义务教育信息科技教学指南-过程与控制(六年级)分析报告

解读《义务教育信息科技教学指南》“过程与控制”模块第一部分

朋友们，有没有想过，我们每天使用的电器、乘坐的交通工具，甚至我们身体内部的器官，都离不开一种神奇的机制——控制！信息科技课程中的“过程与控制”模块，将带领我们揭开控制系统的神秘面纱，学习用计算思维解决问题，并亲手设计和模拟各种智能系统，开启探索智能世界的奇妙旅程！

“过程与控制”：培养未来数字公民的必修课
“过程与控制”模块是《义务教育信息科技教学指南》六年级的重要组成部分，它并非冰冷的机械原理，而是与我们的生活息息相关。
那么，学习“过程与控制”究竟能带给我们什么呢？
洞悉万物运行的奥秘：从智能家居到自动驾驶，控制系统无处不在。通过学习，我们能够了解这些系统的基本原理，分析其工作过程，并尝试设计和改进它们。
掌握计算思维的精髓：控制系统的核心是“输入-计算-输出”的过程，这正是计算思维的精髓所在。通过学习，我们将逐步掌握逻辑推理、问题分解、算法设计等关键技能，为日后学习编程打下坚实基础。
成为信息社会的创造者：信息技术的发展日新月异，学习“过程与控制”将帮助我们更好地理解和应用信息技术，并利用它解决实际问题，创造更美好的未来。
树立安全、负责任的信息意识：在学习如何设计和使用控制系统的过程中，我们将更加深刻地理解到信息安全和自主可控的重要性，并树立起安全、负责任地使用信息技术的意识。

从生活走向抽象，从理论走向实践
为了更好地帮助学生理解和掌握“过程与控制”的相关知识，“过程与控制”模块精心设计了八个单元，每个单元都包含丰富的案例、活动和项目，引导学生从生活经验出发，逐步建立起对控制系统的认识，并将理论知识应用于实践。
1、初识过程与控制：从熟悉的电灯、电风扇入手，认识生活中的各种控制系统，区分人工控制和自动控制。
2、数据运算有逻辑：学习控制系统中常用的数据类型——连续量和开关量，并掌握与、或、非三种基本逻辑运算。
3、有了反馈更优化：了解反馈的概念，理解开环控制和闭环控制的区别，并分析反馈在优化控制系统中的作用。
4.控制系统的描述：学习系统、子系统、模块等概念，掌握系统分解和模块化设计的思想。
5.智能种植有方法：以智能种植大棚为例，分析控制系统在农业领域的应用。
6.电梯运行的控制：以电梯为例，分析控制系统在生活中的应用。
7.汽车里的小奥秘：以汽车为例，分析控制系统在交通领域的应用。
8.自主可控与安全：了解控制系统安全的重要性，以及自主可控对国家安全和社会发展的重要意义。

开启“过程与控制”的学习之旅
1、以核心素养为导向:分析报告的重点放在如何培养学生的四方面核心素养上，并结合具体内容和活动进行阐述。
2.突出计算思维:“过程与控制”模块的核心是计算思维的培养，重点分析模块如何帮助学生理解算法思想，并将计算思维应用于解决实际问题。
3.关注实践与应用:模块强调学生的动手实践能力，鼓励教师利用各种信息技术工具，例如编程平台、虚拟仿真软件等，让学生在实践中理解和应用知识。
4.联系生活实际:模块的案例选择该贴近学生生活，引导学生从熟悉的事物中发现和理解控制系统，并将所学知识应用于解决生活问题。
5.注重安全与责任:在教学过程中，要引导学生树立安全意识和责任感，例如，如何安全使用控制系统，如何保护个人信息，如何理性看待人工智能等。
为了更好地帮助学生学习“过程与控制”模块：

学生：
1、保持好奇心，积极探索：控制系统与我们的生活息息相关，要善于观察生活，发现问题，并尝试用所学知识去解释和解决问题。
2.勤于动手，勇于实践：控制系统的学习离不开实践，要积极参与课堂活动，动手搭建模型，编写程序，在实践中加深对知识的理解。
3.团结协作，共同进步：控制系统的学习过程中，要学会与他人合作，共同完成项目，在合作中互相学习，共同进步。

教师：
1、创设情境，激发兴趣：利用多媒体、游戏等多种手段，将抽象的控制系统知识与学生的生活经验相结合，激发学生的学习兴趣。
2.注重实践，强化应用：鼓励学生动手操作，利用编程平台、虚拟仿真软件等工具，将理论知识应用于实践，培养学生的动手能力和问题解决能力。
3.关注个体差异，实施分层教学：针对不同学生的学习基础和能力水平，设计不同的教学内容和活动，帮助所有学生都能够在“过程与控制”的学习中获得成功体验。

