《數據運算有邏輯》教案-2024-2025學年人教版（2024）小學信息科技六年級（全一冊）教學目標信息意識能敏銳察覺生活中存在大量連續變化的數據，如溫度、聲音、光照強度等，并理解其在控制系統中的關鍵作用，提升對數據的敏感度和關注度。能夠結合具體控制系統實例，清晰分辨出哪些環節產生連續量數據，準確解讀這些數據所蘊含的信息及其對系統運行的影響。計算思維通過深入分析實際生活中運用連續變化數據解決問題的過程，洞察其中潛在的數學模型和算法邏輯，學會將復雜的現實問題抽象為數學問題進行思考。掌握對連續變化數據進行處理和分析的基本方法，如數據的采集、整理、可視化以及基于閾值的判斷等，能夠運用這些方法對簡單的連續量數據進行運算和決策。數字化學習與創新積極借助數字化工具和資源，如傳感器模擬軟件、數據處理平臺等，自主開展對連續變化數據的探究活動，培養自主學習和探究能力。在學習過程中，鼓勵學生大膽提出新穎的想法和觀點，嘗試運用所學知識對現有控制系統進行優化或創新設計，提升創新思維和實踐能力。信息社會責任深刻認識到連續變化數據在社會生產生活中的廣泛應用以及對社會發展的重要推動作用，增強對信息技術的認同感和責任感。樹立正確的數據使用觀念，明確在采集、存儲、傳輸和使用連續變化數據時應遵循的法律法規和道德規范，保護個人隱私和數據安全。教學重難點教學重點精準理解連續變化數據（連續量）的概念，能夠準確識別生活中常見的連續量數據，并能清晰闡述其特點和在控制系統中的作用。深入掌握閾值的含義與作用，學會根據實際需求合理設置閾值，運用閾值對連續變化數據進行判斷和控制。熟練掌握運用圖表等方式對連續變化數據進行直觀呈現和分析的方法，能夠從圖表中提取有價值的信息，為決策提供依據。教學難點透徹理解閾值的概念及其在控制系統中的邏輯判斷機制，能夠靈活運用閾值解決實際問題，避免在閾值設置過程中出現不合理的情況。能夠將抽象的連續變化數據與具體的控制系統相結合，深入理解數據在系統中的流動、處理和控制過程，建立起完整的系統思維。教學過程導入新課1.展示實例，引發思考教師通過多媒體展示一段城市交通擁堵時段的視頻，視頻中道路上車輛緩慢行駛，交通信號燈不斷變換顏色，同時展示交通流量監測系統的實時數據界面，上面顯示著車流量的數值不斷變化。提問學生：“在這段視頻中，大家觀察到哪些數據是在不斷變化的？這些變化的數據對交通管理有什么作用？”引導學生思考連續變化的數據在實際生活中的存在形式及其重要性。設計意圖：從學生熟悉的生活場景入手，引發學生的興趣和好奇心，讓學生直觀感受到連續變化的數據在生活中的廣泛存在，為后續引入連續量的概念奠定基礎。2.回顧舊知，銜接新知教師提問：“在之前學習控制系統時，我們知道控制系統由輸入、處理和輸出等環節組成。那么，大家想一想，輸入到控制系統中的數據都有哪些類型呢？”引導學生回顧之前學過的控制系統相關知識。學生可能會回答開關量等，教師給予肯定，并進一步引導：“除了開關量，還有一類重要的數據，它們不像開關量那樣只有兩種狀態，而是在一定范圍內連續變化的，這就是我們今天要學習的連續變化的數據。”設計意圖：通過回顧舊知，建立新舊知識之間的聯系，使學生能夠更好地理解新知識在知識體系中的位置，降低學習難度。新課講授1.認識連續量教材內容講解：教師翻開教材，找到關于連續量概念的部分，向學生朗讀并解釋：“在一定范圍內連續變化的數據屬于連續量數據（以下簡稱連續量），如溫度、聲音、光照強度、速度等。