3《系统的功能与控制》教学设计-2026-2027学年信息技术六年级上册苏科版

该小学信息科技教学设计聚焦“系统的功能与控制”核心知识点，通过普通鱼缸与智能水族箱对比导入，回顾系统与子系统旧知，引出功能与控制概念，搭建从静态结构到动态运行的思维支架。 亮点在于依托生活化案例（如鱼缸、电扇、洗衣机）开展对比探究，拆解“输入—计算—输出”控制模型，结合模拟程序实践。通过计算思维培育模型分析能力，数字化学习与创新助力实践体验，帮助学生突破抽象认知，教师可借分层任务兼顾差异，提升教学实效。

《系统的功能与控制》教学设计-2026-2027学年苏科版（新版）小学信息技术六年级上册 一、学情分析 本课授课对象为六年级学生。本单元前两课，学生已经认识系统、系统与子系统，理解系统是多个要素相互联系构成的有机整体，能够列举生活中的各类系统案例。六年级学生具备良好生活经验，熟悉空调、水族箱、电风扇、智能手机等常见系统，能够直观感知设备的作用，但难以抽象提炼系统功能概念，不能清晰理解“控制”如何保障、优化系统功能。 学生普遍存在认知误区：容易将系统要素本身等同于系统功能；认为系统可以自动稳定运行，忽视控制的作用；难以理解输入—计算—输出的控制通用模型。该阶段学生逻辑思维持续发展，适合依托教材水族箱、可调速电扇案例开展对比探究，结合生活化场景搭建思维支架。同时学生个体抽象思维差距明显，教学设置分层探究任务，兼顾不同学习水平学生，为下一课运用系统思想分析问题做好理论铺垫。 二、教材分析 《系统的功能与控制》是第二单元第3课，承接《系统和子系统》，开启系统动态运行规律学习，同时为第4课《运用系统思想分析问题》提供理论支撑，是单元知识由静态结构转向动态运行的关键一课。 教材内容分为四大板块：第一板块结合普通鱼缸与智能水族箱对比，引出系统功能定义；第二板块探究功能与控制的内在关系，明确系统功能依靠控制实现；第三板块梳理控制系统通用模型：输入—计算—输出；第四板块设置实践活动，通过可调速电扇系统，体验控制如何调整、优化系统功能。 教材核心逻辑：系统存在的意义就是实现特定功能；缺少合理控制，系统难以稳定达成预期功能；通过人为设计控制手段，可以优化、拓展系统功能。教材选用贴近学生生活的案例，规避复杂专业术语，注重从具象现象提炼通用规律，引导学生建立动态视角看待系统，落实系统思维培育，契合2022版信息科技新课标“过程与控制”学习要求。 三、核心素养目标（依据2022版义务教育信息科技新课标） 1.信息意识：能够识别各类系统的预期功能，发现生活中无处不在的控制现象；感知控制技术持续推动系统功能升级，体会自动化、智能控制给生活带来的改变。 2.计算思维：理解系统功能的含义；掌握系统功能与控制之间的关系；读懂“输入—计算—输出”控制模型；能够对比分析案例，说明控制如何保障和优化系统功能。 3.数字化学习与创新：借助案例表格开展对比探究；模拟可调速电扇控制系统，梳理控制流程；尝试思考优化控制系统的可行方案。 4.信息社会责任：认识合理控制能够让系统高效稳定运行，不当控制会造成系统失效；学会理性看待智能控制系统，理解任何控制系统都存在局限。 四、教学重难点 1. 教学重点：理解系统功能的概念；理清系统功能与控制的关系；认识控制“输入—计算—输出”基本模型。 2. 教学难点：区分系统要素与系统功能；结合实例分析控制对系统功能的调节作用；运用输入、计算、输出模型解析真实控制系统。 