《探秘信息系統(tǒng)——信息系統(tǒng)的 組成與功能》教學(xué)設(shè)計(jì)

● 教材分析

本節(jié)課內(nèi)容選自浙教版高中信息技術(shù)新教材必修2《信息系統(tǒng)與社會(huì)》第一章第2節(jié)，通過(guò)剖析具體案例，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生知道信息系統(tǒng)的組成要素和功能。本節(jié)課是在學(xué)生了解了信息系統(tǒng)的概念以后，對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行逐步深入學(xué)習(xí)的必備內(nèi)容，與后續(xù)的支撐技術(shù)、系統(tǒng)安全以及系統(tǒng)搭建等內(nèi)容都有非常直接的內(nèi)在關(guān)系，在整個(gè)模塊中起到統(tǒng)領(lǐng)的作用。

● 學(xué)情分析

學(xué)生對(duì)信息系統(tǒng)應(yīng)用有一定的生活經(jīng)驗(yàn)和感性體驗(yàn)，對(duì)其組成和功能有零星的了解，但信息系統(tǒng)對(duì)學(xué)生而言比較抽象，學(xué)生對(duì)信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不夠系統(tǒng)和深入，缺乏對(duì)信息系統(tǒng)的整體認(rèn)知。因此，要讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)由抽象到具象、由感性到理性的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)其批判性思維，提升其創(chuàng)新能力，這些都是本節(jié)課需要重點(diǎn)突破的方面。

● 教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)分析

教學(xué)目標(biāo)：知道信息系統(tǒng)的組成與功能;能夠剖析典型的信息系統(tǒng);通過(guò)信息系統(tǒng)實(shí)例的體驗(yàn)和探究，掌握剖析典型信息系統(tǒng)的一般方法;經(jīng)歷小組合作、自主探究，產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí)信息系統(tǒng)的學(xué)習(xí)欲望。

教學(xué)重點(diǎn)：信息系統(tǒng)的組成與功能。

教學(xué)難點(diǎn)：能夠剖析典型的信息系統(tǒng)。

● 教法學(xué)法分析

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容有一個(gè)明顯的特征，即概念多，涉及的面比較廣，是后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)。本節(jié)課讓學(xué)生先進(jìn)行相關(guān)活動(dòng)，然后根據(jù)活動(dòng)結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生自己歸納、總結(jié)、延伸，學(xué)生通過(guò)活動(dòng)有所感悟。因此，我采用項(xiàng)目方法來(lái)解決重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生采取自主探究、小組合作的學(xué)習(xí)方式，變被動(dòng)為主動(dòng)，在活動(dòng)中理解、運(yùn)用知識(shí)，領(lǐng)悟其中的學(xué)科思想與方法。

● 教學(xué)過(guò)程分析

1.情境創(chuàng)設(shè)，引入新課

教師邀請(qǐng)學(xué)生上講臺(tái)參加“吹氣球”活動(dòng)（提醒學(xué)生USB線的連接），學(xué)生向智能板上的某個(gè)點(diǎn)集中吹氣，顯示器中的“氣球”會(huì)產(chǎn)生大小變化（如圖1）。通過(guò)修改程序中的數(shù)值（由5000修改為3300，如圖2），讓學(xué)生經(jīng)歷“吹不破”到“吹破”的過(guò)程。引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么“氣球”會(huì)根據(jù)吹氣的力度大小產(chǎn)生變化？最后氣球是怎么被“吹破”的？

經(jīng)過(guò)分析，教師指出信息系統(tǒng)的概念，并讓學(xué)生舉例說(shuō)一說(shuō)身邊的信息系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上揭示本節(jié)課的課題。

設(shè)計(jì)意圖：創(chuàng)設(shè)情境，以有趣的活動(dòng)引入新課，有效激發(fā)學(xué)生的參與熱情與學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。以“吹氣球”系統(tǒng)為例來(lái)指出信息系統(tǒng)的概念，并讓學(xué)生舉例說(shuō)一說(shuō)身邊的信息系統(tǒng)，使學(xué)生對(duì)信息系統(tǒng)的概念有更清晰的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，通過(guò)提醒，如USB線的連接，讓學(xué)生感知到數(shù)據(jù)是通過(guò)數(shù)據(jù)線進(jìn)行傳遞的，為后續(xù)“有線到無(wú)線”的改進(jìn)做好鋪墊，并通過(guò)“集中往某個(gè)點(diǎn)吹”引起學(xué)生對(duì)傳感器的關(guān)注。通過(guò)參數(shù)值的修改過(guò)程，讓學(xué)生感知到程序，便于后續(xù)系統(tǒng)組成的分析。