相信这份分析报告框架和思路能够帮助你更好地理解“过程与控制”模块的教学理念和方法，并将其应用于你的教学实践，为培养具备数字素养的未来人才贡献力量！

01 模块概述
1.1模块目标与价值
“过程与控制”作为六年级信息科技课程的重要模块，旨在引导学生:
认识控制系统的本质:理解控制系统是将“输入-计算-输出”抽象化的系统，能识别生活中的各种控制系统，并分析其工作原理。
建立计算思维:通过学习控制系统的构成和工作原理，培养学生抽象思维、逻辑推理、问题分解等计算思维能力，为日后学习更复杂的算法和编程打下基础。
应用信息技术解决问题:学会利用信息技术工具，例如编程平台、虚拟仿真软件等，设计和模拟简单的控制系统，将理论知识应用于实践，解决实际问题。
树立安全意识和责任感:了解控制系统安全的重要性，以及自主可控对国家安全和社会发展的重要意义，形成安全、负责任地使用信息技术的意识。通过“过程与控制”模块的学习，学生将初步具备信息社会所需的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力，以及信息社会责任感，为其今后在信息化社会中学习、生活和工作奠定坚实基础。

1.2适用学段与学情特点
该模块面向六年级学生，他们在认知发展阶段处于具体运算阶段向形式运算阶段过渡的时期，具备以下特点:
具有一定的抽象思维能力:能够理解一些抽象概念，例如“系统”、“控制”、“反馈”等，但仍需借助具体案例和形象化的方式进行学习。
逻辑思维能力逐步发展:能够进行简单的逻辑推理，例如理解与、或、非三种基本逻辑运算，但对于复杂逻辑关系的理解还需要进一步引导。
动手实践能力较强:乐于动手操作，对新鲜事物充满好奇心，喜欢通过游戏化、互动式的方式进行学习。
开始关注社会生活:对身边的科技产品和社会现象开始表现出一定的兴趣，但缺乏深入思考和批判性思维。

1.3课时安排指南建议
该模块的教学时长为30课时,教师可以根据实际情况进行灵活调整，例如:
根据学生基础和学习进度:对于信息技术基础较好的班级，可以适当压缩基础知识讲解的时间，将更多时间用于实践探究和项目创作；对于基础薄弱的班级，则可以适当放慢节奏，加强基础知识的巩固和练习。
结合学校信息技术课程设置:如果学校信息技术课程总课时有限，可以考虑将部分内容与其他模块整合，或选取部分单元进行重点教学。
利用课后时间进行拓展:鼓励学生利用课余时间进行自主学习和探究，例如，参与编程竞赛、完成与控制系统相关的科技作品等。

1.4单元主题
该模块共分8个单元，每个单元围绕一个主题展开，层层递进，形成完整的知识体系

单元之间的逻辑关系:前四个单元侧重于基础知识的讲解，后四个单元则侧重于将所学知识应用于实际案例分析，引导学生进行项目设计和实践操作。接下来，我们将聚焦“核心素养培养”这一部分，详细解读“过程与控制”模块如何培养学生的信息意识。