這些數據可以取范圍內的任意值，并且其變化是連續的，不是跳躍的。”舉例說明：教師繼續舉例，如一天中氣溫是不斷變化的，從早晨的低溫逐漸升高到中午的高溫，再慢慢降低到晚上的低溫，這個溫度的變化過程就是連續的；在一個安靜的圖書館中，周圍環境聲音的強度可能是20分貝左右，當有人開始交談時，聲音強度會逐漸升高到50分貝甚至更高，聲音強度的這種變化也是連續的。師生互動：教師提問：“同學們，你們還能想到生活中有哪些連續變化的數據呢？”鼓勵學生積極發言，分享自己的想法。學生可能會提到風速、水位、汽車的油耗等，教師對學生的回答進行點評和補充，進一步強化學生對連續量概念的理解。設計意圖：通過對教材內容的詳細講解、豐富的舉例以及師生互動，讓學生全面、深入地理解連續量的概念，將抽象的概念與實際生活緊密聯系起來，便于學生掌握。2.分析噪聲監測系統采集的數據教材案例展示：教師在多媒體上展示教材中關于噪聲監測系統的案例圖片和文字描述，案例中提到一個居民小區安裝了一臺噪聲監測系統，用來監測環境中的噪聲情況。問題引導思考：教師提問：“噪聲監測系統在工作時，采集的是什么數據？”學生回答后，教師強調采集的是環境中的噪聲數據，且噪聲數據屬于連續量。“如果用一種圖形來表示這種數據隨時間的變化，你認為用什么圖形比較合適？”引導學生思考數據的可視化方式，學生可能會回答折線圖、柱狀圖等，教師對學生的回答進行分析和總結，指出折線圖更能清晰地展示連續變化數據的趨勢。教師進一步展示用折線圖表示的某一天噪聲監測系統采集的數據變化圖，如圖1所示。提問：“從這張圖中，大家能獲取到哪些信息？”引導學生觀察折線圖的走勢、最高點、最低點等信息。學生可能會回答在某個時間段噪聲較大，在某個時間段噪聲較小等。教師繼續追問：“那為什么要對噪聲數據進行監測呢？這些數據對我們有什么意義？”引發學生思考噪聲監測數據在實際生活中的應用，如判斷環境是否安靜、是否需要采取降噪措施等。設計意圖：通過對教材中噪聲監測系統案例的深入分析，引導學生學會從實際案例中提取關鍵信息，運用圖形化的方式分析連續變化的數據，理解數據背后的意義和應用價值，培養學生的數據處理和分析能力。3.感受生活中的連續量活動一：感受光照強度的連續變化教師將學生帶到教室窗邊，讓學生觀察隨著時間推移，陽光照射進教室的強度變化。同時，教師使用光照傳感器連接到電腦，實時展示光照強度數值的變化。教師提問：“同學們，現在我們觀察到光照強度在不斷變化，大家能描述一下這種變化嗎？在一天中，什么時候光照強度最強，什么時候最弱？”學生進行觀察和描述，感受光照強度連續變化的特點。設計意圖：通過親身體驗和實際觀察，讓學生直觀感受光照強度這一連續量的變化過程，增強學生對連續量的感性認識，提高學生的學習興趣和參與度。活動二：感受空氣流動的連續變化教師給每個小組發放一個小風車和一個風速儀。讓學生在教室里不同位置揮動小風車，感受空氣流動，同時使用風速儀測量不同位置的風速。教師提問：“大家揮動小風車時，感覺到風力有什么不同？通過風速儀測量的數據，能發現風速是怎樣變化的嗎？”學生進行操作和觀察，討論空氣流動的連續變化情況。設計意圖：通過實際操作和測量，讓學生親身體驗空氣流動（風速）這一連續量的變化，培養學生的實踐操作能力和對數據的直觀感知能力。