成指令（判断电梯是否到达所在楼层）。 输出：电梯到达并自动开门。 3. 提供示意图模板：展示"输入→计算→输出"的框架结构。 4. 引导学生绘制：以电梯呼叫系统为例，引导学生在模板中填充具体内容。 5. 巡视指导：观察学生绘制情况，纠正常见错误（如逻辑关系不清、环节缺失等）。 6. 展示优秀作品：选择2-3份优秀示意图进行展示和点评，总结绘制要点。 7. 强调：控制系统的工作过程都可以用"输入-计算-输出"的框架来描述。 学生活动 1. 倾听教师讲解，理解控制系统的三个环节。 2. 观察示意图模板，理解框架结构。 3. 独立或小组合作绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图。 4. 在模板中填充具体内容：输入（按上行键）、计算（判断电梯位置）、输出（电梯到达开门）。 5. 展示自己的作品，与同学交流分享。 6. 观看优秀作品，学习绘制要点。 设计意图：通过绘制示意图，培养学生的抽象建模能力和图示表达能力；通过"输入-计算-输出"框架，帮助学生理解控制系统的工作逻辑；通过展示优秀作品，树立学习榜样，提升学生的绘制水平。（对应目标3） 评价方式：检查学生绘制的示意图是否完整、逻辑是否清晰，评价学生对控制系统工作过程的理解程度。 环节四：任务三——找出电梯各子系统中的开关量（10分钟） 教师活动 1. 讲解开关量的概念： 开关量是具有两种状态的量，如开/关、真/假、高/低、1/0。 在控制系统中，开关量用于表示输入状态或控制设备的启动与停止。 2. 举例说明：电灯开关（开/关）、按键状态（按下/未按下）、门的状态（开/关）。 3. 提出任务：请同学们在电梯的各个子系统中找一找哪些环节涉及开关量。 4. 引导分析：以刷卡系统为例，身份验证通过（1）或未通过（0）就是一个开关量。 5. 组织讨论：学生小组讨论，找出各子系统中的开关量。 6. 汇总讲解：结合学生讨论结果，系统讲解各子系统中的开关量： 呼叫系统：按键动作（按下为1，未按下为0）。 刷卡系统：身份验证结果（通过为1，未通过为0）。 楼层按键系统：按键动作（按下为1，未按下为0）。 超载警报系统：超载判断（超载为1，未超载为0）、报警器状态（响为1，不响为0）。 楼层指示灯系统：指示灯状态（亮为1，灭为0）。 7. 强调：开关量在控制系统中起着关键作用，是实现自动控制的基础。 学生活动 1. 倾听教师讲解，理解开关量的概念。 2. 思考生活中的开关量实例，加深理解。 3. 以小组为单位，讨论电梯各子系统中的开关量。 4. 记录讨论结果，准备汇报。 5. 汇报讨论成果，与其他小组交流。 6. 倾听教师总结，完善对开关量的认识。 设计意图：通过概念讲解和实例分析，帮助学生理解开关量的本质特征；通过小组讨论和汇报，培养学生的分析能力和表达能力；通过系统总结，帮助学生建立开关量在控制系统中的应用认知。（对应目标4） 评价方式：观察学生讨论的深度和广度，评价学生对开关量概念的理解和应用能力。 环节五：任务四——描述系统状态的真值（8分钟） 教师活动 1. 讲解真值的概念： 在控制系统中，用"1"表示"真"或"是"，用"0"表示"假"或"否"。 真值是二进制的表示方式，是计算机处理信息的基础。 2. 展示真值表：以电梯呼叫系统为例，展示输入与输出的真值对应关系。 输入（按上行键）：1表示按下，0表示未按下。 输出（电梯到达开门）：1表示到达开门，0表示未到达。 3. 引导学生填写真值表：以简单的按键-开门为例，引导学生填写真值表。 4. 提出任务：请同学们用真值描述电梯呼叫系统中输入与输出的对应关系。 5. 巡视指导：观察学生填写情况，纠正常见错误。 6. 展示学生作品：选择优秀的真值表进行展示和点评。 7. 强调：真值表是形式化描述系统状态的重要工具，在程序设计和逻辑分析中广泛应用。 学生活动 1. 倾听教师讲解，理解真值的概念。 