信息技术六年级下册扩音系统的优化教案设计

这是一份信息技术六年级下册扩音系统的优化教案设计，共8页。教案主要包含了教师活动，设计意图等内容，欢迎下载使用。
课程基本信息
学科
信息科技
年级
六年级
学期
春季
课题
扩音系统的优化
教科书
书 名：信息科技教材
出版社：浙江省教育出版社 出版日期：2023年12月
教学内容与学习对象分析
教学内容分析
本节课的主要内容聚焦于扩音系统的广泛应用和发展方向，探讨了扩音系统在不同领域的应用实例，如教育、公共广播、会议系统等，分析了这些应用场景中扩音系统的具体作用和优化需求。并且针对不同的发展方向，有针对性地设计扩音系统。
本课内容与第四学段“互联网应用与创新”“互联网实践与探索”“人工智能与智慧社会”“跨学科主题互联智能设计”等内容密切相关，也与五下第二单元“生活中的控制系统”“控制系统的三个环节”“控制系统的输入”“控制系统的输出”等内容密切相关。本课重点是在一般扩音系统基础上，针对生活中的实际需求，借助互联网、人工智能等手段进一步优化扩音系统，进而实现创意设计，优化的方向可以但不限定于智能化、高性能、强交互等。
教材以多个领域中使用的扩音系统为例，介绍了扩音系统的发展过程，并提出扩音系统将朝着智能化、高性能、强交互性的方向继续发展。首先让学生从“小蜜蜂”这个扩音系统的应用实例中发现问题。根据问题结合生活经验，寻找扩音系统的优化方向，比如让声音能够更远、更清晰地传播，融合数字技术实现网络通信和远程控制。再思考优化后的扩音系统除了可以应用在原来的场景，是否还能迁移应用到其他场景中去。经过这些铺垫后，激发学生的创意，设计出更加智能、高性能、强交互性的扩音系统。
学习对象分析
学习对象是六年级学生，经过六年级上册第一单元《控制系统中的反馈》和第二单元《控制系统中的运算》，以及本单元前几节课的学习，学生对一般的控制系统有一定的了解，特别是掌握了扩音系统的一般运行过程，这为他们理解和进一步优化扩音系统提供了必要的知识基础。生活经验方面，学生对生活中应用广泛的扩音系统能够理解其存在的价值，加上他们的抽象思维、概括能力和推理能力逐渐成熟，能够通过分析来解决问题。本课能够为学生运用这些思维能力来分析扩音系统的工作原理，找出存在的问题，并提出合理的优化设想做铺垫。前一节课中制作了自动调节音量的扩音系统，只有个别学生对这个优化提出了进一步优化的想法，说明扩音系统作为日常生活中常见的系统，学生有一定的认知基础，但是对于扩音系统的发展方向以及优化方向接触不多。需要教师利用学生已有生活经验，设计富有挑战性和趣味性的教学活动，激发学生的学习热情，引导他们主动探索扩音系统的优化方法。
教学目标分析（含核心素养导向）
经历生活中扩音系统的亲身体验，理解扩音系统在各种场景下的作用和意义。
经历寻找身边扩音系统存在的问题，获得扩音系统的优化方向，形成优化意识。
经历扩音系统的创意设计体验，获得创新思维的启发，形成创新精神。
教学重点：
1. 认识扩音系统的发展现状和未来发展方向。
教学难点：
1. 实现扩音系统进行创新优化。
教学过程
（一）导入：扩音系统的应用
1.回顾上节课所学：已成功实现根据环境声音，自动调整音量的扩音系统。
2.带着这样的扩音系统，进入“校园广播”新情境。
【教师活动】
1.研学旅行即将开启，同学们伴随着音乐到操场集合，校园广播声音突然变大……。
2.遇到了什么问题？你有什么解决方案吗？（引出可以对扩音系统进行优化）。
预设：
学生说出了声音突然变大这个问题，并提出了相应的解决设想。教师引导学生进入下一环节。
学生只说了问题，教师追问：针对这个问题你有什么解决方案吗？
3.引出课题：校园广播在学习生活中经常用到，基本可以满足需求，但也存在着一些问题（出示板书：问题），针对问题，思考优化方向（板书：优化）。今天就让我们一起思考扩音系统可以朝哪些方面进行优化。（板书：扩音系统的优化）。