4.閾值的含義與作用概念講解：教師講解：“噪聲監測系統采集聲音數據后，還需要判斷它是否超過了一定的標準。那么在控制系統中就需要設置一個參考值，把聲音數據與它比較，才可以得到判斷結果。這個參考值在控制系統中叫作閾值。”結合教材案例分析：教師再次回到教材中噪聲監測系統的案例，指出當噪聲監測系統采集到的聲音數據超過55dB（假設的閾值）時，就會給管理部門發出緊急處理的提示。其他實例拓展：教師再列舉其他生活中的例子，如在智能溫室控制系統中，當溫度傳感器采集到的室內溫度超過30℃（閾值）時，系統會自動打開通風設備進行降溫；在人體健康監測設備中，當心率傳感器采集到的心率超過100次/min（閾值）時，就會發出警報。師生互動討論：教師提問：“同學們，你們還能想到哪些生活中使用閾值來進行控制的例子呢？如果閾值設置不合理會出現什么問題？”組織學生進行小組討論，然后每個小組派代表發言。學生可能會提到冰箱的溫度控制、空調的溫度調節等例子，教師對學生的回答進行點評和總結，強調合理設置閾值對控制系統正常運行的重要性。設計意圖：通過概念講解、結合教材案例分析以及拓展其他實例，讓學生深入理解閾值的含義和作用。通過師生互動討論，培養學生的思考能力和團隊合作精神，讓學生認識到閾值設置的合理性對實際應用的影響。課堂練習1.圖表分析練習教師在多媒體上展示一張某地區一周內氣溫變化的折線圖，如圖2所示。提出問題：“這一周內，最高氣溫出現在哪一天，大約是多少度？”“最低氣溫出現在哪一天，大約是多少度？”“從圖中可以看出，氣溫是如何變化的？呈現出怎樣的趨勢？”“假設該地區的供暖系統設置的閾值溫度為10℃，當氣溫低于這個閾值時供暖系統自動開啟。那么在這一周內，供暖系統大約在哪些天會開啟？”讓學生獨立思考后回答問題，教師進行點評和講解，強化學生對圖表分析和閾值應用的理解。設計意圖：通過圖表分析練習，鞏固學生運用圖表分析連續變化數據的能力，同時進一步加深學生對閾值概念及其在實際應用中的理解。2.閾值設置案例分析教師給出一個案例：某倉庫安裝了一個濕度監測與控制系統，當倉庫內濕度超過60%（相對濕度）時，系統會自動開啟除濕設備；當濕度低于40%時，系統會自動開啟加濕設備。提問學生：“在這個案例中，閾值分別是多少？”“如果將除濕設備開啟的閾值設置為70%，會對倉庫內的物品保存產生什么影響？如果設置為50%呢？”“如果將加濕設備開啟的閾值設置為30%，又會有什么不同的結果？”組織學生進行小組討論，分析不同閾值設置對系統運行和實際效果的影響，每個小組派代表發言，教師進行總結和點評。設計意圖：通過閾值設置案例分析，培養學生運用所學知識分析實際問題的能力，讓學生深入理解閾值設置的科學性和合理性，以及其對控制系統性能的重要影響。課堂總結1.知識回顧教師引導學生回顧本節課所學的主要內容：連續變化的數據（連續量）的概念，如溫度、聲音、光照強度等都是連續量，它們在一定范圍內連續變化，可以取范圍內的任意值。以噪聲監測系統為例，學習了如何分析連續變化的數據，以及用圖表（如折線圖）來直觀展示數據的變化趨勢。感受了生活中光照強度和空氣流動等連續量的變化。閾值的含義和作用，閾值是控制系統中用于比較和判斷的參考值，通過合理設置閾值可以實現對系統的有效控制，如噪聲監測系統中通過與閾值比較判斷是否發出提示，智能溫室控制系統中通過閾值控制通風設備