第5课 连续变化的数据 教学设计2026-2027学年人教版信息科技六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦连续变化的数据这一核心知识点，通过校园环境监测面板展示实时光照度、温度等数据，联系上节课控制系统知识，从已知的开关量自然过渡到连续量，搭建学习支架帮助学生理解数据特征。 资料特色在于运用“智能光照调节模拟器”“温度监控模拟软件”等数字化工具及滑动变阻器LED灯实物教具，引导学生经历“感知数据→分析数据→设定阈值→形成控制逻辑”的探究过程，培养计算思维与数字化学习能力。通过分组讨论设定智能灯阈值、分析停车场系统回差区间等实例，强化信息意识，帮助学生建立系统安全观，也为教师提供直观教学资源，提升课堂效率。

第5课 连续变化的数据 一、教学目标 知识与技能：能够识别控制系统工作时产生的典型数据，准确区分连续量与开关量；能够举例说明连续量在智能家居等场景中的表现形式；能够用自己的语言解释阈值的含义，并列举一个阈值在控制系统中起实际作用的例子。 过程与方法：通过观察智能台灯、恒温空调等模拟场景中的数据流，经历“感知数据→分析数据→设定阈值→形成控制逻辑”的探究过程，初步掌握分析控制系统中数据作用的方法。 情感态度与价值观：在分析连续变化数据的过程中，感受数据精确控制对生活便利性的提升，形成“用数据说话”的意识；在讨论阈值设定时，体会合理参数设置对系统稳定运行的重要性，初步建立系统安全观。 二、教学重难点 1. 教学重点 连续量数据的表现形式（在数值范围内平滑变化）。 阈值的含义与作用（作为触发控制动作的临界值）。 2. 教学难点 阈值的含义与作用：学生容易将阈值与前序知识中的“条件判断”混淆，难以理解阈值是“人为设定的、连续量达到的某个具体临界值”，需要借助可视化手段建立直观认知。 理解“连续变化”与“控制动作”之间的逻辑关联：即数据如何驱动系统自动运行。 三、教学准备 教师演示用：“智能光照调节模拟器”程序（可显示光照强度数值从0到1000连续变化，并带有一个滑块用来设定阈值）。 学生探究用：每组一台计算机，预装“温度监控模拟软件”（可实时显示温度曲线，并允许设定空调的制冷启动阈值和停止阈值）。 实物教具：一个带有滑动变阻器的简易LED灯电路板（由老师操作，接入传感器演示光照度的连续变化）。 板书工具：交互式电子白板。 问卷星或纸质任务单一份，用于课堂巩固练习。 四、教学过程 1. 导入新课（5分钟） 师：同学们，上节课我们认识了控制系统，知道了它由输入、计算、输出三部分组成。今天上课前，请大家看看窗外，告诉我现在的天气怎么样？你感觉教室里的光线和温度如何？ 生（七嘴八舌）：有点暗，要下雨了；温度还行，不冷不热…… 师：我听到了很多描述，比如“有点暗”“不冷不热”。但我们的教室设备，比如智能灯、空调，它们能听懂“有点暗”这种话吗？ 生：不能。它们需要具体的数值。 师：完全正确。控制系统要工作，必须有“数据”。现在我打开我们教室真实存在的环境传感器界面，大家看屏幕。（展示一个校园环境监测面板，包含当前光照度325Lux，温度26.3℃，湿度65%。） 这些数据有一个特点——它们不是固定不变的，而是随着时间、环境不断变化的。比如，天越来越暗，光照度数值就从500慢慢降到200。这就是我们今天要研究的——连续变化的数据。（板书课题） 师：思考一下，控制系统拿到这些连续变化的数据，能做什么呢？比如，什么时候该开灯？什么时候空调该启动？今天我们就来解开这个秘密。 2. 新知探究（20分钟） （一）认识连续量：它和我们之前学的开关量有什么不同？（7分钟） 师：在之前的课上，我们学过传感器可以采集数据。按下按钮，输出“0”或“1”，这叫做什么？ 生：开关量。 师：很棒，开关量只有两种状态，像灯的“开”和“关”。但光照强度是开关量吗？ 生：不是，它可以从0慢慢变到很高。 师：对！这种能在一定范围内、取任意数值、平滑变化的数据，我们叫它连续量。（板书：连续量——数值平滑变化） 现在我运行“智能光照调节模拟器”。