跨学科主题活动 三峡船闸算法控（教学课件）信息科技泰山版六年级上册（新教材）

该小学信息科技课件以三峡船闸为核心，围绕船闸系统工作原理及控制算法展开，课堂导入通过“查阅资料设计船闸草图”结合三峡船闸实际数据，引导学生从生活问题出发，连接后续连通器实验、模拟系统制作及算法分析，构建从具体到抽象的学习支架。 其亮点在于采用项目式学习，通过锥形漏斗等材料的连通器实验、塑料水槽模拟系统制作培养计算思维，结合AI查询优化安全措施提升数字化学习与创新能力，融入三峡工程案例增强信息意识。知识总结明确目标，帮助学生系统掌握，教师可借助实践活动提升教学互动性与学生参与度。

跨学科主题活动 项目主题 Project Theme 三峡船闸算法控 泰山版 六年级上 01 Learning goal 学习目标 02 Lead-in 课堂导入 03 Exploring New Knowledge 新知探究 04 Knowledge Summary 知识总结 05 Smart Challenge 智慧挑战 目录 2 学习目标 PART ONE 通过三峡工程了解船闸系统的工作过程 进一步设计和制作船闸模拟控制系统 项目学习目标 课堂导入 PART TWO 课堂导入 船只如果想要在有落差的水面上平稳、安全地航行，就需要借助船闸。船闸是控制水面高度的系统装置。请查阅资料，想一想如果由你来设计船闸的控制系统，你会怎么设计。 我设计的船闸草图： 课堂导入 三峡船闸，规模举世无双，双线五级，是世界上第二大的船闸。它全长6.4千米，其中船闸主体部分1.6千米，引航道4.8千米。三峡大坝坝前正常蓄水位为海拔175米高程，而坝下通航最低水位为62米高程，这就是说，船闸上下落差达113米，船舶通过船闸要翻越40层楼房的高度。世界其他船闸的最大水位落差也只有68米。 课堂导入 三峡大坝拥有多项世界之最，它们分别是： 1.世界上最大的船闸。 建造难度世界第一。建设者们削平了18座山头，在坝区左岸山岗中劈出一条道来，解决了世界水利建设中的一道难题。 2.天下第一门。 永久船闸共有24扇人字闸门。三分之二的人字门高36.75米，宽20.2米，厚3米，重达850吨，面积接近两个篮球场，其外形与重量均为世界之最，号称“天下第一门”。 3.基础开挖最深。 三峡船闸的开挖边坡最大高度达170米，是世界船闸开挖边坡高度之最。 4.世界船闸衬砌式结构高度之最。 三峡船闸为与岩体共同工作的薄衬砌结构，结构最大高度达70米，是世界船闸衬砌式结构高度之最。三峡船闸完全由中国人自己制造的，不仅开关自如，还滴水不漏。 新知探求 PART THREE 活动准备：锥形漏斗、玻璃管、软管、水。 新知探究 活动一 了解船闸系统的工作过程 实验表明： 两个容器里装同一种液体，液体不流动时，各容器中的液面总保持在同一水平面上。 将漏斗和玻璃管用软管连接，注入水，观察水面变化。 新知探究 船闸是利用上述实验中的原理来控制水面的，船闸可以通过控制闸门上的阀门开关，使轮只顺利通过有落差的水面。 新知探究 根据实验得出的结论分析船闸系统的工作过程，找出工作规律。 从上游到下游 从下游到上游 过C闸 阀门（ ）开，阀门（ ）关 阀门（ ）开，阀门（ ）关 过D闸 阀门（ ）开，阀门（ ）关 阀门（ ）开，阀门（ ）关 A B A B A B A B 新知探究 活动要点： 将船闸系统抽象为输入、计算、输出三个环节。输入值为输入船闸内目标水面值，计算部分为判断闸内水面是否达到目标水面，输出值为水面相平可以安全通行。 输入环节： 计算环节： 输出环节： 船闸系统可以分解为开关系统、水面反馈系统两个小系统，每个小系统有独立的功能。例如，开关系统是由闸室和阀门构成的，利用了连通器原理；水面反馈系统是基于水位感应器实时探测水面落差高度而工作的。 新知探究 反馈是过程与控制中的重要手段。 船闸设置了水面反馈功能，能够更好进行水面落差高度的测量，当有落差时，会持续打开阀门，当达到目标水面时则关闭闸门。 新知探究 准备一个长方形的塑料水槽和两块与水槽同宽的玻璃片，将玻璃片插入水槽中，把水槽分为左、中、右三格，并用油泥将玻璃片与水槽间的缝隙封好。再准备一个塑料小盒，在小盒固定上一个用硬纸壳剪成的小船。 活动二 初步设计和制作船闸模拟系统 模拟行船的过程，船由C室进入A室需要几步？ 步骤1： 步骤2： 步骤3： 提起玻璃片 E，待 C 室与 B 室水位相平，把小船驶入 B 室，放下玻璃片 E 提起玻璃片 D，使 B 室与 A 室水位相平 把小船从 B 室驶入 A 室，放下玻璃片 D 新知探究 如何实现船闸的自动控制呢？把你的想法写一写，画一画。 想法1： 想法3： 想法2： 新知探究 可以对船闸的自动控制进行如下的算法分析： 1.程序开始，进行数据初始化。 2.判断水位是否达到水位传感器。若是，红灯亮关闭闸门；若否，绿灯亮打开闸门。 新知探究 在模拟的过程中可以发现，船在船室里受水流的影响，是摇摆不定的。根据控制中反馈的原理，我们如何让船在行进过程中更加安全?通过AI查询等方式，把你想到的方法写一写，画一画。 活动三 优化船闸的行船安全 措施1： 措施2： 措施3： 新知探究 作品交流展示： 名称 小组名称 用到的算法 N-S图 设计创新点 知识总结 PART FOUR 知识总结 了解船闸控制算法 设计船闸模拟系统 了解船闸系统的工作过程 智慧挑战 PART FIVE 2.在船闸模拟控制系统中，当船舶需要从上游向下游航行时，正确的控制顺序是： A. 打开上闸门→船舶进入→关闭上闸门→泄水降低水位→打开下闸门→船舶驶出 B. 直接打开所有闸门让船舶冲下去 C. 先泄水再让船舶进入 D. 只打开下闸门，不关闭上闸门 1.三峡大坝上下游水位落差巨大（最高达113米，相当于40层楼高）。船舶为了翻越大坝，需要像“爬楼梯”一样，利用船闸的多个闸室逐级升降水位。船闸这种让船舶“爬楼梯”的工作方式，主要解决的是： A. 船舶在大坝上游和下游之间的水位落差问题 B. 船舶的行驶速度问题 C. 大坝的发电效率问题 D. 船舶的载重问题 解析：三峡大坝上下游水位落差巨大，船舶无法直接通过。船闸通过多个闸室逐级调节水位，让船舶像“爬楼梯”一样一级一级地上升或下降，从而平稳地翻越大坝。这就像我们上楼需要走台阶一样，船闸的每一个闸室就是一节“台阶”，帮助船舶跨越水位落差。 1.答案：A 智慧挑战 解析：船舶从上游向下游航行时，需要逐级下降水位。正确的顺序是：先打开上闸门（使闸室水位与上游齐平），船舶进入闸室后关闭上闸门，然后通过输水系统从闸室内放水（泄水），使水位下降到与下一级闸室齐平，最后打开下闸门，船舶驶入下一级闸室。这个过程模拟了真实船闸“关闭闸门→调节水位→打开闸门→船舶通行”的控制逻辑。 2.答案：A 谢谢 下节课见！ Thanks！ $