【设计意图】校园广播是学生在校园里经常可以接触到的扩音系统，学生有着丰富的生活经验，且校园广播的优缺点比较明显，学生比较容易可以回答出来，在课堂一开始让学生有小小的成就感，提高对本节课学习的兴趣。也通过对校园广播问题的思考，引导学生发现扩音系统存在的问题，并激发学生对优化扩音系统的思考，引出本课内容。
（二）建构： 体验扩音系统的优化
1.观察扩音系统的实现算法流程图，提出算法优化方向；
2.分析优化后的算法流程图，说一说扩音系统优化的算法原理；
3.打开优化程序，烧录并运行，体验优化后的扩音系统。2人合作，分工如下：一位学生连接硬件并烧录文件，另一位学生观察实验板上的数据变化并倾听喇叭；
4.一组学生上台用信息科技实验板演示优化后的算法，同伴点评优化后的优点。
5.结合校园广播扩音系统，设想“小蜜蜂”应用新场景，填写导学单中三个场景中扩音系统的不足之处和优化方向，思考日常使用扩音系统过程中遇到的问题，提出优化方向。
6.分享三个场景中发现的扩音系统的不足之处和优化方向。
7.回忆日常生活中使用扩音系统遇到的问题，提出优化方向。。
【教师活动】
1.教师出示扩音系统的实现算法流程图，并利用信息科技实验板演示该算法，提问：根据流程图，说一说算法的哪一部分需要优化？可以怎么优化？。
预设：
（1）如果学生回答实验板的音量变化不太明显，提醒实验板只是模拟场景，可以凑近一些模拟更加真实的环境。
（2）如果学生反馈通过调整音量等级，让声音逐渐增大，教师逐步出示优化后的算法流程图。
让学生打开优化程序，烧录并运行，体验优化后的扩音系统：
让一组做的比较好的学生上台演示，同伴点评。
4.让学生完成导学单第一题，巡视学生填写导学单第一题的情况并适当提示，点评学生的回答，并将学生提出的优化方向写在黑板上。
5.巡视学生填写情况。
预设：
（1）如果学生长篇大论填写，提醒要用概括性的词语描述。
（2）如果学生无法写出优化方向，提示“你希望扩音系统变成什么样？”，让学生根据找到的问题填写。
6.请3-4位举手的学生分享自己填写的内容：
（1）如果前三位学生说的不完整，再请第四位学生来补充。
（2）如果学生在说优化方向的时候用词不准确，教师及时替换。
7.将学生所说的优化方向逐一写在黑板上。
8.教师提问：在日常生活中使用其他的扩音系统，有没有发现什么问题？你希望如何优化？请一两位举手同学发言。
预设：
（1）如果没有学生举手，举例引导：比如教室里的广播、操场使用的广播等……
（2）如果学生依旧没有想法，由教师举例：操场出操时候使用广播，周围都能听到，造成了噪音干扰，希望操场的扩音系统可以定向传播声音，让操场以外的声音减小。
9.教师边总结边画板书上的箭头：扩音系统就是在使用后发现问题，优化后解决问题，再次使用继续发现问题的过程中不断发展。（展示课件的优化方向）而这些优化能够实现，离不开电子技术的进步和数字技术的融合，比如前几课中提到的校园广播，就具备了网络通信和远程控制功能。
【设计意图】通过提出方案，到程序实现的全过程，凸显重点，提升学生的科学精神和探究意识。并了解任何系统的出现都为解决问题而生，不同的扩音系统可以解决不同的场景中问题，以小见大，更为广泛地认识控制系统。并通过“小蜜蜂”三个具体场景引导学生寻找扩音系统存在的问题，这三个场景几乎是所有学生体验过至少一个的，因此学生有经验，能够找出问题，并针对问题提出优化方向。板书根据学生回答补充上去，不按照教师的预设填写，真正做到把课堂交给学生。请多位学生交流回答并补充，可以让学生的思维发散出去，不局限于自己的生活经验。
（三）建构:扩音系统的迁移应用
1.打开桌面“广泛应用”文件，选择一个地点，同桌进行讨论，该地点可以用到哪些扩音系统，勾选出来并思考这些扩音系统起到哪些作用。
