第三单元第4节《系统的优化与调整》教学设计2026-2027学年川教版信息科技六年级上册

第三单元 智能控制更便捷 第4节《系统的优化与调整》教学设计 ——2026-2027学年川教版（2024）信息科技六年级上册 一、教学基本信息 课题 系统的优化与调整 年级 六年级（上册） 课时 1课时 课型 新授课 教材版本 川教版（2024）信息科技 授课学期 2026—2027学年 所属单元 第三单元 智能控制更便捷 授课教师 ＿＿＿＿＿＿ 二、教材分析 本课是第三单元最后一课，是全册的收束课。教材承接上节课的反馈，讲清反馈带来的两个优化作用：自我修正是在系统运行时不断调整，发现改进是在运行后分析数据、优化设计；并给出教材中的优化流程：收集反馈、发现问题、分析原因、改进系统。教材再用两个案例把优化说透：恒温电热水壶靠温度传感器监测实现恒温控制；定频空调只有开和关，室温忽冷忽热且耗电大，变频空调根据反馈信息连续调节频率，不停机运转，温度稳定又节能。教材最后让学生寻找生活中利用反馈优化的案例，并为漏水自动关总水阀、下雨自动关窗等系统完成优化设计表。本课要让学生看见：从认识控制到闭环、反馈，再到优化，系统一步步变得更聪明。 三、学情分析 六年级学生已经掌握了反馈概念，能说出检测、比较、调节三步，但对优化这个词的理解还停在更好用这一层，需要用定频与变频空调的对比把优化具体化。他们能感受到忽冷忽热和电费变高的生活经验，这正是优化的切入口。学生容易把优化等同于换一个更贵的设备，需要用数据说明：变频不是更贵，是更会调节。设计环节他们想法丰富但缺少章法，习惯直接跳到解决方案，需要用发现问题、分析原因、改进系统三步的支架把思路拽回来，这也是本课要重点训练的过程性思维。 四、教学目标（基于2022版信息科技课程标准核心素养） ● 信息意识：通过定频空调与变频空调的对比，认识到优化让系统从能用走向好用，体会技术改进对人类生活的价值。 ● 计算思维：理解反馈的两个优化作用，能区分运行时自我修正与事后设计改进；掌握收集反馈、发现问题、分析原因、改进系统的优化流程；能据此设计简单的系统优化方案。 ● 数字化学习与创新：能迁移本单元所学，完成漏水关阀、下雨关窗等系统的优化设计，画出反馈回路，体会自顶向下逐层分解的方法。 ● 信息社会责任：在设计优化中关注节能、安全、舒适等人本价值，养成先分析再改进的思维习惯，体会科技进步要服务于人的需要。 五、教学重难点 【教学重点】理解反馈的两个优化作用；掌握收集反馈、发现问题、分析原因、改进系统的优化流程。 【教学难点】区分运行时自我修正与事后设计改进；自主设计系统优化方案并说清反馈回路。 六、教学准备 多媒体课件（定频与变频空调对比、恒温电热水壶、优化流程图、生活优化案例） 系统优化设计表每组1份（含问题描述、检测装置、反馈回路、优化后效果四栏） 学习任务单每生1份、小白板4块、马克笔 展示用实物或图片：电热水器、晾衣杆、空调 七、教学过程 教学环节（时长） 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 （4分钟） 承上节课：反馈让系统不断对照目标修正自己。可今天家里的空调让你发现一个新问题——晚上睡觉时它一阵凉、一阵热，嗡嗡响，电费也比去年高。提问：同样是空调，为什么有的能让屋里稳稳当当，有的却忽冷忽热？学生：不一样的东西。追问：不一样在哪？引导到本课任务：不是去换一台更贵的空调，而是看懂系统，把它的不足找出来、改好——这就是优化。揭示课题：系统的优化与调整。 分享空调忽冷忽热的经历；猜测原因；接受优化任务。 从学生自己的使用痛点切入，让优化成为要解决的真问题，而不是抽象概念。 新知探究一：反馈的两个作用 （10分钟） 带学生回顾上节课的反馈三步，随即点明反馈带来的两个优化作用。第一个是自我修正：系统在运行的过程中不断调整，比如恒温电水壶用温度传感器监测水温，低于设定值就加热，到设定值就停——这一步发生在系统工作的时候。第二个是发现改进：系统跑了一段时间，我们看了数据、发现问题，再回头改设计。板书教材的四步流程：收集反馈、发现问题、分析原因、改进系统。举例区分：空调运行时把温度送回去修正是自我修正；厂家根据用户投诉把压缩机改得更灵敏是发现改进。追问：为什么一个系统要两样都有？