2.觀察分析，學(xué)習(xí)新知

分析“吹氣球”實(shí)例，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察處理的數(shù)據(jù)為“聲音數(shù)據(jù)”。

教師根據(jù)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程的五個(gè)環(huán)節(jié)（采集—存儲(chǔ)—傳遞—處理—輸出），引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納出信息系統(tǒng)的五個(gè)功能（數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出），并根據(jù)每個(gè)功能實(shí)現(xiàn)需要的要素組成，梳理出信息系統(tǒng)的組成（硬件、軟件、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、用戶）。

設(shè)計(jì)意圖：“吹氣球”系統(tǒng)為學(xué)生提供了一個(gè)具象的信息系統(tǒng)，有利于學(xué)生通過(guò)觀察進(jìn)行分析。以“數(shù)據(jù)”為抓手，將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程分解成五個(gè)環(huán)節(jié)，便于學(xué)生對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行總結(jié)與歸納，加深對(duì)數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)概念的理解，在此基礎(chǔ)上再來(lái)梳理系統(tǒng)的組成，就變得非常輕松。這樣，既突出了本節(jié)課的重點(diǎn)，又有利于滲透“將大問(wèn)題分解成小問(wèn)題”的模塊化思想，并提煉出剖析信息系統(tǒng)的一般方法，為后續(xù)剖析系統(tǒng)做鋪墊，也很好地落實(shí)了學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.實(shí)踐體驗(yàn)，遷移應(yīng)用

教師通過(guò)如上頁(yè)圖3所示的導(dǎo)學(xué)案，讓學(xué)生分小組討論，完成對(duì)“吹氣球”系統(tǒng)的功能舉例和方案改進(jìn)。教師總結(jié)梳理出改進(jìn)思路，如圖4所示。

教師提供“吹氣球”系統(tǒng)的升級(jí)版，分小組讓學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)（如圖5），并引導(dǎo)學(xué)生思考：升級(jí)后的系統(tǒng)在哪些方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了前面提出的改進(jìn)思路？

教師鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑。學(xué)生會(huì)產(chǎn)生類似的疑問(wèn)：“數(shù)據(jù)能在老師的手機(jī)上動(dòng)態(tài)顯示，這是如何實(shí)現(xiàn)的？”教師對(duì)問(wèn)題進(jìn)行釋義，分析其實(shí)現(xiàn)過(guò)程（如圖6）。

教師通過(guò)“農(nóng)業(yè)智能大棚”實(shí)例來(lái)體現(xiàn)“從人跑路到數(shù)據(jù)跑路”的轉(zhuǎn)變，通過(guò)“共享單車騎行軌跡數(shù)據(jù)用于交通決策”來(lái)體現(xiàn)大數(shù)據(jù)的價(jià)值挖掘。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)對(duì)“吹氣球”系統(tǒng)的分析，讓學(xué)生在掌握了相關(guān)的知識(shí)、思想與方法后，要能遷移到類似問(wèn)題的解決中。首先，通過(guò)“導(dǎo)學(xué)案”讓學(xué)生在鞏固新知的同時(shí)思考“吹氣球”系統(tǒng)的改進(jìn)方案。學(xué)生基于新知，充分發(fā)揮想象力，通過(guò)小組討論，大致能得出幾個(gè)方面的改進(jìn)思路，而這些改進(jìn)思路的背后其實(shí)是對(duì)系統(tǒng)組成與功能的再思考，如“單智能板到多智能板”是從輸入功能和用戶的角度提出的、“有線到無(wú)線”涉及傳輸功能和通信網(wǎng)絡(luò)等，這樣既鞏固了新知，又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。其次，學(xué)生對(duì)升級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐體驗(yàn)，對(duì)“升級(jí)后的系統(tǒng)在哪些方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了前面提出的改進(jìn)思路”問(wèn)題進(jìn)行思考，在此過(guò)程中，學(xué)生需要運(yùn)用前面所學(xué)的知識(shí)、思想與方法進(jìn)行分析。創(chuàng)設(shè)這樣的遷移應(yīng)用環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)到理性分析的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生掌握剖析信息系統(tǒng)的一般方法，從而突破本節(jié)課的難點(diǎn)。最后，鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師圍繞問(wèn)題進(jìn)行釋義，分析升級(jí)版系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理，同時(shí)拓展“物聯(lián)網(wǎng)”“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”等新技術(shù)的運(yùn)用，強(qiáng)化“數(shù)據(jù)”“算法”學(xué)科大概念的學(xué)習(xí)。這樣，在實(shí)現(xiàn)知識(shí)、思想與方法的意義建構(gòu)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，同步落實(shí)信息社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。