五、教学过程 （1） 回顾旧知，情境对比，导入课题 师：前两节课我们学习了系统与子系统，谁来说一说，什么是系统？ 生：由多个相互关联的要素组成，能够完成特定任务的整体叫做系统。 师：总结十分准确。老师带来两个相似系统：普通鱼缸与智能水族箱。大家仔细观察，说一说两者都由哪些要素组成？ 生：都有水、鱼缸箱体、鱼、沙石；智能水族箱多了过滤器、喂食器、水位感应器。 师：要素有相似之处，那两个系统最终想要实现的目标一样吗？日常维护方式有什么区别？ 生：目标都是养活鱼类；普通鱼缸需要人工换水、喂食；智能水族箱可以自动过滤、定时喂食。 师：很好。维持鱼类生存，就是这套系统想要实现的作用，也就是系统的功能。普通鱼缸依靠人工操作维持功能，智能水族箱依靠设备自动调控。这种为保障系统正常发挥功能进行的调节行为，就是控制。今天我们学习第3课《系统的功能与控制》。（板书课题） 设计意图：依托教材鱼缸对比案例，复习系统相关旧知；通过直观生活场景，初步引出功能、控制两大核心概念，搭建从静态系统结构向动态运行机制过渡的桥梁。 （2） 新知探究一：研读教材，认识系统的功能 师：请同学们自主阅读教材，找出系统功能标准定义。同桌互相交流，尝试用自己的话概括。 生：系统在特定环境中发挥的作用或者能力，叫作系统的功能。 师板书定义，同时重点辨析易错知识点：系统的要素是组成部分，系统功能是整体发挥的作用。我们一起来区分两组例子。 师出示表格，组织学生辨析： 系统名称 组成要素 系统功能 冰箱系统 箱体、压缩机、温控器、隔板 冷藏、保鲜食物 共享单车系统 单车、定位模块、APP、锁具 提供短途出行服务 师提问：能不能说压缩机就是冰箱的功能？为什么？ 生：不能，压缩机是组成要素，压缩机配合其他部件，整体实现保鲜冷藏的功能。 师：总结关键点：功能属于系统整体，单一要素无法独立实现完整系统功能。 师拓展互动：大家说一说校园系统、空调系统分别具备什么功能？ 生：校园系统功能是开展教育教学；空调系统功能是调节室内温度。 师继续引导思考：同一个系统，能不能拓展出新的功能？ 生：早期手机只有通话功能，智能手机增加拍照、上网、导航功能。 设计意图：紧扣教材文本开展自主阅读，借助辨析表格区分要素与功能，直击学生高频认知误区；结合学生熟悉案例巩固概念，夯实本课重点。 （3） 新知探究二：探究系统功能与控制的关系 师：我们再次回到教材案例普通鱼缸。普通鱼缸系统功能是饲养鱼类，但是如果长期不换水、不喂食，会发生什么？ 生：水质变差，鱼类难以存活，系统无法实现预期功能。 师：由此我们发现，想要持续稳定实现系统功能，离不开调节与管控，也就是控制。 师组织小组讨论：智能水族箱依靠哪些控制手段保障养鱼功能？ 生：过滤器持续净化水质（自动控制）；定时喂食器投放饲料；水位传感器监控水位。 师梳理核心结论：系统的功能依靠控制实现；合理的控制能够保障系统稳定发挥功能，还可以优化、拓展系统功能。 师继续开展师生互动： 师：空调系统想要实现“恒温”功能，依靠什么控制？ 生：温度传感器检测温度，达到设定温度后控制压缩机启停。 师：如果缺少温控控制，空调会出现什么情况？ 生：持续制冷或者制热，室内温度持续变化，无法维持恒温。 师追问：控制分为哪两种形式？结合案例举例。 生：分为手动控制和自动控制。手动控制：人工手动给鱼缸换水；自动控制：水族箱自动过滤水质。 师小结：无论是手动控制还是自动控制，最终目的都是保障系统顺利实现预期功能。 