2. 观察真值表，理解输入与输出的对应关系。 3. 跟随教师引导，填写简单的真值表。 4. 独立完成电梯呼叫系统的真值表填写。 5. 展示自己的作品，与同学交流。 6. 观看优秀作品，学习真值表的规范表达。 设计意图：通过真值概念的讲解，帮助学生理解二进制在控制系统中的应用；通过真值表的填写，培养学生的形式化表达能力和逻辑思维能力；通过展示优秀作品，树立学习榜样。（对应目标5） 评价方式：检查学生填写的真值表是否准确，评价学生对真值概念的理解和应用能力。 环节六：拓展提升——烟雾警报系统分析与虚拟仿真实践（8分钟） 教师活动 1. 引入拓展任务：电梯中还有一个重要的安全系统——烟雾警报系统，我们来分析它的工作过程。 2. 讲解烟雾警报系统的工作原理： 气体传感器检测烟雾浓度（连续量）。 当浓度超过设定阈值时，向控制器发送数据。 控制器判断后接通电路，发出警报（开关量）。 3. 引导学生区分连续量与开关量： 连续量：烟雾浓度值、警报声音。 开关量：判断浓度是否超标的指令、报警器的开与关。 4. 演示虚拟仿真工具：展示烟雾警报系统的虚拟仿真程序。 5. 组织学生实践：让学生进入虚拟仿真工具，输入不同的浓度值，观察系统状态变化。 6. 引导学生阅读程序：找出程序中产生开关量的关键语句（如if语句中的判断条件）。 7. 总结：连续量通过阈值判断可以转换为开关量，这是智能控制系统的重要机制。 学生活动 1. 倾听教师讲解，了解烟雾警报系统的工作原理。 2. 思考并区分烟雾警报系统中的连续量与开关量。 3. 观看虚拟仿真工具演示，理解系统的工作过程。 4. 进入虚拟仿真工具，输入不同的浓度值（如50、100、150），观察系统状态变化。 5. 阅读程序代码，找出产生开关量的关键语句。 6. 与同学交流实践体会，分享发现。 设计意图：通过烟雾警报系统案例，帮助学生理解连续量与开关量的转换机制；通过虚拟仿真实践，培养学生的数字化探究能力和实践操作能力；通过阅读程序代码，培养学生的编程思维和代码理解能力。（对应目标4、6、7、8） 评价方式：观察学生的实践操作情况，评价学生对连续量与开关量转换的理解程度，检查学生是否能找出程序中的关键语句。 环节七：课堂总结与反思（2分钟） 教师活动 1. 引导学生回顾本节课的学习内容： 我们找出了电梯系统中的主要子系统。 我们绘制了控制系统的工作过程示意图。 我们学习了开关量的概念，并在各子系统中找出了开关量。 我们用真值表描述了系统状态。 我们通过虚拟仿真工具体验了烟雾警报系统的工作过程。 2. 提出思考问题：在生活中，还有哪些智能系统可以用今天学习的方法来分析？ 3. 布置课后任务：观察家里或学校的智能设备（如自动门、智能灯等），尝试找出它们的子系统，并绘制工作过程示意图。 4. 鼓励学生：今天大家表现得非常好，希望大家继续保持对智能系统的好奇心和探究精神。 学生活动 1. 回顾本节课的学习内容，梳理知识要点。 2. 思考教师提出的问题，联系生活实际。 3. 记录课后任务，准备课后实践。 4. 分享本节课的收获和感受。 设计意图：通过课堂总结，帮助学生梳理知识体系，巩固学习成果；通过思考问题，引导学生将所学知识迁移到生活实际；通过课后任务，延伸学习空间，培养学生的持续探究能力。（对应全部目标） 评价方式：观察学生的总结发言，评价学生对本节课知识的掌握程度和迁移应用能力。 板书设计 找找电梯子系统 一、电梯系统的主要子系统 1. 呼叫系统 2. 刷卡（身份验证）系统 3. 楼层编号按键系统 4. 超载警报系统 5. 楼层指示灯系统 6. 烟雾警报系统（拓展） 二、控制系统工作过程 输入→ 计算 → 输出 三、开关量 具有两种状态的量：开/关、1/0、真/假 四、真值表 用1表示"真"或"是"，用0表示"假"或"否" 五、连续量与开关量 连续量：烟雾浓度、声音 开关量：判断指令、报警器开关 学科网（北京）股份有限公司 $