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1、浙教版五年级下册信息科技全册大单元教学设计第一单元 生活中的系统【单元整体构想】一、单元内容简介现实世界中，系统具有普遍性，任何事物都可以看作是由多个要素联结而成的系统。学生在认识世界、解决问题、处理关系等过程中，都需要运用系统的眼光、系统的思维以及系统的方法。本单元响应课程标准“过程与控制”模块的第二条要求“通过观察身边的真实案例，了解一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块”，是该模块的起始学习内容。本单元以身边的真实系统作为讨论和研究的对象，经历感知、了解和观察分析系统的过程，形成“系统无处不在”的初步体验和感受，了解系统的组成、特征以及观察系统的基
2、本方法，感受重要的系统在安全和自主可控等领域面临的风险和挑战，为学生学习“控制系统”做好基础概念的铺垫。二、单元设计的望远镜思维本单元重点学习的大概念是“解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案”“一个系统可以分解成多个子系统或者模块”，同时关注“自主可控技术对保障国家安全具有重要意义”。三、四年级安排了将一个大问题分解成多个小问题的学习活动，五年级上册安排了体验抽象方法的学习活动，这些都为本单元认识抽象的系统奠定了认知的基础。在语文、数学、科学、道德与法治等课程学习中，学生积累了交通系统、操作系统、网络系统、生态系统等案例，为本单元认识系统提供了案例和经验基础。本单元的学习是五年
3、级下册后续单元、六年级下册学习控制系统、七年级认识特联网、八年级的信息处理系统以及九年级人工智能系统的概念基础，也为学生带着系统思维开展其他学科的学习打下基础。三、单元设计的放大镜思维本单元主要围绕算法这条逻辑主线以及系统这个跨学科概念展开2，聚焦“解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案”，以及“一个大的系统可以分解成多个子系统，子系统也可以分解成功能相对独立的多个模块”这一跨学科大概念。初步感受什么是系统及其特征，让学生在系统为对象和载体的学习探究过程中积累抽象、分解、归纳、分析等思维活动经验，发展计算思维。本单元一共有3课：第1课从身边与目的性、普遍性与多样性的大视野角度认识
4、系统；第2课借助具体系统，认识系统与子系统（模块）的关系，感受系统的层次结合特点，从系统内在结构的层面认识系统；第3课整合前两课建构的理解，分“从整体出发分析系统的要素”和“从要素出发推断系统及功能”两个方面尝试观察和分析系统。三课层层递进，体现两个方向上的思维历程：第1课、第2课从生活中具体案例来归纳对系统的概括性理解，经历从特殊到一般的思维过程；第3课基于对系统概念、特征以及结构的概括性理解，去观察和分析一个具体系统，经历从一般到特殊的思维过程。单元各课内容如下表所示：课序课题主要内容第1课身边的系统认识身边的系统、系统的整体性与目的性、系统的普遍性与多样性。第2课系统的构成系统与子系统、
5、认识模块。第3课观察系统观察身边的系统、分析系统的结构。【单元目标设计】素养目标通过本单元的学习，学生能认识系统的普遍性与多样性、整体性与目的性以及层次性等特征，能初步以系统的观点观察身边的世界，发现大系统由小系统构成，发现身边常见系统中与生活密切相关的数据；在解决问题的过程中，能运用系统与模块的思想将问题分解成更小的问题；了解自主可控的系统在解决安全问题时的重要性。逻辑主线单元涉及的核心大概念单元目标描述数据数据存在多种形式，可以通过一定的规则进行组织和呈现。1通过对身边系统的认识、分析和讨论，知道什么是系统，了解系统的基本特征。2通过对身边常见系统的观察、分析和讨论，知道一个大系统可以分解