02 核心素养培养
2.1信息意识
信息意识是信息素养的核心，它指的是个体对信息需求的敏感性，以及获取、评价、利用和创造信息的能力。在“过程与控制”模块中，信息意识的培养主要体现在以下几个方面:
2.1.1感受控制系统在生活中的广泛应用
目标:引导学生认识到控制系统并非遥不可及的科技产物，而是广泛存在于我们的日常生活之中，从而激发他们对信息技术的学习兴趣。
模块内容:第一单元从学生熟悉的电灯、电风扇、洗衣机等家用电器入手，引导他们认识到这些设备的运行都离不开控制系统。
第五、六、七单元则分别以智能种植大棚、电梯、汽车等为例，展示控制系统在不同领域中的应用，进一步拓宽学生的视野。
教学策略:
从生活实例导入新知:教师可以利用图片、视频等形式展示各种各样的控制系统，并引导学生思考这些系统是如何工作的，它们给我们的生活带来了哪些便利。
鼓励学生观察和记录:布置课后作业，让学生观察和记录生活中遇到的控制系统，并尝试分析其工作原理。
开展主题班会或社会实践活动:例如，参观科技馆、智能工厂等，让学生亲身感受控制系统在现实生活中的应用。
2.1.2根据需求分析问题，并意识到可以利用控制系统解决问题
目标:培养学生从“信息使用者”向“信息创造者”转变的意识，让他们意识到，当遇到问题时，可以尝试利用信息技术手段去解决。
模块内容:第三单元引入了反馈的概念，并通过分析空调、微波炉等案例，引导学生思考如何利用反馈机制优化控制系统，使其更好地满足人们的需求。
第五、六、七单元则要求学生根据实际问题，设计和模拟控制系统解决方案，例如，设计自动浇灌系统、电梯调度系统、汽车巡航控制系统等。
教学策略:
创设问题情境:例如，让学生思考如何利用传感器和程序控制，设计一个自动浇灌系统，保证植物在不同环境下都能获得适宜的水分；
引导学生分析需求:将学生分成小组，让他们讨论完成特定任务需要哪些数据，如何获取和处理这些数据，以及如何设计控制策略。
鼓励学生提出改进意见:例如，现有的电梯调度系统有哪些不足？如何改进才能提高电梯运行效率，减少乘客等待时间？
2.1.3主动获取、筛选和分析数据
目标:培养学生的信息获取和处理能力，让他们意识到信息并非都是准确可靠的，需要进行筛选和分析才能利用。
模块内容:第二单元介绍了连续量和开关量的概念，引导学生认识到不同类型数据的特点，并学习如何利用阈值将连续量转化为开关量。
第五单元以智能种植大棚为例，引导学生思考如何根据植物的生长需求，设置合适的温度、湿度、光照等环境参数。
教学策略:
开展数据分析活动:例如，利用传感器采集教室内的温度、湿度、光照等数据，并引导学生分析这些数据对学生学习的影响。
引导学生辨别信息的真伪:例如，在网上搜索与智能家居相关的资料，并引导学生判断信息的可靠性，识别虚假宣传和误导性信息。
培养学生的数据可视化能力:例如，利用电子表格或数据可视化工具，将采集到的数据制作成图表，并进行分析和解读。通过以上方式，"过程与控制"模块可以有效地培养学生的信息意识，让他们成为能够主动适应和驾驭信息化社会发展的新一代人才!

2.2计算思维
计算思维是运用计算机科学的思维方式解决问题的能力，它包含抽象思维、逻辑推理、问题分解、算法设计等多个方面。在“过程与控制”模块中，计算思维的培养贯穿始终，以下将结合模块内容和教学策略进行详细阐述:
2.2.1理解控制系统中的“计算”作用
目标:引导学生认识到控制系统并非简单地接收指令和执行动作，而是需要根据输入数据进行计算，才能产生正确的输出，从而理解“计算”在控制系统中的核心地位。
模块内容:第一单元通过分析学生熟悉的设备，例如电灯、电风扇等，引导他们思考这些设备是如何根据不同的指令(输入)执行不同的动作(输出)的。
第二单元介绍了连续量和开关量的概念，并引入了与、或、非三种逻辑运算，为学生理解控制系统中的计算方式奠定了基础。
第三单元则通过分析开环控制和闭环控制，让学生更深入地理解控制系统是如何根据反馈信息进行调整和优化的，而这些调整和优化的过程都离不开计算。
教学策略:
设置层层递进的思考题:例如，先让学生思考如何控制电灯的亮度，然后引导他们思考如何利用传感器和程序自动调节灯光亮度。
利用流程图和示意图:引导学生用流程图或示意图的方式描述控制系统的工作过程，并分析每个环节中数据的变化和计算过程。引入编程实践:利用Scratch等图形化编程工具，让学生编写简单的控制程序，例如控制角色移动、改变颜色等，并通过修改程序参数观察输出结果的变化，从而更直观地理解计算的作用。
2.2.2掌握逻辑运算规则，并能用程序实现
目标:让学生理解逻辑运算在控制系统中的重要作用，并能够运用逻辑运算符设计简单的控制策略，以及用程序实现基本逻辑运算。
模块内容:第二单元重点讲解了与、或、非三种基本逻辑运算，并结合生活中的案例，例如智能门锁、交通信号灯等，让学生理解逻辑运算的实际应用。第五、六、七单元的案例分析和项目设计环节，也要求学生运用逻辑运算解决实际问题，例如，设计自动浇灌系统的控制逻辑、电梯调度逻辑等。
教学策略:
利用真值表:引导学生利用真值表分析和总结逻辑运算的规则，并能根据真值表设计简单的逻辑电路。
游戏化学习:利用逻辑谜题、编程游戏等方式，让学生在趣味中学习和应用逻辑运算。
结合图形化编程:利用图形化编程中的逻辑运算模块，引导学生编写程序实现与、或、非三种逻辑运算，并设计简单的逻辑控制程序。例如，设计一个程序，当角色碰到障碍物并且按下空格键时才改变方向。
2.2.3用自然语言、流程图、示意图描述控制系统工作过程
目标:培养学生的信息表达能力，让他们能够清晰、准确地描述控制系统的功能、工作原理以及各个环节之间的关系。
模块内容:从第一单元开始，模块就引入了流程图和工作过程示意图等工具，用于描述控制系统的输入、计算、输出等环节。
第四单元“控制系统的描述”，则更加强调学生对控制系统进行抽象和概括的能力，引导他们用不同的方式表达对控制系统的理解。
教学策略:
分步骤引导:先让学生用自然语言描述控制系统的功能和工作过程，然后逐步引导他们使用流程图、示意图等更加规范的方式进行表达。
小组合作学习:将学生分成小组，让他们合作完成控制系统的描述任务，并进行展示和交流，相互学习和借鉴。
利用多媒体工具:鼓励学生使用PPT、视频等多媒体形式展示自己设计的控制系统，并进行讲解和演示。
2.2.4在问题解决过程中，将问题分解为可处理的子问题
目标:培养学生的问题解决能力，让他们学会将复杂问题分解成多个简单问题，并逐个解决。
模块内容:第四单元“复杂系统可分解”和“模块组装很灵活”两个单元，重点介绍了系统分解和模块化设计的思想，为学生进行复杂问题处理提供了方法论指导。
第五、六、七单元的案例分析，也引导学生将复杂控制系统分解成多个子系统进行分析，例如，将智能大棚分解成温控系统、光照系统、湿度系统等。
教学策略:
案例分析:选择贴近学生生活的案例，例如设计一个自动浇花系统，引导学生思考需要哪些功能模块，每个模块负责哪些任务，以及模块之间如何协作。
项目式学习:布置项目任务，让学生分组合作完成，例如设计一个智能家居系统模型，鼓励他们在项目实施过程中不断进行问题分解和模块化设计。
利用思维导图:引导学生使用思维导图等工具，将复杂问题进行分解和整理，使问题结构更加清晰。“过程与控制”模块不仅注重知识传授，更强调学生计算思维的培养，为他们未来学习更复杂的算法和编程打下坚实的基础。接下来，你想继续了解哪一方面的核心素养培养呢？例如，“数字化学习与创新”，还是“信息社会责任”？

