“科”与“技”并重理念下“过程与控制”模块教学初探.docxVIP

“科”与“技”并重理念下“过程与控制”模块教学初探

摘要：本文以信息科技第三学段“过程与控制”模块中的《控制系统中的反馈》一课为例，从生活中的实践应用出发展开探索，帮助学生理解科学原理，为提升学生知识迁移能力和学科思维水平提供可借鉴的思路。

中图分类号：G434文献标识码：A论文编号：1674-2117（2024）22-0000-04

“科”与“技”并重理念下的教学设计框架

1.基于学生学情，确定教学主题

2.强化真实情境，优化教学策略

新课标倡导真实性学习，鼓励教师改进教学方式，从学生原有的“生活体验”入手，过渡到“应用体验”，从而实现“解决问题”。笔者从认识反馈入手，以学生比较熟悉的生活中的“烧水方式”为例，引导学生发现控制系统中存在反馈；以体验反馈为主线，探究“智能小屋”，理解系统控制的过程，了解反馈在系统控制中的作用；以运用反馈为拓展，带领学生运用反馈原理对电灯进行优化设计，初步感知反馈对系统优化的作用；以实施反馈为辅助，将系统框图与程序设计流程图建立关联，帮助学生将课堂新知与原有旧知链接，感受计算机程序在控制系统中的重要作用。整个教学流程如图1所示。

3.围绕核心素养，明确教学目标

信息科技课程以信息意识、计算思维、数字化学习与创新以及信息社会责任等核心素养培养为目的，帮助学生建立对信息的敏感性，提高鉴别能力，提升数字素养与技能。本课的教学设计在学科核心素养四个方面的培养为：①知道反馈是过程与控制的典型环节，了解其普遍存在于日常生活中（信息意识）。②理解反馈在系统中的作用，分辨输入与输出环节的数据是有反馈还是无反馈（计算思维）。

③通过观察、实践与分析，理解反馈在系统中的工作原理，并初步了解反馈如何运用和实施（数字化学习与创新）。④通过实例发现计算机和程序在过程与控制中的作用，理解计算机实现过程与控制的优势，知道自主可控的系统在解决安全问题时起到了重要作用（信息社会责任）。教学目标细化为四个具体目标：①让学生认识到控制系统的运行过程中存在反馈，并学会区分有反馈还是无反馈的系统；②让学生了解常见的传感器及其功能；③初步理解反馈在控制系统运行中的工作原理和作用；④让学生体验和感受反馈在系统中的实施过程。通过设置任务和实验，将抽象的概念转化为实际操作体验，促进学生对科学原理的深入理解。

4.引入数字资源，帮助学生理解

新课标强调合理利用数字化平台、工具和资源，为学生提供多元化的学习途径和手段，鼓励学生“做中学”“用中学”“创中学”。本课的教学设计通过动画对比生活中普通水壶、电热水壶、恒温水壶的不同烧水模式，引导学生理解反馈是控制系统中的重要环节。通过分组体验智慧小屋中的控制系统，让学生在真实的情境中进行实践操作和探究，更加直观地感受和理解反馈的相关原理和应用，突破教学重点。通过交互式动画，引导学生通过计算机程序验证系统的反馈，提升发现、分析、解决生活中真实问题的能力。引入小程序——“小车快跑”游戏进行知识反馈，通过即时反馈答题情况让学生体验反馈在检验学习成果中的作用。

5.教学评一体化，落实育人目标

教学评一体化是新课标倡导的一种重要的教学理念，它强调在教学过程中，评价应与教学紧密相连，共同服务于学科育人目标的实现。在教学过程中，除了传统的课堂过程性评价外，笔者在每个环节都设置了一句体现“科技改变生活”的小结，以此承上启下并评价教学活动。例如，在对比分析环节，教师小结：水壶的变革从手动控制到自动控制，体现了人类的智慧和科技的发展，等等。

“科”与“技”并重理念下的教学实施过程

1.依托表演，导入反馈现象

教学伊始，通过互动表演，让学生猜一猜杯子中装的是冷水还是热水，引导学生初步感知反馈现象，以此引出人体神经系统对温度变化的反应，激发学生的兴趣和注意力。视频展示：人体的自我调节系统在温度超过一定范围时会检测到温度变化，并通过发送信号到大脑来调节身体的温度，这一过程是一个反馈过程。通过观看视频，学生了解到许多自然现象和生物过程都蕴含着反馈机制。表演激发了学生对反馈的好奇，为后面了解控制系统中的反馈做好铺垫。

2.对比分析，认识反馈原理

运用问题驱动：如果生活中有一壶水，我们怎样将它加热？学生从已有经验入手，回答出生活中常见的煤气灶、电热水壶、恒温水壶烧水方式。

对比分析：煤气灶、电热水壶、恒温水壶三种烧水方式有什么不同？学生观察描述：水壶的变革从手动控制，到半自动控制，再到自动控制，体现了人类的智慧和科技的进步。

教师引导：恒温水壶的工作流程是怎样的呢？教师和学生一起回顾并板书，带领学生亲历科学原理的形成过程，理解反馈是控制系统中的重要环节。

对比分析：对照恒温水壶与普通水壶的系统框图，指出它们最大的区别是什么？学生观察描述：恒温水壶的系统框图有检测装置，检测到在整个过程中，信息流方向是循环的，实现了自动保温的效果。最后归