学生：跑的时候能自己调，才好用。 区分两个优化作用并举例；说出四步优化流程；理解两者一在运行一在事后。 把两个作用放在一起对比，防止学生把优化理解成只有事后改设计。 新知探究二：从定频到变频 （10分钟） 出示教材案例：定频空调靠开和关压缩机调温，房间冷了就关，热了就开，温度在设定值上下反复横跳，忽冷忽热、耗电也大；再看变频空调，它根据反馈信息自动调节压缩机工作频率，需要多大出力就出多大力，不停机连续调节，室温稳住又省电。分两组对比讨论：这两台空调做的是同一件事吗？不同在哪？学生：一个会调，一个只会开关。追问：变频更贵吗？它省下来的电费和时间够不够？教师收拢：优化不是花更多的钱，是让系统更会调节。随后用一句话立起来：反馈让系统动起来，优化让系统越用越好。 分组对比两种空调；说出定频与变频的核心差别；理解连续调节与开关调节的优劣；理解优化不等于更贵。 用同一件事的两种做法做对照，优化才有具体的着力点，节能意识也在对比中自然建立。 实践活动：优化设计表 （10分钟） 任务：每组从三张卡中任选一张做优化设计——热水器忽冷忽热、晾衣杆遇雨没收、浴室水龙头水流太大浪费水。按四步流程填表：问题描述、检测装置（加什么才能发现问题）、反馈回路（结果怎么送回去）、优化后效果。每组还要画出反馈回路，用箭头标出检测、比较、调节三个环节。教师提示：先用数据说问题，比如热水器是因为出水忽冷忽热、洗澡要反复调开关；再想加什么检测装置。巡视时抓一份跳过分析直接写解决方案的备用。 选定卡号；按四步流程填表；画出反馈回路；标注检测、比较、调节三环节；准备汇报。 用四步流程作思维支架，训练先分析再改进的过程性思维，兼顾节能与安全的人本考量。 展示交流 （3分钟） 请两组展示，一组晾衣杆遇雨、一组水龙头省水。引导互评：这个检测装置装在哪？结果是怎么送回去的？有没有形成闭合回路？教师追问一句：优化以后，这个系统是不是更费电、更费钱了？引导学生想成本与收益，比如水龙头省水省不省得看是否多装了流量检测装置。表扬把使用者的需要写在设计里的小组。 代表展示设计；他组互评反馈回路是否闭合；思考优化的成本与收益。 在互评中检查反馈回路是否真正闭合，并把成本意识引入设计讨论。 总结拓展 （3分钟） 收束第三单元：认识控制、闭环控制、反馈、优化调整，四课一步步走过来——从手动开关到自动检测，从会调节到更会调节。留一个挑战：下阶段我们要用这一单元学到的全部本领，一起解决一个真实问题——家里的热水器洗澡忽冷忽热，怎么用反馈把它改造成恒温的。布置分层作业。 回顾单元四课脉络；说出优化的本质；明确作业。 以单元收尾串起全单元脉络，用恒温热水器的真实任务引向跨学科主题活动。 八、板书设计 主板书：第4节 系统的优化与调整 一、反馈的两个作用：自我修正（运行时调整）｜发现改进（事后改设计） 二、优化四步：收集反馈 ＞ 发现问题 ＞ 分析原因 ＞ 改进系统 三、案例：定频（开与关，忽冷忽热，耗电）→ 变频（连续调节，温度稳，节能） 四、恒温电水壶：传感器监测—低于设定加热—达标停（反馈保恒温） 五、优化三问：哪里不好？数据怎么说？改哪一步？ 六、单元链：认识控制→闭环→反馈→优化，越用越聪明 九、作业设计（分层） 【基础作业】（全体必做） 比较定频空调和变频空调，用表格写出三项差别，再写一句话说明反馈让系统在改进中发生了什么变化。 【拓展作业】（学有余力选做） 给家里一个系统做优化设计（热水器、空调、晾衣杆或水龙头），按发现问题、分析原因、改进系统三步写出方案，标出要加装哪个检测装置、反馈回路怎么走，并说说优化后怎样更节能或更安全。 十、教学反思 定频与变频的对比是全课最亮的部分，学生几乎人人家里都用过定频空调，忽冷忽热的记忆太深，对比一做出来优化就不用讲了。优化四步支架也确实管用，这回没有小组跳过分析直接写方案。不足：一是讲两个优化作用时，学生反复把自我修正和发现改进混着说，我举了热水器和空调压缩机两个例子才分开，下次给一句区分口诀：修正在跑的时候，改是在跑完之后；二是展示交流只走了两组，水龙头省水那组的成本分析没来得及展开，下次把活动时间压到9分钟；三是结尾的恒温热水器挑战抛得急了些，学生还没来得及讨论就下课，下次提前一问课就预告，让他们先猜一猜该怎么改。 学科网（北京）股份有限公司 $