6、成多个子系统或模块，系统与子系统具有层次性关系。3通过对具体和典型自主可控系统案例的认识和了解，体会自主可控系统对保障国家安全的重要意义。算法1解决问题的一般步骤包括抽象、分解、建模和制订解决方案。2计算系统可以抽象为输入、计算、输出三个典型环节。信息安全自主可控技术对保障国家安全（特别是数据安全和网络安全）具有重要意义。本单元还涉及一个大概念：一个大的系统可以分解成多个子系统，子系统也可以分解成功能相对独立的多个模块。【单元评价设计】本单元的评价可以基于学生身边的真实系统案例和情境，将单元知识融入其中，综合考查学生对系统概念、组成、特征、目的等的认识程度。一、最终评价任务设计生活中有很多与我
7、们密切相关的系统。请你观察生活中一个熟悉的系统，用合适的方法描述它的功能，分析它的构成，尝试对该系统运行情况做出评估并提出建议。系统名称*系统与周围环境的关系和影响系统模块*系统状态评估系统框图*系统改进建议系统功能二、评价量规设计指标内容素养指向水平描述找出系统的模块能说出系统的组成要素。A能完整找出系统模块（子系统）。B能找出多数系统模块。C能找出少数系统模块。描述系统的功能能识别系统的整体性及其功能。A准确描述系统功能。B比较准确描述功能。C未能描述系统功能。画出系统的框图能运用系统框图来表示简单的系统。A能比较规范完整地绘制出系统框图。B能绘制出系统框图，但存在少量错误和不规范。C未能
8、画出系统框图。尝试评估系统并提出优化建议1能对一个系统的功能和状态做出初步的评估。2能意识到系统的自主可控对国家安全的影响。A能尝试从自主可控、安全、节能、环保、效率等多个角度提出对系统的评估，并提出自己的建议。B能至少从一个角度对系统运行情况做出评估，尝试提出建议。C未能对系统运行状况提出评估，也未能提出建议。【单元过程设计】一、单元问题设计问题一：为什么身边的事物都可以称为系统？设计意图：引起学生认知冲突，继而引发一系统疑问：什么是系统？系统有什么特点？我们生活中的事物与系统有什么关系？身边的事物全部都是系统吗？有没有不是系统的事物？基于这些疑问，引导学生探索和体会系统的普遍性，认识到所有
9、事物都是由要素构成的系统。学生回答的引导方向：引导学生质疑，从而引发一系列需要验证的探究问题，激发学生内在学习动力，推动学习进程向前发展。问题二：从系统的角度来观察和分析事物会带来怎样的积极影响？设计意图：引导学生开启对系统的功能、意义和影响的探究，并顺势引导出对系统的自主可控性意义的讨论。学生回答的引导方向：要回答这个问题，首先要探讨系统的目的和功能、系统与外部之间的关系，以及系统对人们生产生活的影响。可以通过对比碎片化认识事物和整体性、关联性认识事物的优劣，让学生体会从系统角度认识事物的优势。可以以该问题为线索，让学生去关注人与自然、人与社会、人与环境之间的关系，体会为什么要强调“人类命运
10、共同体”。二、单元学习策略本单元旨在让学生初步建构对系统的概括性理解，并在讨论分析系统过程中充分积累分解、抽象、归纳、整理等思维活动经验，发展计算思维，渗透自主可控和国家安全等相关话题的讨论，激发信息社会责任感。教学过程中，要注意准确把握目标定位，做到概念建构、思维发展、价值感悟等协同发展。在概念建构方面，要注重激活学生已有知识经验，注重挖掘真实案例，以丰富和典型的材料支撑学生自主建构；在思维发展方面，要设计丰富多元的学习活动，让学生经历自主梳理、小组讨论、全班交流等过程，在交流碰撞中发展思维；在价值感悟方面，要注重引导学生结合具体系统案例的分析，感悟国家发展和进步，体会系统自主可控对国家安全