设计意图：沿用课堂导入案例持续探究，层层递进推导功能与控制的内在联系；区分手动、自动控制，丰富学生认知，落实教学重点。 （4） 新知探究三：控制系统通用模型——输入—计算—输出 师：教材告诉我们，所有控制系统，都可以提炼出统一的运行模型，包含三个环节：输入、计算、输出。我们一起来解读三个环节含义。 师讲解：输入是收集外界信息、设定指令；计算是系统对信息进行判断、处理；输出是系统做出对应的动作、响应。 师结合智能水族箱水质控制案例拆解模型： 输入：水质传感器采集水体浑浊程度信息； 计算：系统对比水质标准，判断是否需要开启过滤； 输出：启动过滤器或者保持关闭。 师组织学生分组，尝试拆解空调温控系统的三大环节。 生：输入：温度传感器采集室内温度；计算：对比设定温度，判断是否制冷；输出：压缩机启动或者停止。 师继续提问：人工手动调节电风扇风速，对应的输入、计算、输出分别是什么？ 生：输入：人拨动档位开关；计算：电路识别档位信号；输出：电机以对应转速运转。 师提醒学生：小到家电，大到交通系统，绝大多数控制系统都遵循这套模型，我们可以使用这个模型分析各类控制现象。 设计意图：解读教材核心模型，结合多个案例逐层拆解，将抽象控制规律具象化；通过小组拆解练习，帮助学生熟练运用模型分析系统，突破本课教学难点。 （5） 新知探究四：实践探究——可调速电扇控制系统 师：请大家阅读教材实践板块可调速电扇案例。这套系统想要实现的功能是什么？ 生：根据调节信号，灵活改变电风扇转动速度。 师：我们利用输入—计算—输出模型梳理整套控制流程。 输入：调节电位器，产生不同数值信号； 计算：程序读取数值，换算为风扇转速； 输出：电风扇按照对应速度旋转。 师演示模拟程序：拖动调节滑块，观察风扇转速同步变化。 师设置拓展思考问题：怎样改造系统，让风扇可以根据环境温度自动调速？ 生：增加温度传感器采集温度作为输入，程序判断温度高低，自动调整转速。 师小结：修改控制系统的输入信息、计算规则，就能够升级系统，拓展系统功能。 学生自主体验模拟程序，观察调节操作带来的输出变化。 设计意图：落实教材实践活动，打通理论模型与数字化实践之间的联系；拓展改造任务，启发学生创新思考，培育数字化创新能力。 （6） 综合巩固拓展 师：布置小组探究任务：家用全自动洗衣机系统。 任务1：写出这套系统的整体功能； 任务2：分析这套控制系统的输入、计算、输出三个环节； 任务3：说一说控制如何保障洗衣机稳定完成洗涤工作。 小组合作完成探究，选取小组代表上台分享成果，教师针对性点评。 师总结：缺少水位检测、时长控制等手段，洗衣机无法自动完成洗涤，再次印证控制是实现系统功能的重要保障。 设计意图：选用生活化变式案例，检验学生概念掌握程度，实现知识迁移，巩固课堂核心知识点。 （7） 课堂小结 师：本节课我们学习《系统的功能与控制》，谁来梳理本节课学到的核心知识点？ 生1：系统在特定环境中发挥的作用，叫作系统功能；要素不等于功能。 生2：系统功能依靠控制实现，控制分为手动控制和自动控制。 生3：控制系统通用模型包含输入、计算、输出三大环节。 生4：优化控制方式，可以升级、拓展系统原本的功能。 师完整总结：本节课我们认识了系统功能，理清功能与控制的紧密联系，学习了输入—计算—输出通用控制模型。系统想要稳定发挥作用，离不开合理的控制手段。下一节课，我们将学习如何运用系统思想，综合分析生活、学习中遇到的各类实际问题。 2 学科网（北京）股份有限公司 $