张兵 山东省潍坊市潍城区于河街办实验中学

李永晓 山东省潍坊市教育科学研究院

郭斌 山东省潍坊第八中学

● “过程与控制”教学内容的设计背景

2022年4月，教育部颁布了《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“义教新课标”），课程内容由原来重操作、重知识的信息技术，转变成了重科学、重素养的信息科技。一线教师急需一本义教新课标指导下的信息科技指导手册来帮助其转变教学方式，落地新课标要求。

“过程与控制”内容模块属于小学5～6年级的课程内容。基于对学科教育价值的追求，“过程与控制”模块的实施对增强学生自主可控技术意识发挥着非常重要的作用，但也给新学期信息科技课程实施带来了新挑战。在义教新课标视野下进行“过程与控制”内容设计与实践研究对一线教学具有开创意义。

● “过程与控制”教学内容的规划思路

1.规划新课程形式，定位内容设计方向

义教新课标注重学生自主学习，关注学生学科核心素养的养成，所以课程形式变得至关重要，其决定了课程内容呈现形式与学生学习方式。学习手册是一种有效激发学生自主学习的创新形式，在市信息科技教研员的指导下，笔者初步确定将“学生学习手册”作为本次课程设计的内容组织形式。

2.以大单元架构内容，理清学生学习过程

学生学习手册是课程与课标落实的重要载体，在编写学习手册之前要设计一张精准的建筑图纸——“大单元架构+微项目学习”。在义教新课标指导下，采用“大单元设计”，围绕信息科技核心素养，通过大概念、大任务、大情境展开六个微项目的学习——微项目1：探究智能工作的过程；微项目2：揭秘电器的组成模块；微项目3：探索用反馈优化控制；微项目4：对比研究开关量与连续量；微项目5：设计自动控制风扇；微项目6：研讨自主可控与安全问题。

3.设计灵活的学习进程，组织有效的学习活动

基于核心素养的信息科技手册体例，将微项目学习进程确定为真实情境导入（场景人物对话）、常识问题分析（知识窗）、重点知识讲解（知识与图解）、创新问题思考（想一想）、自主评价交流（试一试）、能力拓展（练一练）等。

4.挖掘生活化实例，让学习真实有用

挖掘生活中的真实案例，更容易引发学生共鸣。在手册中结合生活实例创设了更贴近学生真实生活的案例情境，其中涉及风扇、空调、微波炉、全自动洗衣机、波轮洗衣机、智能感应灯、无人汽车等。

5.仿真技术模拟实验，降低硬件资源成本

义教新课标对学生实践操作非常重视，“过程与控制”在一定程度上对硬件的依赖更大。如何应对硬件更迭与成本问题呢？笔者选择使用零成本且较稳定的仿真平台——Linkboy，此平台能满足全体学生课堂上对硬件的需求。

6.针对学生年龄特征，手册采用“儿童化”语言描述

“过程与控制”属于5～6年级小学阶段内容，为让学生更易理解内容，提高其学习积极性，在内容描述过程中，尽量让语言“儿童化”，将生涩难懂的知识，采用打比方、举例子的形式转变为儿童语言。

7.立足生活实际学习，让学习形式丰富有趣

学习手册设计思路注重生活化、趣味化，以“开关量和连续量”为例，创设动手设计风扇的真实情境，设计微项目式研究学习，通过分解风扇—做流程图—选择硬件—自主编程—汇报展示—鼓励创新等环节，让学生在实践中创作各种“趣味”风扇，提高学生对电器的认识。

● “过程与控制”的教学内容与实施流程

微项目1：探究智能工作的过程

首先，通过“小信”和“小科”两个人物的情境对话，引出空调保持凉爽是基于过程与控制原理。

小科：小信，夏天太炎热了，除了吹风扇、吃冷饮，有没有更好的降温办法呢？

小信：小科，当然是吹空调了。设定好温度，空调就能智能自动化工作，长时间保持凉爽。你知道其中的原理吗？

通过“知识窗”，举例提出“过程与控制”的概念。分析全自动洗衣机的过程与控制（如图1），引导学生思考生活中还有哪些电器体现了过程与控制？然后，通过图解介绍过程与控制的三个环节（如图2）。

图1 生活中常见的过程与控制

图2 过程与控制的基本环节

通过“想一想”，提出问题：“根据上述材料的解释说明，这三个环节可以改变顺序吗？”引导学生理解这三个环节的逻辑顺序是不可逆的。

接着，通过“微波炉加热的秘密”和“空调制冷有诀窍”两个案例，分析过程与控制的三个环节（如图3）。最后，在课后拓展中用“电饭锅工作案例”，引导学生总结“输入—计算—输出”三个环节。

图3 对比分析加热与制冷系统过程与控制

微项目2：揭秘电器的组成模块

先由人物“小科”引发思考：电器有哪些组成模块？再用“知识窗”分析洗衣机、空调、电饭锅的主要组成模块。学生思考：你还认识哪些电器的组成模块？举例总结过程与控制的三大系统。为便于理解，借助剖面图介绍“揭秘微波炉”和“揭秘空调”两个案例。课后拓展，通过“波轮洗衣机组成模块”（如上页图4），让学生自主探究学习。

图4 洗衣机系统和模块组成

微项目3：探索用反馈优化控制

先用情境对话引出空调反馈机制。再用“知识窗”对风扇和空调的比较，突出空调反馈机制的优势。借助空调案例，引导学生思考生活中还有哪些电器体现了反馈优化。借助图解，详细分析反馈优化的全部过程（如图5）。通过“智能的冰箱”和“神奇的恒温器”两个案例分析反馈优化。最后借助材料，让学生说出冰箱和恒温器反馈控制的优点。

图5 反馈优化控制

微项目4：对比研究开关量与连续量

由真实情境引起思考：为什么台灯功能不同，档位也不同？通过图解，引发学生认识档位与“开关量”和“连续量”的关系，配合图解给“开关量”和“连续量”下定义。通过一道连线题，帮助学生巩固本课重点。在“开关连续共存”案例中用洗衣机、空调验证“开关量”和“连续量”可共存。通过空调案例讲解“开关连续可转换”，最后拓展任务完成流程图。

微项目5：设计自动控制风扇

本微项目是仿真实验课，引导学生动手实践做风扇。先分解风扇，了解结构，然后选择合适的传感器，基于Linkboy平台，通过“开关风扇显身手”和“旋钮风扇我能行”两个案例分别制作“开关量”风扇和“连续量”风扇，这样既巩固知识，又能提高解决实际问题的能力。

微项目6：探讨自主可控技术与安全问题

首先借助“无人汽车没有自主产权，受制于人”的案例，引发思考。通过“震网病毒，破坏伊朗核计划”和“乌克兰电网入侵”体现不能自主可控的危害，再通过“我国发展自主技术，曝光蜂巢病毒”和“掌握航天技术，立于不败之地”体现了自主可控的优势，引导学生思考“自主可控与安全问题”。

● “过程与控制”教学内容设计反思

1.符合义教新课标要求，体现素养导向

学习手册在编写时，注重培养学生获取信息、处理信息、表达信息的能力，以及发现问题、利用多学科资源探究并解决问题的能力，更加着重强调学生自主探究能力以及自主可控和国家安全意识的提升。

2.改善课后拓展问题，提供脚手架帮助