4.評(píng)價(jià)小結(jié)，拓展延伸

教師小結(jié)本課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，并讓學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。

教師播放“共享單車”信息處理過(guò)程的視頻，讓學(xué)生對(duì)其組成與功能進(jìn)行分析。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)小結(jié)和評(píng)價(jià)，鞏固本節(jié)課所學(xué)知識(shí)、思想與方法，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)信息社會(huì)中的信息系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)注與思考，總結(jié)利用信息系統(tǒng)解決問(wèn)題的思想與方法，正確理解人、信息技術(shù)和信息社會(huì)的關(guān)系。

● 教學(xué)反思

本節(jié)課從選定主題到最后成型，其間經(jīng)歷了6次試教，教學(xué)設(shè)計(jì)也是幾易其稿。最初，我遇到的困難主要有兩個(gè)方面：一是學(xué)生課前知識(shí)儲(chǔ)備不足。本節(jié)課內(nèi)容選自必修2模塊的第一章第2節(jié)，學(xué)生還不具備必修1模塊的基礎(chǔ)，也沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)信息系統(tǒng)的概念。二是學(xué)生體驗(yàn)不夠深入。依據(jù)對(duì)課標(biāo)和教材內(nèi)容的分析，本節(jié)課內(nèi)容在整個(gè)模塊中起到統(tǒng)領(lǐng)的作用，不僅要讓學(xué)生知道信息系統(tǒng)的組成與功能，還要讓學(xué)生掌握剖析信息系統(tǒng)的思想和方法，這樣才有利于學(xué)生關(guān)鍵能力和必備品格的養(yǎng)成。

經(jīng)過(guò)磨課和分析，我覺得信息系統(tǒng)對(duì)學(xué)生而言是比較抽象的，學(xué)生對(duì)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程和起到的作用不是很理解。對(duì)學(xué)生而言，知識(shí)只能從生活經(jīng)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)資源和教師講授等途徑獲取，他們對(duì)信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)仍然比較膚淺，要達(dá)到剖析生活中典型信息系統(tǒng)這一目標(biāo)還有一定距離，因此，若僅列舉生活中的一些典型信息系統(tǒng)，讓學(xué)生進(jìn)行分析和總結(jié)不太現(xiàn)實(shí)。鑒于此，我在教學(xué)中引入了“吹氣球”信息系統(tǒng)，利用硬件、軟件等搭建一個(gè)具象的信息系統(tǒng)，讓學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)、觀察和分析，理解信息系統(tǒng)的概念，知道信息系統(tǒng)的組成與功能。在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生對(duì)其改進(jìn)思路展開討論，并對(duì)升級(jí)版系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐體驗(yàn)，來(lái)進(jìn)一步掌握剖析信息系統(tǒng)的思想與方法。

整節(jié)課通過(guò)“信息系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)—信息系統(tǒng)的分析—信息系統(tǒng)的升級(jí)—信息系統(tǒng)的體驗(yàn)和比較—信息系統(tǒng)的應(yīng)用”這一系列的活動(dòng)設(shè)計(jì)，解決了最初遇到的兩個(gè)方面的困難，達(dá)成了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，在全國(guó)優(yōu)質(zhì)課評(píng)比活動(dòng)的展示中取得了較好的課堂效果。

點(diǎn)? 評(píng)

本教學(xué)設(shè)計(jì)是邵紅祥老師參加全國(guó)高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課展評(píng)時(shí)的最終定稿?！靶畔⑾到y(tǒng)的組成與功能”這一教學(xué)內(nèi)容選自新教材《信息系統(tǒng)與社會(huì)》，邵老師在設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)凸顯新課標(biāo)提出的數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)、信息社會(huì)等學(xué)科大概念，構(gòu)建起了清晰的“信息系統(tǒng)組成與功能”知識(shí)結(jié)構(gòu)。整個(gè)教學(xué)過(guò)程利用“吹氣球”系統(tǒng)從認(rèn)識(shí)到升級(jí)的過(guò)程，層層遞進(jìn)，層次清晰，注重學(xué)科思想與方法的滲透，能有效激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，很好地突出了重點(diǎn)、突破了難點(diǎn)，達(dá)成了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)了由抽象到具象、由感性到理性的轉(zhuǎn)變，較好地激發(fā)了學(xué)生的批判性思維，提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力，巧妙地將學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)落實(shí)在課堂活動(dòng)中。本節(jié)課在如何實(shí)施新課程、使用新教材、探討新教法上做了大膽嘗試，取得了較好的效果，是一節(jié)值得研究的課例。