《探秘信息系统——信息系统的 组成与功能》教学设计
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● 教材分析
本节课内容选自浙教版高中信息技术新教材必修2《信息系统与社会》第一章第2节，通过剖析具体案例，结合生活经验，让学生知道信息系统的组成要素和功能。本节课是在学生了解了信息系统的概念以后，对信息系统进行逐步深入学习的必备内容，与后续的支撑技术、系统安全以及系统搭建等内容都有非常直接的内在关系，在整个模块中起到统领的作用。
● 学情分析
学生对信息系统应用有一定的生活经验和感性体验，对其组成和功能有零星的了解，但信息系统对学生而言比较抽象，学生对信息系统的认识不够系统和深入，缺乏对信息系统的整体认知。因此，要让学生实现由抽象到具象、由感性到理性的转变，培养其批判性思维，提升其创新能力，这些都是本节课需要重点突破的方面。
● 教学目标及重难点分析
教学目标：知道信息系统的组成与功能;能够剖析典型的信息系统;通过信息系统实例的体验和探究，掌握剖析典型信息系统的一般方法;经历小组合作、自主探究，产生继续学习信息系统的学习欲望。
教学重点：信息系统的组成与功能。
教学难点：能够剖析典型的信息系统。
● 教法学法分析
本节课的教学内容有一个明显的特征，即概念多，涉及的面比较广，是后续内容的基础。本节课让学生先进行相关活动，然后根据活动结果引导学生自己归纳、总结、延伸，学生通过活动有所感悟。因此，我采用项目方法来解决重点，突破难点，并对学生的学习方法进行指导，鼓励学生采取自主探究、小组合作的学习方式，变被动为主动，在活动中理解、运用知识，领悟其中的学科思想与方法。
● 教学过程分析
1.情境创设，引入新课
教师邀请学生上讲台参加“吹气球”活动（提醒学生USB线的连接），学生向智能板上的某个点集中吹气，显示器中的“气球”会产生大小变化（如图1）。通过修改程序中的数值（由5000修改为3300，如图2），让学生经历“吹不破”到“吹破”的过程。引导学生思考：为什么“气球”会根据吹气的力度大小产生变化？最后气球是怎么被“吹破”的？
经过分析，教师指出信息系统的概念，并让学生举例说一说身边的信息系统，在此基础上揭示本节课的课题。
设计意图：创设情境，以有趣的活动引入新课，有效激发学生的参与热情与学习兴趣，促使学生进入学习状态。以“吹气球”系统为例来指出信息系统的概念，并让学生举例说一说身边的信息系统，使学生对信息系统的概念有更清晰的认识。同时，通过提醒，如USB线的连接，让学生感知到数据是通过数据线进行传递的，为后续“有线到无线”的改进做好铺垫，并通过“集中往某个点吹”引起学生对传感器的关注。通过参数值的修改过程，让学生感知到程序，便于后续系统组成的分析。
2.观察分析，学习新知
分析“吹气球”实例，教师引导学生观察处理的数据为“声音数据”。
教师根据数据流转过程的五个环节（采集—存储—传递—处理—输出），引导学生总结归纳出信息系统的五个功能（数据输入、数据存储、数据传输、数据处理、数据输出），并根据每个功能实现需要的要素组成，梳理出信息系统的组成（硬件、软件、通信网络、数据、用户）。
设计意图：“吹气球”系统为学生提供了一个具象的信息系统，有利于学生通过观察进行分析。以“数据”为抓手，将数据流转过程分解成五个环节，便于学生对系统功能进行总结与归纳，加深对数据和信息系统概念的理解，在此基础上再来梳理系统的组成，就变得非常轻松。这样，既突出了本节课的重点，又有利于渗透“将大问题分解成小问题”的模块化思想，并提炼出剖析信息系統的一般方法，为后续剖析系统做铺垫，也很好地落实了学科核心素养。
3.实践体验，迁移应用
教师通过如上页图3所示的导学案，让学生分小组讨论，完成对“吹气球”系统的功能举例和方案改进。教师总结梳理出改进思路，如图4所示。
教师提供“吹气球”系统的升级版，分小组让学生实践体验（如图5），并引导学生思考：升级后的系统在哪些方面已经实现了前面提出的改进思路？
教师鼓励学生质疑。学生会产生类似的疑问：“数据能在老师的手机上动态显示，这是如何实现的？”教师对问题进行释义，分析其实现过程（如图6）。