2.3数字化学习与创新数字化
学习与创新指的是学生在数字环境下，主动利用数字化工具和资源进行学习、探究和创造的能力。“过程与控制”模块鼓励学生利用各种数字化手段，将抽象的控制系统概念具象化，并在实践中探索和创新，提升数字化学习与创新的能力。
2.3.1利用在线平台和工具，主动探索和学习
目标:引导学生突破传统学习方式的局限，善于利用网络平台和数字工具获取知识、拓展视野、进行自主学习。
模块内容:指南中“拓展与提升”部分经常鼓励学生利用网络搜索资料，了解控制系统相关知识，例如，第三单元中，鼓励学生搜索资料，了解人工控制和自动控制的优缺点。
第五、六、七单元的案例分析中，也建议学生利用网络资源，深入了解智能种植、电梯运行、汽车驾驶等领域的控制系统应用。
教学策略:
推荐优质学习资源:教师可以推荐一些适合小学生的编程学习网站、科普网站、在线课程等，例如，Code.org、Scratch官网、网易公开课等，并引导学生有效利用这些资源进行自主学习。
开展网络主题探究活动:例如，以小组为单位，选择一个感兴趣的控制系统主题，进行网络搜索和资料整理，并以PPT、视频、网页等形式进行展示和分享。利用虚拟仿真平台:在条件允许的情况下，可以利用虚拟仿真软件进行模拟实验，例如，搭建虚拟电路、***器人运动等，让学生在安全的环境中进行探究式学习。

