第二单元 第三节《计算机智能控制系统》教学设计-2026-2027学年信息科技六年级上册川教版

学科小学信息科技 授课年级六年级 教学设计 课题 小学信息科技川教版新教材六年级上册第二单元智能家居细分分析第三节《计算机智能控制系统》 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 1.教学内容分析 一、单元与课时定位：本课是川教版（新教材）小学信息科技六年级上册第二单元《智能家居细分分析》的第三节（教材第45—50页）。前两节分别回答“由什么构成”和“靠什么运行”，本节把视角推进到“计算机在其中扮演什么角色”，并把国家层面的自主可控引入信息科技课堂。 二、核心内容及素养价值：核心是教材第46—47页的计算机控制系统概念与原理图（输入—计算机—控制器—被控对象—输出，以及回到输入的反馈回路）、第47—49页的系统优势（高效率、高精度、自动化、高可靠），以及第48页自主可控与国家安全。学生由此建立“控制系统”的一般结构模型，发展计算思维中的系统建模能力与信息社会责任中的国家安全意识。 三、蕴含的正确价值观念：自主可控的控制系统对数据安全和国家安全意义重大；技术的价值最终要落到可靠与安全上。 四、与已学内容的关联：承接第二节的“数据采集—处理—存储—输出”链条，把它安放到计算机控制系统的结构里；本课画的方框图与流程图、层次图并列为本单元三种图形表达，第四节将综合运用。 2.学习者分析 一、已有学习经验与知识储备：已掌握信息系统的五要素与工作过程，知道智能家居离不开电脑和网络；对高铁、航天器有认知，但对“控制系统”这个词陌生。 二、学科能力水平：能读懂简单的原理图，能分辨“框与框之间的箭头表示先后还是表示数据流向”；但没有把“反馈”概念迁移到生活情境中。 三、兴趣与需求：对高铁、航天器为何能安全运行有强烈兴趣，愿意探究“飞机为什么不会撞机”这类问题背后的控制系统。 四、发展需求与发展路径：从“知道有计算机参与控制”走向“能画出控制系统的方框图并指出反馈在哪里”，路径为案例观察—结构抽象—图形表达。 五、学习本课可能碰到的困难：画方框图时只画一条直线不画返回的箭头（漏掉反馈）；把控制器和计算机画成两个并列的框而看不出主从关系；把“被控对象”画成软件。 3.学习目标及核心素养指向 1. 理解计算机控制系统的概念，能说出它与普通信息系统的关系，能举出燃气检测系统、高铁控制系统、载人飞船控制系统等实例。 2. 能画出计算机控制系统的结构方框图，标出输入、计算机、控制器、被控对象、输出，并指出反馈回路。 3. 能结合具体系统说明计算机控制系统的特点，如高效率、高精度、自动化、高可靠。 4. 能选择身边一个计算机控制系统，画出它的系统方框图，并写出一句关于自主可控与安全的认识。 4.学习重点难点 本课必须让学生能画出计算机控制系统的结构方框图，五个框一个不缺，并指出反馈回路的位置。 反馈回路容易被漏画：学生习惯把系统画成一条直线，忽略输出或被控对象的状态会反过来影响输入。 5.教学策略选择与设计 教法：情境教学、案例分析、任务驱动、实验探究 学法：观察归纳、合作探究、动手实践、迁移运用 6.学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：情境导入—追问谁在控制 教师活动1： 呈现情境：素材一是国家铁路局《2025年铁道统计公报》（2026年5月发布）：2025年全国铁路营业里程达到16.5万公里，其中高速铁路营业里程达到5.0万公里，铁路固定资产投资9015亿元，投产新线3109公里；素材二是中国载人航天工程办公室消息：2025年4月24日17时17分，神舟二十号载人飞船发射成功，是神舟飞船第20次飞行、我国载人航天工程第35次发射任务。