2.展示分享讨论结果。
图2 导学单第二题
【教师活动】
教师引导学生分享导学单第二题的讨论结果，组织学生互评，教师补充点评。
1.组织学生同桌讨论，请2位举手学生展示不同地点的讨论结果，学生在分析扩音系统的作用过程中及时点评。
2.询问分享学生的同桌是否需要补充，其余学生是否需要补充。如果其他学生有不同意见，教师都要认可，并提出每个人的需求不同，使用扩音系统的场景也会有所不同。
3.教师总结同一个扩音系统可以迁移应用在不同场景（板书：迁移应用），并产生新问题，引发新优化（板书：箭头）。
【设计意图】提供的商场和机场两个地点都是学生比较熟悉的，而且这两个地点中涉及扩音系统的场景很多，也会在不同场景中用到相同的扩音系统。通过这样的讨论交流，引导学生理解优化后的扩音系统可以迁移应用到其他场景。
（四）设计：扩音系统的创意设计
1.体验“音乐指挥家”游戏并给出反馈。
2.思考讨论这个扩音系统能不能迁移应用到其他场景。
3.四人小组合作，设计一个或多个扩音系统，填写表格。
图3 导学单第三题
【教师活动】
教师组织学生体验“音乐指挥家”并引导学生思考可迁移应用的场景，组织学生完成导学单第三题，引导学生进行组间互评，教师补充点评。
1.选择一位举手的、个子高一些的学生体验“音乐指挥家”，并询问他的感受。
预设：
（1）学生只说了优点，追问：这个扩音系统有没有不足之处？
（2）学生只说了缺点，追问：这个扩音系统能不能给我们的生活带来帮助？
2.问全体学生这个扩音系统能不能迁移应用到其他场景，如果学生没有想到，教师举例：有一部分特殊的人，只能用手语和别人交流，这个扩音系统改进后能够作为手语翻译器，让他们和看不懂手语的人也能正常沟通。
3.巡视学生完成导学单情况。
预设：
（1）一组的学生都没有想法，提示学生结合课堂中提到的几个优化方向，设计多功能的扩音系统。
（2）学生只讨论，没有填写表格，提示学生用概括性的语言将讨论结果记录下来。
（3）学生的设计过于天马行空，且没有社会价值，引导学生朝着智能化、高性能、强交互性的扩音系统设计。
（4）学生的设计已经在生活中普遍使用，引导学生根据板书扩音系统的优化方向，选择其中几个结合到自己的设计中去。
4.请2-3组的汇报人分享小组的创意设计。
预设：
（1）学生的设计有社会价值，加以肯定，在点评过程中强调：你的扩音系统可以帮助到哪部分人。
（2）学生的设计已经在生活中普遍使用，询问其他组员或者其他同学是否能够继续优化。
（3）学生的设计与扩音系统无关，询问学生能否将扩音系统结合进去。
【设计意图】经过前面的铺垫，学生对扩音系统的优化方向有了比较多的想法，通过4人小组讨论，学生之间的思维进行碰撞，激发他们的灵感，也是在培养学生的创新能力，让学生的思维尽可能地发散出去。
（五）小结：
1.结合板书思考两个问题，扩音系统优化的一般经历怎样的流程？以及扩音系统会朝哪些方向发展？。
2.倾听同学发言并思考补充。
【教师活动】
1.提出思考问题并选择2名学生回答，选择1名日常思维清晰学生回答流程，选择1名日常不善于表达学生回答发展方向。如学生回答不清晰可激发另外学生及时补充完善。
2.总结讲话：未来的扩音系统会朝着智能化、高性能、强交互性的方向不断发展，不仅满足人们不断变化的需求，还能帮助社会上的弱势群体，满足他们的特殊需求。同学们今天的设计在将来或许都会一一实现，因为如今使用的各种功能强大的扩音系统，都经历了多次这样的优化过程，所以一切皆有可能。
【设计意图】引发学生对优化扩音系统的社会价值的思考，强调“应用-发现问题-优化解决”这个过程对扩音系统发展的重要性。学生对自己的创意设计可能并没有想过去实现，或是觉得自己的想法不可能实现，教师在这里对学生的创意进行认可和鼓励，让学生怀揣期待，提升学生的自信心。