11、的重要影响。课题第1课 身边的系统教学目标1通过对生活中熟悉系统的讨论，了解什么是系统，能够说出常见的系统，感受系统的整体性与目的性、普遍性与多样性等特征。2通过对具体系统案例的讨论，初步意识到系统的自主可控对国家安全的影响。教学重点了解什么是系统以及系统的特征。教学难点对系统的整体性与目的性的理解。环境与素材系统案例图片、视频。教学过程一、讨论日常生活中经常能接触到哪些系统？它们分别由哪些要素构成？能够提供怎样的功能？二、建构系统是由多个要素以一定结构联结而成且具有特定功能的有机整体。1认识身边的系统生活中有各种各样的系统：客厅是一个系统，由沙发、茶几、电视机、电灯、空调等部分构成，能够提供
12、家庭聚谈、休闲娱乐、接待客人等功能；住房是一个系统，由客厅、卧室、书房、厨房、卫生间等部分构成，能够满足家庭成员生活起居的需求；电灯是一个系统，由电路、开关、灯泡等部分构成，能够提供照明的功能；计算机是一个系统，由硬件、软件等部分构成，能够提供在线学习、网络办公和数字娱乐等功能一本书、一辆汽车、一个小区、一所学校、一个组织、一座城市等，都可以看作一个系统。【想一想】生活中有这么多不同的系统，它们有什么共同的特征？2系统的整体性与目的性系统虽然各不相同，但它们都具有整体性和目的性。（1）整体性每一个系统都是由多个要素构成的整体，系统的功能是“整体”发的挥作用的结果。例如，一辆汽车由成千上万个零件
13、构成，但每一个零件都不具备“行驶”的功能，只有按照一定的结构结合为一个“整体”一辆完整的汽车，才具有“行驶”的功能。（2）目的性每一个系统的存在都具有目的性，即它能提供特定的功能。常见的系统与它们的功能系统名称系统功能住房系统供人居住电灯系统照明服务空调系统调节温度自来水系统提供水源汽车系统路上行驶【想一想】系统的功能是由什么来决定的？3系统的普遍性与多样性在现实世界中，系统具有普遍性和多样性。通常，人们能够见到的事物都可以看作一个系统。在自然界，一粒种子、一棵树、一群蜜蜂、一片森林、一条河流在社会领域，一个家庭、一个社区、一座城市、一个行业、一个民族、一个国家在科技领域，一块芯片、一个算法、
14、一台计算机、一个通信网络、一个卫星导航系统、一个空间站在国防领域，一套防空导弹、一架战斗机、一艘军舰、一个航母战斗群形形色色的系统互相交织，集合在一起，构成了丰富多彩的世界。三、练习列举身边熟悉的系统，介绍它的功能，并分析它对人们日常生活的影响。系统名称系统功能对人们的影响【参考答案】系统名称教案、操场系统功能教室：满足师生上课的需要。操场：供学生体育锻炼对人们的影响略课后反思/评价标准课题第2课 系统的构成教学目标1通过对生活中具体系统实例的讨论，能够说出什么是子系统，以及系统与子系统的关系。2通过对生活中具体系统案例的分析，体会系统的层次。教学重点认识系统与子系统。教学难点体会系统的层次结
15、构。环境与素材计算机、社区等系统的图片，积木。教学过程一、探索观察并分析计算机系统的组成结构图。计算机系统由哪些部分组成？这些组成部分由哪些要素构成？二、建构一个系统由多个部分构成，每个部分称为子系统。每个子系统又由更小的子系统构成。一个系统可以和另外的系统一起联结成更大的系统。1系统与子系统系统由不同的子系统构成。如计算机系统由硬件和软件两个部分构成，硬件和软件称为计算机系统的子系统。子系统又可以由更低层次的子系统构成。如计算机的硬件由主机和外设两个更小的子系统构成，主机由更小的中央处理器和内存储器两个子系统构成。【想一想】系统能逐级向下分解成更小的子系统，系统能向上构成更大的系统吗？一个系统也可以作为另一个更大系统的子系统。如住房是一个系统，客厅、卧室、厨房、卫生间与阳台等都是它的子系统。同时，住房也是单元这个更大系统的子系统。单元又是楼宇的子系统，多个单元构成一个楼宇；楼