2.3.2设计用计算机实现过程与控制的方案
目标:培养学生的计算思维和问题解决能力，让他们能够将实际问题抽象成控制系统模型，并利用编程等手段实现控制方案。
模块内容:从第三单元开始，模块就逐步引导学生尝试设计简单的控制方案，例如，设计具备反馈功能的微波炉、洗衣机等。
第五、六、七单元的案例分析，则要求学生设计更加复杂的控制系统，例如，设计智能大棚的温控系统、设计电梯调度算法等。
教学策略:
分解任务，循序渐进:将复杂的控制系统设计任务分解成多个小任务，例如，先设计一个简单的开关控制电路，再逐步添加传感器、控制器等模块，最终完成整个系统的设计。
利用图形化编程工具:引导学生使用Scratch等图形化编程工具，将控制方案转化为程序代码，并在虚拟环境中进行测试和调试。鼓励学生进行实物创作:在条件允许的情况下，鼓励学生利用开源硬件，例如Arduino、micro:bit等，结合传感器、执行器等电子元件，将控制方案转化为实物作品。
2.3.3在实验系统中，通过编程验证方案
目标:将理论学习与实践操作相结合，让学生在动手操作中加深对控制系统原理的理解，并培养他们的编程能力、问题调试能力以及团队合作能力。
模块内容:第二单元开始，模块就建议教师在信息技术实验室开展教学，并鼓励学生利用虚拟仿真工具进行学习。第五单元“智能种植有方法”中，明确要求学生“能在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计”。其他单元的“拓展与提升”部分，也鼓励学生利用编程工具进行模拟和验证。
教学策略:
创设实验情境:为学生提供开放性的实验任务，例如，设计一个自动避障机器人、设计一个智能交通信号灯控制系统等，激发他们的学习兴趣和探究欲望。
提供必要的实验指导:在学生进行实验前，教师需要讲解实验步骤、安全注意事项、程序代码编写规范等，并做好答疑解惑工作。组
织学生进行交流和分享:鼓励学生展示自己的实验成果，分享实验过程中的经验和教训，并在交流中互相学习、共同进步。"过程与控制"模块鼓励学生在数字化环境中主动学习、积极探索、勇于创新，为他们未来在信息化社会中学习、生活和工作奠定了坚实基础。

03 单元内容分析
第一单元初识过程与控制
本单元旨在引导学生初步认识控制系统，了解控制系统的基本概念、组成部分和工作过程，并能区分人工控制和自动控制。单元主题的选择从学生熟悉的日常生活场景入手，认识到生活中很多地方都存在控制系统，并了解控制系统能够帮助人们更好地完成任务，将抽象的控制系统概念具象化，降低学习门槛，激发学习兴趣。
3.1.1单元目标分析
本单元的学习目标可以概括为以下几点：
1.认识控制系统:了解控制系统的基本概念，能够识别生活中的常见控制系统，例如家用电器、交通信号灯等。
2.理解工作过程:了解控制系统按照“输入-计算-输出”的模式工作，并能用自然语言或简单图形描述这一过程。
3.区分控制方式:能够区分人工控制和自动控制，并了解它们的特点和应用场景，初步建立起“机器可以代替人完成某些任务”的意识。
3.1.2单元内容分析
本单元共包含4个课时，每个课时都围绕单元主题展开，层层递进地引导学生探索和理解控制系统。

第一课“设备控制处处在”

从学生最熟悉的电灯、电风扇、洗衣机等家用电器入手，引导他们观察和思考这些设备是如何被控制的。通过分析设备的操作方式和功能，帮助学生初步建立起“控制”的概念，并认识到控制系统在日常生活中的广泛存在。
教学案例：
案例一：交通信号灯，播放一段十字路口的交通视频，引导学生观察：交通信号灯是如何控制车辆和行人通行的？如果没有交通信号灯会怎样？交通信号灯给我们的生活带来了哪些便利？
案例二：自动门，播放一段商场自动门的视频，引导学生思考：自动门是如何感应到有人靠近并自动打开的？自动门给我们的生活带来了哪些便利？
案例三：家用电器(如电饭煲)。引导学生回忆使用电饭煲的经历：电饭煲是如何工作的？电饭煲给我们的生活带来了哪些便利？
课堂活动：“寻找身边的控制系统”将学生分成小组，在教室或校园里寻找并记录控制系统，例如：电灯开关、投影仪遥控器、饮水机等。每组分享他们的发现，并尝试解释这些控制系统是如何工作的。

第二课“一分为二开与关”

将控制系统的操作简化为“开”和“关”两种状态，并通过台灯、交通信号灯等案例，引导学生理解“开”和“关”操作是控制系统中最基本的指令，会导致控制系统状态发生改变，初步体会控制系统的状态切换。利用流程图，帮助学生理解简单的算法流程，为后续学习逻辑运算打下基础，并能用流程图的形式表达简单的控制逻辑。
教学案例：
案例一：教室里的电灯演示打开和关闭教室电灯的过程，引导学生思考：按下开关后，电灯是如何亮起来的？断开开关后，电灯是如何熄灭的？“开”和“关”对应着电灯的哪两种状态？
案例二：手机屏幕引导学生回忆使用手机的经验：按下电源键后，手机屏幕是如何亮起来的？再次按下电源键后，手机屏幕是如何熄灭的？“开”和“关”对应着手机屏幕的哪两种状态？
课堂活动：“设计我的开关”引导学生以小组为单位，利用硬纸板、回形针、铝箔纸等材料，制作一个简单的电路开关模型。测试他们制作的开关，并尝试用流程图的形式表达其工作原理。

第三课“我是小小控制员”