教材第47—48页正是用高铁与载人飞船说明自主研发的计算机控制系统。 驱动性问题：列车在时速350公里下怎么保证不撞？飞船在太空中怎么知道自己该往哪飞？这些是“算”出来的，还是“控”出来的？ 任务类型：数据阅读、追问、归因。 思想方法示范：用“如果只算不管，它会撞上”这句反证示范控制系统与普通计算的区别。 生成关注与纠错：学生容易答“靠司机”，追问“自动驾驶时司机在做什么”。 评价方式与工具：追问链回应纳入课堂发言记录。 学生活动1： 阅读两份数据卡片并回答：高铁和飞船的“智能”体现在哪里？这些东西如果只是计算而不去控制，会发生什么？ 同桌互说→小组汇总→全班交流，形成“必须有人按规则持续控制，才谈得上安全”的初步认识。 活动意图说明：组织与实施意图：用国家工程成就建立庄重感与问题意识，把“控制系统”与学生的安全出行直接挂钩。 预设学生可能出现的障碍：只记住里程数字不追问控制；把自动控制误解为完全无人。 对目标达成与学生发展的意义：明确本课研究对象是“有控制的自动化”，为环节二的原理图学习建立问题情境。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：个人读数→同桌互说→小组汇总→全班交流→教师板书两问：“谁在算”“谁在控”，作为后续探究的问题清单。 环节二：读教材—建立控制系统模型 教师活动2：呈现情境：教材第46—47页“知识积累·学一学”，含燃气检测系统实景图（电脑主机、电磁阀、排风扇、灯光报警器、声音报警器、气体检测仪、电源接口）与计算机控制系统原理图（输入→计算机→控制器→被控对象→输出，并有一条回到输入的连线）；第47—49页讲系统的优势与高铁、载人飞船案例。 驱动性问题：气体检测仪测到浓度超了，谁把它变成“该开排风”的决定？排风打开之后，检测仪的读数又发生了什么变化？ 任务类型：读图、追箭头、口头描述。 思想方法示范：示范沿箭头逐段复述一遍原理图，逼出反馈这一环。 生成关注与纠错：学生把计算机和控制器画成并列，示范追问“到底是电脑在发命令，还是控制器在发命令”。 评价方式与工具：板书原理图五框，提问“这条回来的线连到哪一框”。 学生活动2：阅读教材第46—47页，在练习纸上照着教材画出计算机控制系统的方框图，先画输入、计算机、控制器、被控对象、输出五个框，再补上从输出返回输入的那条线。 用教材燃气检测系统做一次“沿箭头复述”：气体检测仪测到什么→谁处理→发出什么命令→谁动作→结果又回到哪里。 回答“排风打开后室内浓度下降，检测仪读数变小，这条信息回到了哪里”，齐读板书原理图。 活动意图说明：组织与实施意图：把反馈这一环用学生自己的语言固定下来，这是本课最大的思维难点。 预设学生可能出现的障碍：沿箭头复述时把“输出”说成最后一步，忽略它还要回去；把返回的箭头接到被控对象上而不是输入端。 对目标达成与学生发展的意义：形成可复用的控制系统结构模型，环节四的方框图直接套用。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：个人描图→同桌互查（只查一条：返回线接对没有）→教师投屏标准图→全班齐读五框加一条反馈线。 环节三：任务驱动—补全优势表述 教师活动3：呈现情境：教材第49—50页“集思广益·说一说”，教材给出可仿照的句式：“我认为智能家居的‘智能、高效、准确’是因为采用了计算机控制系统，计算机控制系统具有自动化的特性，所以智能家居呈现了自动化的特征；计算机控制系统具有高效的特征，所以智能家居呈现了高效的特征……”。 驱动性问题：把“智能”换成“可靠”，把“高效”换成“精准”，句子的后半段该怎么写？ 任务类型：句式仿写、口头讲解。 思想方法示范：示范用教材句式先写一句完整的，再让学生替换形容词。 生成关注与纠错：学生只写“更方便了”，不落到系统特性上，追问“系统哪个特性让它更方便”。 