教师通过“农业智能大棚”实例来体现“从人跑路到数据跑路”的转变，通过“共享单车骑行轨迹数据用于交通决策”来体现大数据的价值挖掘。
设计意图：通过对“吹气球”系统的分析，让学生在掌握了相关的知识、思想与方法后，要能迁移到类似问题的解决中。首先，通过“导学案”让学生在巩固新知的同时思考“吹气球”系统的改进方案。学生基于新知，充分发挥想象力，通过小组讨论，大致能得出几个方面的改进思路，而这些改进思路的背后其实是对系统组成与功能的再思考，如“单智能板到多智能板”是从输入功能和用户的角度提出的、“有线到无线”涉及传输功能和通信网络等，这样既巩固了新知，又激发了学生的创新思维。其次，学生对升级系统进行实践体验，对“升级后的系统在哪些方面已经实现了前面提出的改进思路”问题进行思考，在此过程中，学生需要运用前面所学的知识、思想与方法进行分析。创设这样的迁移应用环节，实现由感性认识到理性分析的转变，使学生掌握剖析信息系统的一般方法，从而突破本节课的难点。最后，鼓励学生质疑，进一步激发学生的学习兴趣。教师围绕问题进行释义，分析升级版系统的实现原理，同时拓展“物联网”“大数据”“云计算”等新技术的运用，强化“数据”“算法”学科大概念的学习。这样，在实现知识、思想与方法的意义建构的同时，引导学生关注新技术的发展，同步落实信息社会责任的培养。
4.评价小结，拓展延伸
教师小结本课的学习内容，并让学生进行评价。
教师播放“共享单车”信息处理过程的视频，让学生对其组成与功能进行分析。 设计意图：通过小结和评价，巩固本节课所学知识、思想与方法，并引导学生对信息社会中的信息系统进行关注与思考，总结利用信息系统解决问题的思想与方法，正确理解人、信息技术和信息社会的关系。
● 教学反思
本节课从选定主题到最后成型，其间经历了6次试教，教学设计也是几易其稿。最初，我遇到的困难主要有两个方面：一是学生课前知识储备不足。本节课内容选自必修2模块的第一章第2节，学生还不具备必修1模块的基础，也没有学习过信息系统的概念。二是学生体验不够深入。依据对课标和教材内容的分析，本节课内容在整个模块中起到统领的作用，不仅要让学生知道信息系统的组成与功能，还要让学生掌握剖析信息系统的思想和方法，这样才有利于学生关键能力和必备品格的养成。
经过磨课和分析，我觉得信息系统对学生而言是比较抽象的，学生对信息系统的数据流转过程和起到的作用不是很理解。对学生而言，知识只能从生活经验、网络资源和教师讲授等途径获取，他们对信息系统的认识仍然比较肤浅，要达到剖析生活中典型信息系统这一目标还有一定距离，因此，若仅列举生活中的一些典型信息系统，让学生进行分析和总结不太现实。鉴于此，我在教学中引入了“吹气球”信息系统，利用硬件、软件等搭建一个具象的信息系统，让学生通过体验、观察和分析，理解信息系统的概念，知道信息系统的组成与功能。在此基础上，让学生对其改进思路展开讨论，并对升级版系统进行实践体验，来进一步掌握剖析信息系统的思想与方法。
整节课通过“信息系统的认识—信息系统的分析—信息系统的升级—信息系统的体验和比较—信息系统的应用”这一系列的活动设計，解决了最初遇到的两个方面的困难，达成了本节课的教学目标，在全国优质课评比活动的展示中取得了较好的课堂效果。
点 评
本教学设计是邵红祥老师参加全国高中信息技术优质课展评时的最终定稿。“信息系统的组成与功能”这一教学内容选自新教材《信息系统与社会》，邵老师在设计时，通过凸显新课标提出的数据、信息系统、信息社会等学科大概念，构建起了清晰的“信息系统组成与功能”知识结构。整个教学过程利用“吹气球”系统从认识到升级的过程，层层递进，层次清晰，注重学科思想与方法的渗透，能有效激发学生的自主学习、合作学习和探究学习，很好地突出了重点、突破了难点，达成了本节课的教学目标，让学生实现了由抽象到具象、由感性到理性的转变，较好地激发了学生的批判性思维，提升了学生的创新能力，巧妙地将学科核心素养的培养落实在课堂活动中。本节课在如何实施新课程、使用新教材、探讨新教法上做了大胆尝试，取得了较好的效果，是一节值得研究的课例。
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