通过角色扮演或情景剧的形式，例如模拟交通信号灯控制、机器人操控等，让学生体验“控制者”的角色，更直观地感受控制系统的工作过程，并初步理解控制系统需要按照一定的规则或原理运行。
教学案例：
案例一：模拟交通指挥准备一些玩具汽车、交通标志和红绿灯模型，将学生分成小组，模拟交通路口的情景。每组选出一名“交通指挥员”，通过手势或信号灯控制车辆的通行，其他学生扮演司机，根据指挥员的指令驾驶车辆。
案例二：机器人操控(如果条件允许)利用可编程机器人玩具(例如：乐高机器人、Makeblock机器人等)，设计一个简单的任务，例如：让机器人沿着指定路线行走、避开障碍物等。引导学生编写程序控制机器人的运动，并观察机器人的执行情况，思考程序指令与机器人行为之间的关系。

第四课“输入输出与计算”

在前面三节课的基础上，正式引入“输入-计算-输出”的控制系统模型，并结合生活中的案例，例如声控灯、计算机输入汉字等，引导学生分析控制系统是如何接收信息、处理信息、输出结果的，并用示意图或流程图的形式表达控制系统的工作过程。
教学案例：
案例一：声控灯
播放一段声控灯工作的视频，引导学生分析其工作过程：输入：拍手的声音(超过一定音量)计算：声控灯内部的电路判断声音是否达到预设的音量。输出：如果声音达到预设音量，则灯亮；否则，灯保持熄灭状态，
案例二：自动饮水机
引导学生回忆使用自动饮水机的经验，并尝试用示意图或流程图的形式表达其工作过程：输入：按下出水按钮/水位低于设定值计算：饮水机内部的电路判断是否需要出水。输出：如果按下按钮或水位低于设定值，则启动水泵，开始出水；否则，停止出水。
课堂活动：“我是控制系统设计师”将学生分成小组，尝试设计一个简单的控制系统，例如：根据光照强度自动调节亮度的台灯/根据温度自动开关的风扇等。引导学生思考该控制系统的输入、计算、输出环节，并尝试用示意图或流程图的形式表达其工作过程。
2.1.3教学建议
注重联系生活实际:在教学过程中，尽量选择学生熟悉的案例，并鼓励他们列举生活中遇到的控制系统，将抽象的知识与具象的体验相结合，加深对控制系统概念的理解。
鼓励动手实践:可以利用一些简单的教具，例如电路板、开关、小灯泡等，让学生动手搭建简单的控制电路，并观察电路的通断与灯泡亮灭之间的关系，将理论知识与实践操作相结合。
使用信息技术工具:利用图片、视频、动画等多媒体形式展示控制系统的工作原理，并可以尝试使用图形化编程软件，让学生编写简单的控制程序，例如控制角色移动、改变颜色等，增加学习的趣味性和互动性。
教学案例：
课堂活动：“控制系统大搜索”课前布置学生进行调查，记录下他们在生活中遇到的各种控制系统，例如：家用电器、交通工具、 公共设施等。课堂上，让学生展示他们搜集到的控制系统， 并尝试解释其工作原理。
拓展活动：
主题讨论：“未来的智能生活”引导学生畅想未来智能家居、自动驾驶、智能机器人等领域的发展，以及这些技术将如何改变我们的生活。科技作品赏析: 观看一些有关控制系统的科普视频或科技作品，例如：介绍人工智能、机器人、自动化的纪录片、电影等，拓展学生的视野。
注：教学案例，仅给出第一单元作为教学的一个参考，其它章节的教学案例将在微信社群中进行分享、讨论。

第二单元数据运算有逻辑

本单元是整个模块的重点和难点，旨在引导学生认识控制系统中常用的数据类型，学习三种基本逻辑运算，并理解逻辑运算在控制系统中的应用。本单元的学习内容相对抽象，需要教师注重引导，帮助学生建立起数据和逻辑的概念，并将抽象的逻辑运算与实际应用场景相结合。
3.2.1单元目标分析
本单元的学习目标可以概括为以下几点：
1、认识数据类型:了解控制系统中常用的数据类型，包括连续量和开关量，能够区分两种数据类型的特点和表示方式，并理解阈值的概念和作用。
2.掌握逻辑运算:理解与、或、非三种基本逻辑运算的规则，并能用真值表表示逻辑运算的结果，为后续用程序实现逻辑控制打下基础。
3.应用逻辑解决问题:能分析简单控制系统中的逻辑关系，例如，分析声控灯、智能门锁等设备的控制逻辑，并尝试设计简单的逻辑控制方案。
3.2.2单元内容分析
本单元共包含4个课时，每个课时都围绕数据和逻辑展开，从不同角度引导学生理解和应用逻辑运算。

第五课“连续变化的数据”