评价方式与工具：抽3—4组当众完整讲一遍，按“特点词＋系统特性”是否成对出现打分。 学生活动3：教材第49页的填空题，每组认领一组特点并补全一句话：“智能”“高效”“准确”三项直接用教材句式填写；再从教材第47页的四个优势（高效率、高精度、自动化、高可靠）中认领一项，用同样的句式补写一句，填完后连成一段不少于3句话的介绍词。 推举1名同学做30秒“产品发布会”式介绍，向全班讲清楚“智能家居为什么能做到这一点”，要求句中出现“计算机控制系统”和对应的系统特性词（如自动化、高效率、高精度、高可靠）。 活动意图说明：组织与实施意图：把“系统的优点”和“它由什么带来”一一对应，避免记住几条干巴巴的形容词。 预设学生可能出现的障碍：形容词堆砌而没有系统特性支撑；把“精准”归因于“自动化”。 对目标达成与学生发展的意义：建立“特性—优势”的因果链，对应目标3。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：小组认领填空→组内说一遍→全班发布会式展示→教师板书把每条特性与优势连成一对，用箭头连接。 环节四：迁移实践—画身边控制系统 教师活动4：呈现情境：教材第50页“体验探索·试一试”：同学们身边还有哪些计算机控制系统，选择其中一个系统，画出它的系统方框图，教材留有“系统方框图”的作图区。 驱动性问题：你选的这一套设备里，谁在采集信息、谁在计算、谁发出命令、谁在动作、动作的结果又怎么回到判断？ 任务类型：个人选系统、独立作图、小组展示。 思想方法示范：示范用教材燃气检测系统的五框作参照，把“智能洗衣机”对应填入五框。 生成关注与纠错：预判学生只画三框（输入—电脑—机器），提示“控制命令还要有人去执行，执行的结果还得回来”。 评价方式与工具：每生一张方框图，教师按“框齐、箭头方向对、反馈线有”三项逐项检查。 学生活动4：从自己身边选择一个计算机控制系统（如智能洗衣机、扫地机器人、校园一卡通系统、智能门锁），照教材燃气检测系统的样子画出系统方框图，标出输入、计算机、控制器、被控对象、输出，并画出反馈回路。 在图旁写一句话：这个系统如果没有自主研发的控制系统，靠国外的核心部件行不行？为什么？ 活动意图说明：组织与实施意图：把本单元的三种图形表达做一次归拢——结构图讲构成、层次图讲从属、方框图讲控制关系。 预设学生可能出现的障碍：把层次图画成方框图；把被控对象画成软件；反馈线接错位置。 对目标达成与学生发展的意义：完成目标2、目标4，作品可直接作为第四节设计任务的样例。 教与学活动的关联与目标达成方式、课堂互动的层次与深度：独立作图→同桌互查（三项标准）→教师抽3组展示并追问“反馈线接对了没有”→全班在黑板下方归纳本单元三种图各自表现什么，结论写入板书底部。 课后学习评价 【学生活动】课后学习单（每人一份，10分钟内独立完成，下节课收齐）：①默写计算机控制系统原理图的五个框与反馈线；②抄写教材第49页的仿写句式并自选一条完整写一遍；③完成“身边计算机控制系统”的方框图并补上反馈回路；④写一句关于自主可控与数据安全、国家安全的认识。教师依据单据统计方框图的完整率与反馈线正确率。 【设计意图】第①题对应目标1、2，第②题对应目标3，第③题对应目标2、4，第④题对应信息社会责任目标。四题覆盖本课全部可检验目标，其中第①题的错误名单将直接用于第四节导入的辨析。 7.学习评价设计 评价目标：检验控制系统结构的理解、原理图绘制的准确、特性与优势因果关系的建立、迁移作图能力，对应目标1至目标4。 评价主体：学生自评、同桌互评、教师评价。 评价方式与工具：教材第49—50页说一说与试一试材料、课后学习单、教师逐项检查记录。 评价标准（量规）：结构理解30%（五框齐全、关系正确、反馈线接对）；仿写表达25%（特点词与系统特性成对出现，能连贯讲清）；迁移作图30%（所选系统合理、方框图完整）；价值认识15%（能说出自主可控与安全的关系，不空泛）。 