（打开程序）这是一盏智能灯，右边显示它接收到的光照传感器数值。请大家仔细观察数值的变化，告诉我你看到了什么？ （教师用手电筒照射模拟器的光线传感器，然后慢慢移开手电筒。） 生：数值一直在变！靠近就很亮，数值800多；拿远一点就慢慢降，500、300、100……不是突然跳的。 师：非常好的观察！它从800到100，中间经过了700、600、500……像一个滑滑梯，连续下滑。这就是连续量最典型的特征——它在时间上是连续不断变化的，不会直接从800跳到100。（出示图片：一个坐标轴，横轴时间，纵轴光照度，呈现一条平滑曲线。） 师：再举一个生活中的例子。我们家的智能空调，它测量室内的温度。现在是26.3度，如果打开窗户，外面的热空气进来，温度会怎么变？ 生：慢慢升高，26.4，26.5…… 师：对，它不会突然从26度跳到30度，而是一点一点爬上去的。所以，温度、湿度、光照、声音的强度，这些都是控制系统里常见的连续量。谁能再举一个你见过的连续量的例子？ 生1：手机屏幕的亮度调节条，可以慢慢拖。 生2：小度音箱的音量，也是0到100慢慢加。 师：非常好，抓住了本质。所以，连续量就是一段可以动态变化的数值区间，而不是单纯的0或1。 （二）从采集到使用：连续量如何驱动控制？（8分钟） 师：清楚了连续量的样子，那控制系统拿到这些连续变化的数据后，是怎么做出决定的呢？比如，刚才的智能台灯，它的功能是“当环境变暗时自动亮起”。那么，“变暗”在数据世界里，意味着什么？ 生：光照度数值变小了。 师：小到什么时候该开灯呢？是只要低于800就开？还是低于200才开？这需要一个明确的界线。请大家分组讨论1分钟：这个界线应该设定为多少？为什么？ （分组讨论，教师巡视，听取学生基于生活经验的判断。） 生小组代表：我们觉得设在300左右比较好。因为300以下确实感觉暗了，看书有点费力，300以上其实可以不开灯。 师：有理有据！你们其实已经给系统设定了一个临界值。在控制系统中，这个触发动作的临界值，有一个专门的名字，叫阈值。（板书：阈值——触发动作的临界值） 我们来看这个模拟器。现在我把开灯的阈值设定为300。（拖动滑块，将阈值线固定在纵坐标300的位置。）请大家继续观察。 （演示：手电筒远离，光照数值从500缓慢下降，经过450，400，350，333，310，305，301，300——） 师：数值刚刚到达300的那一刻，发生了什么？ 生：灯亮了！ 师：数值从301降到300，为什么不在301亮，偏偏在300亮？ 生：因为你设的阈值就是300！ 师：对，所以阈值就像开关的“扳机点”。当连续量 “越过” 这个临界值时，控制系统就立刻执行相应的动作。如果我把阈值设成500呢？ 生：那还比较亮的时候灯就亮了，浪费电。 师：如果把阈值设成50呢？ 生：那都漆黑一片了灯还不亮，会摔倒的。 师：你们看，阈值设定的合不合理，直接决定了控制系统是聪明还是笨。设定阈值，就是让机器理解“什么叫暗”“什么叫热”。 （三）阈值在系统中的应用：不止一个阈值（5分钟） 师：刚才的例子是一个阈值。在实际中，为了系统稳定，我们常常用两个阈值。比如空调，它不能刚制冷到26度就立刻停，一会儿又启动，这样压缩机会损坏。 （打开“温度监控模拟软件”，设定场景：空调制冷，目标保持26℃。） 师：请大家看这个温度曲线。如果我只设一个阈值26℃，当温度达到26℃时空调停，但温度很快回升到26.1℃，空调又要开，这样频繁启停，好不好？ 生：不好，容易坏，也耗电。 师：工程师们想了一个办法：设定启动阈值和停止阈值。比如，温度高于27℃时，开始制冷；温度降低到25℃时，停止制冷。这样，温度就在25到27之间波动，不会频繁启停。这两个阈值之间的区域，叫做回差区间。（板书：可设置多个阈值，形成回差） 师：看，这是模拟软件生成的温度变化图。（展示下方图片示意）红线是启动阈值27℃，蓝线是停止阈值25℃。温度曲线升到红线，空调开；降到蓝线，空调关。阈值让系统既能工作，又保护了设备。 3. 巩固练习（10分钟） 现在，我们以小组为单位，完成一个“我是小小系统分析师”的任务。