从学生熟悉的温度、水位、声音等生活实例入手，引入连续量的概念，并引导学生观察生活中的各种计量仪表，例如温度计、水表、车速表等，帮助他们建立起对连续量的直观认识。同时，通过分析噪声监测器的案例，引入阈值的概念，并讲解阈值在控制系统中的作用，为学习后面的逻辑运算做铺垫。

第六课“开关量的真与假”

从学生熟悉的“开与关”操作入手，引入开关量的概念，并讲解开关量在计算机中的表示方法(用1和0表示真和假)。通过举手表决的案例，引导学生理解开关量在实际生活中的应用，并学习用真值表示开关量的状态。最后，介绍非运算的概念和规则，并通过练习帮助学生巩固。

第七课“开关量的与运算”

从生活中的“同时满足两个条件”的例子入手，例如，只有同时输入正确的用户名和密码才能登录账号，引导学生理解“与运算”的概念。然后，通过分析人体感应光控灯的案例，讲解与运算在控制系统中的应用，并引导学生用真值表表示与运算的规则。

第八课“开关量的或运算”

与第七课类似，从生活中的“满足其中一个条件即可”的例子入手，例如，可以使用公交卡或手机乘车，引导学生理解“或运算”的概念。然后，通过分析智能门锁的案例，讲解或运算在控制系统中的应用，并引导学生用真值表表示或运算的规则。

3.2.3教学建议
加强直观演示和体验:逻辑运算是比较抽象的概念，建议教师在讲解时，尽量使用实物、模型、图片、动画等形式进行演示，例如，使用电路板演示与门、或门的逻辑关系，或使用Scratch模拟逻辑控制的过程等，帮助学生建立起直观的理解。
创设游戏化情境:可以设计一些逻辑游戏，例如逻辑推理题、逻辑电路设计等，让学生在游戏中学习和应用逻辑运算，提高学习的趣味性和参与度。
注重与实际应用相结合:除了教材中的案例，教师还可以结合学生的生活实际，设计一些与逻辑控制相关的项目，例如，设计一个自动浇花系统、设计一个简易的防盗报警器等，让学生在实践中运用所学知识，并体验到信息技术的价值和魅力。
分层教学，关注个体差异:逻辑运算对部分学生来说可能有一定难度，教师需要根据学生的学习情况进行分层教学，对学习有困难的学生进行个别辅导，帮助他们理解和掌握基本概念和方法。同时，也要鼓励学有余力的学生进行拓展学习，例如，学习更多逻辑门电路，尝试设计更加复杂的逻辑控制系统等，激发他们的学习兴趣和探究精神。
第三单元有了反馈更优化
本单元承接前两单元对控制系统基本概念和逻辑运算的介绍，重点讲解“反馈”这一核心概念，以及开环控制和闭环控制的区别。本单元的学习内容相对抽象，但又与实际生活密切相关，需要教师帮助学生建立起“系统可以根据反馈信息进行自我调节”的概念，并能分析生活中的各种反馈现象。
3.3.1单元目标分析
本单元的学习目标可以概括为以下几点：
1.理解反馈的概念:了解反馈是指将系统的输出结果返回到输入端，从而影响系统后续运行的过程，并能识别生活中的各种反馈现象。
2.区分开环控制和闭环控制:能够区分开环控制和闭环控制的区别，了解开环控制系统不具备自我调节能力，而闭环控制系统可以通过反馈机制进行自我调整。
3.分析反馈的作用:理解反馈可以使控制系统更加稳定、精准和智能，并能分析生活中的案例，例如空调温控、自动门等，说明反馈是如何优化系统功能的。
2.3.2单元内容分析
本单元共包含4个课时，通过案例分析和模拟实验，引导学生逐步深入地理解反馈机制。第九课“从人工到自动化”:通过对比“人工烧水”和“用电热水壶烧水”这两个生活场景，引导学生对比分析“人工控制”和“自动控制”的特点，并初步体会到自动控制的优势。

第十课“开环控制应用广”

以闹钟、洗衣机、电风扇等生活中的开环控制系统为例，引导学生分析开环控制的特点，即系统按照预设程序运行，不考虑输出结果的影响。并通过绘制工作过程示意图，帮助学生理解开环控制的流程。

第十一课“通过反馈知效果”

通过生活中的例子，例如学生上课回答问题，老师根据学生的回答给予反馈，引导学生理解什么是反馈。然后，通过改进之前的案例，例如，如果洗衣机能感知衣服是否洗干净，如果微波炉能感知食物是否加热充分等，引导学生思考如何将开环控制系统改进成闭环控制系统。

第十二课“闭环控制助稳定”