评价结果的运用：方框图缺反馈线的学生课后补画一次并在第二节模型上重新指认；仿写句式讲不出的学生由同伴一对一带读教材句式。 课堂与课后具体安排：课堂评价占70%（作图40%、发布会展示30%），课后学习单占30%。 8.板书设计 三、计算机智能控制系统 【结构模型】 输入 ──→ 计算机 ──→ 控制器 ──→ 被控对象 ──→ 输出 　↑　　　　　　　　　　　　　　　　　　　│ 　└──────────── 反馈：结果回到输入 ─────────┘ 【例】燃气检测系统：气体检测仪 → 电脑主机 → 电磁阀/报警器 → 排风扇 → 浓度下降 → 回到检测仪 【特性→优势】自动化→智能　高效→快　高精度→准　高可靠→安全 【实例】高铁控制系统（2025年高铁营业里程5.0万公里）、载人飞船控制系统（神舟二十号2025年4月24日发射） 【自主可控】核心部件自己能做 → 数据安全与国家安全有保障 黑色写主干：五框加一条反馈线的原理图与“特性→优势”四组箭头；红色圈出反馈线并写“结果要回到判断”这一句；蓝色写学生当堂展示的身边系统方框图（如智能洗衣机对应关系）；绿色写自主可控与国家安全的价值落点，并标注高铁、飞船两个数据来源与年份。 9.作业与拓展学习设计 一、作业意图与时间：巩固控制系统结构并完成一次独立作图，基础作业10分钟内完成。 二、分层作业：A档（全体）完成学习单四题，10分钟；B档（自选）把教材燃气检测系统的五框用表格对应到“智能教室”上去——监控摄像头、班控电脑、投影开关、幕布、教室画面，写清各自属于哪一框，15分钟；C档（能力较强）查证一条事实：我国自主研制的高铁控制系统为什么被称为自主可控，举出至少两个理由（可从核心部件、数据安全两方面作答），并写100字说明，20分钟。 三、作业衔接：A档为检测类，B档为迁移类，C档为查证与表达类；C档的说明将作为第四节“系统设计要兼顾安全与自主可控”的评一评素材。 四、完成情况分析：统计反馈线正确率与五框齐全率，反馈线错误率超过四分之一时，第四节导入改用教材原理图重新指认一次，并把名单用于课后分层辅导。 10.特色学习资源分析、技术手段应用说明 校本资源：教材第45—50页投屏、燃气检测系统实景图打印稿、计算机控制系统原理图放大打印稿（每人一份，便于描图与批改）。 器材学具：练习纸、铅笔、彩笔、方格纸（画方框图用）；本课不上机，以纸笔作图与教材研读为主。 网络资源：国家铁路局《2025年铁道统计公报》（2026年5月发布）与中国载人航天工程办公室关于神舟二十号发射成功的消息（2025年4月24日），仅作导入与板书背景引用，学生无需上网。；多媒体课件用于呈现两份数据卡片与教材第46—47页原理图；打印的原理图供学生描摹并当堂批注，教师用相机拍照收集优秀方框图，回传到班级共享文件夹，供第四节直接引用为样例；教师机投屏用于把学生的方框图与教材标准图并排对照，突出反馈线的差异。 11.教学反思与改进 一、经验性总结：先让学生在原理图上把那条“回来的线”找出来，比先讲定义有效得多；找线环节全班一起指认，遗漏率明显下降。 二、对照学习者分析与目标达成度：五框齐全率约八成，但把控制器与计算机画成并列框的学生仍有四分之一，原因是缺少“主控与执行”的区分经验；仿写句式训练使“特点词—系统特性”的对应明显清晰。 三、自我评估与改进：环节三的发布会展示时间被压缩，讲评时间不足，下次把仿写与展示合并为一次课前准备加课内3分钟快评。 四、单元衔接与后续运用：本课的个人方框图作品与学习单第①题的错答名单，将在第四节导入时作为“我画的方框图对不对”的辨析材料；第三节讲的控制关系与反馈，正是第四节画智能灯光系统工作流程图的依据。 1 学科网（北京）股份有限公司 $