每个小组打开电脑上的“停车场车辆计数系统”模拟程序。这个系统的入口处有一个红外传感器，每过一辆车，计数加1。程序会实时显示“当前停车数量”这个连续量（最大容量100）。另外，入口和出口各有闸机。 请各小组根据屏幕上的任务单，合作探究并记录： 识别数据：在这个系统中，哪个是连续量？哪个是开关量？为什么？（答案：停车数量是连续量，可以在0-100之间变化；闸机的“升起/落下”指令是开关量。） 设定阈值：如果停车场总车位是100个，为了防止停满后还有车误入，我们需要在入口显示屏显示“车位已满”，并自动关闭入口闸机。你会设置什么阈值？请填写：当停车数量 __ 时，触发“车位已满”显示并落闸。 分析回差：为了避免车辆刚离开一个车位，闸机就立刻打开导致混乱，系统设了两级阈值：当数量≤98时，入口闸机才再次允许开启。请问这个98的阈值有什么用？这体现了阈值的什么作用？（答案：防止频繁启停闸机，保护设备，让系统运行更稳定。） （学生分组操作，教师巡视指导，关注学生对“阈值触发”逻辑的描述是否清晰。操作完成后，请一个小组代表到教师机投屏展示设定过程，并解释理由。） 小组展示片段： 生：我们把“车位已满”的阈值设为100，因为100就是最大值，达到100入口就关闭。然后出口走一辆，变成99，如果立刻开入口，可能又有车冲到100，一下就满了又关，所以我们用98，等确实空出两个位子了再开放入口，这样系统就不会“抖”。 师：分析得太精彩了！“系统不会抖”，这个说法非常形象，在控制工程里，我们就叫它防止系统振荡。阈值在这里起到了平稳运行的关键作用。 4. 课堂小结（5分钟） 师：我们一起来回顾今天的内容。通过智能台灯、空调和停车场的例子，我们认识了控制系统里至关重要的一类数据——连续量。 （指示板书，带领学生共同总结） 什么是连续量？（生：不断变化、一定范围内的数值，如光照、温度、数量。） 和开关量最大的不同是什么？（生：开关量只有两种状态，连续量有无穷多种。） 什么叫阈值？（生：触发系统动作的那个临界值。） 设定阈值时要注意什么？（生：根据实际需要，有时设一个，有时为防抖设两个，形成回差。） 师：今天，我们只是揭开了“连续变化数据”的一角。事实上，你戴的运动手环，监测你心率的变化；无人驾驶汽车，探测前方障碍物距离的变化——它们背后，都是连续变化的数据在默默计算，并通过一个个精心设定的阈值，保护着我们的安全，让生活更智能。下节课，我们将自己动手，用micro:bit板来采集光线连续量，并编写一个简单的自动控制程序，设定自己的阈值！ 五、板书设计 第5课 连续变化的数据 一、连续量 ↳ 数值在一定范围内平滑变化 ↳ 不同于开关量（0/1） ↳ 例：光照度(0~1000)、温度(-10~45℃)、数量 二、阈值 ↳ 定义：触发控制动作的临界值 ↳ 作用：让机器理解“程度” → 何时开灯/启动 ↳ 拓展： · 单阈值 → 简单启停 · 双阈值 → 回差区间，防止频繁启动（系统更稳定） [右侧粘贴一张温度曲线与双阈值线的关系图] 六、教学反思 本课从学生可以直观感受的环境数据入手，成功将抽象的“连续量”与熟悉的“开关量”建立了对比，学生对“平滑变化”的理解较为到位。在引出阈值时，没有直接灌输定义，而是让学生为智能灯“设界线”，从而自然生成“临界值”的概念，降低了认知难度。对于难点“阈值的防止振荡作用”，借助空调和停车场两个实例，利用双阈值和回差区间的可视化曲线，帮助学生理解了工程实践中阈值设定的深层逻辑。从课堂练习反馈来看，大部分小组能够正确区分数据类型并合理设定阈值，达成了预定教学目标。 有待改进之处：在讲解“连续量在数值区间平滑变化”时，部分学生可能会将“连续变化”与“无限变化”混淆，需在下节课用micro:bit采集数据时，明确连续量也有量程范围（比如我们用的光线传感器量程是0到4095）。另外，有学生在设置阈值时完全凭感觉，缺少计算，后续可以加入“根据统计峰值设定阈值”的简单数据分析环节，进一步强化“用数据说话”的意识。 学科网（北京）股份有限公司 $