以空调控制室温的案例为例，详细讲解闭环控制的工作原理，并引导学生绘制闭环控制系统的工作过程示意图，重点突出反馈回路。通过分析闭环控制的优势，让学生理解为什么很多自动化系统都采用了闭环控制。

2.3.3教学建议
利用生活实例，化抽象为具体:反馈的概念比较抽象，建议教师多利用生活中的例子进行讲解，例如，骑自行车保持平衡、调节水龙头水流大小等，帮助学生建立起对反馈的直观认识。
设计模拟实验，体验反馈过程:可以利用一些简单材料，例如纸杯、吸管、气球等，设计一些模拟反馈的实验，例如，设计一个水位自动控制装置等，让学生在动手操作中体验反馈是如何工作的。
使用信息技术工具:可以利用Scratch等图形化编程软件，模拟开环控制和闭环控制的过程，例如，设计一个自动跟踪光源的小车，对比分析开环和闭环两种控制方式的差异，帮助学生更直观地理解反馈的作用。
引导学生反思和评价:鼓励学生思考生活中还有哪些地方可以应用反馈机制来改进和优化，例如，如何改进学校的食堂排队系统、如何设计一个更加智能的垃圾桶等，培养他们的创新意识和问题解决能力。“有了反馈更优化”，这一单元不仅让学生学习到控制系统的核心概念，更重要的是培养了他们分析问题、解决问题的能力，以及利用信息技术改进生活的意识。
第四单元控制系统的描述
本单元在学生初步认识控制系统、理解反馈机制的基础上，引导他们从更宏观的角度来认识和分析控制系统。通过学习系统、子系统、模块等概念，学生将能够用更加系统化的思维方式去分析和解决问题，为后续学习更加复杂的控制系统打下基础。
4.4.1单元目标分析
本单元的学习目标可以概括为以下几点：
1.理解系统的概念:了解系统是由相互联系、相互作用的多个要素组成的具有特定功能的有机整体，并能识别生活中的各种系统。
2.掌握系统分解的思想:理解复杂系统可以分解成多个子系统，每个子系统又可以进一步分解成更小的模块，并能用示意图或流程图等方式表达系统分解的过程
3.了解模块化设计的优势:理解模块化设计可以提高系统的可理解性、可维护性和可重用性，并能在设计控制系统时尝试应用模块化的思想。
4.4.2单元内容分析
本单元共包含3个课时，通过案例分析、类比推理、模拟操作等多种方式，引导学生逐步建立起系统化的思维模式。

第十三课“控制系统有特点

在回顾前三单元学习内容的基础上，引导学生总结控制系统的共同特点，例如，都包含输入、计算、输出等环节，都可以划分为人工控制和自动控制等。并通过列举生活中的其他系统，例如，消化系统、交通系统等，帮助学生抽象出系统的基本特征：要素、结构、功能、环境。

第十四课“复杂系统可分解”

引导学生观察生活中一些复杂的系统，例如，自行车、电脑等，思考如何将这些复杂系统分解成多个子系统，每个子系统又包含哪些部件，以及它们之间是如何相互联系、相互作用的。通过系统分解的练习，帮助学生理解“将复杂问题分解成若干个简单问题”的思想，为解决问题提供一种有效的方法。

第十五课“模块组装很灵活”

在理解系统分解的基础上，进一步引导学生理解模块化的概念，并将模块化设计比喻成“搭积木”，每个模块就像一块积木，可以根据不同的需求进行组装，构成不同的系统。通过模拟搭建积木、组装玩具等活动，让学生体验模块化设计的灵活性和高效性。

2.4.3教学建议
注重案例的选择:在选择案例时，尽量贴近学生的生活经验，例如，可以选择一些学生熟悉的玩具、电器、交通工具等，帮助他们更容易地理解抽象的系统概念。
引导学生动手操作:可以设计一些模拟系统分解和模块化设计的活动，例如，将学生分成小组，让他们合作完成一个简易机器人的设计和搭建，每个小组负责设计一个模块，最后将各个模块组装起来，看看是否能够正常工作。
利用信息技术工具:可以利用思维导图、流程图等工具，帮助学生更加清晰地表达系统分解和模块化设计的过程。也可以利用一些虚拟仿真软件，例如，乐高机器人仿真软件等，让学生在虚拟环境中进行系统设计和模拟实验。
“控制系统的描述”这一单元，看似是对前面知识的总结，实则是引导学生进行思维方式的转变，从关注具体的事物到关注事物之间的联系，从线性思维走向系统思维，这对他们未来学习和生活都将产生深远的影响。

文章来源：公众号“蘑菇云创造”解读《义务教育信息科技教学指南》“过程与控制”模块第一部分1
延伸阅读：义务教育信息科技教学指南-过程与控制(六年级)分析2

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