中小学教育资源及组卷应用平台 第9课 从人工到自动化 教学设计 课题 从人工到自动化 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级 教材分析 【学情分析】通过控制，各种设备能按预先设置的规则进行工作，达到人们期望的目标。例如，为了实现对室内温度的控制，可以利用空调自动调节室内的温度；为了实现对汽车速度的控制，可以人工控制加速踏板和制动踏板，让汽车加速、减速或停止；为了实现对土壤湿度的控制，在土壤干燥时自动打开灌溉器。人工控制和自动控制是什么？各自的特点是什么？为什么有的系统具有自动调节的功能？本单元将引领学生探究控制系统中的这些问题。本单元主要对应课程标准中“通过分析具体案例，了解反馈是过程与控制中的重要手段，初步了解反馈对系统优化的作用”和“通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算”这两条内容要求。在教学内容处理上，首先引入学生比较熟悉的人工控制和自动控制案例，然后分析开环控制的过程，由开环控制不能满足的需求引出反馈和闭环控制，引导学生思考，培养他们的创新能力。【内容结构】 学习目标 1. 信息意识：结合生活中的案例，了解人工控制和自动控制的特点以及应用，增强信息意识。 2. 计算思维：通过分析空调等控制系统案例，了解闭环控制的特点以及应用，感受反馈对控制系统的优化。3. 数字化学习与创新：通过设计具有反馈的控制系统，分析其工作过程，进一步树立创新意识，增强计算思维能力和创新能力。4. 信息社会责任：认识到按规则和规范使用控制系统是保障控制系统安全的前提。 重点 人工控制和自动控制的特点。 难点 自动控制的过程分析。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 激趣导入 【激趣导入】用普通的烧水壶在燃气灶上烧水时，等水开了，需要人手动关闭燃气；用电热水壶烧水时，只需人按下开关接通电源，水开了电热水壶会自动断开电源。 思考、注意 引发学生思考，吸引学生的注意力。 学习活动 【学习活动1】一、分析两种控制方式的主要特点1. 在燃气灶上烧水时，接通和断开燃气灶开关都需要人操作吗？ 2. 用电热水壶烧水时，接通电源开关，是人操作的吗？水烧开后，是人断开电源还是电热水壶自动断电？3. 人工控制的主要特点是什么？自动控制的主要特点是什么？日常生活中，还有很多人工控制的案例。例如，骑自行车想加速，就要高频率踩脚踏板，想减速就低频率踩脚踏板；室内光照不足，需要人开灯，光照过足需要人关灯；夏天吹电风扇，感到热就调高转速，感到凉就调低转速；在游泳池里设定一个水量标记，水量低于标记就往里注水，水量超过标记就停止注水……我们现在使用的一些电气设备，具备自动控制功能。这些设备在工作时，有些过程不需要人的干预就能完成。例如，用电热水壶烧水，人们不需要关注水何时烧开，因为这个水壶具备自动控制（关闭电源）的功能。【学习活动2】二、分析生活中人工控制的案例补充表格，列举生活中一些场景里包含的人工控制案例，体验现实生活中人工控制的过程。【学习活动3】三、分析空调控制室温的过程1. 天气炎热，请描述用遥控器启动空调并让室温变为 26 ℃的过程。 2. 设置风速大小、温度高低，是人工控制吗？3. 空调让室温由高变低的过程是自动控制吗？4. 根据下面这段描述，你能用箭头和文字描述空调自动控制室温的示意图吗？试试看。夏天开空调前，室内温度是 30 ℃，我们希望降为 26 ℃，于是通过遥控器设定 26 ℃为标准温度（阈值），空调开始制冷；当空调检测到室内温度降为 26 ℃时，空调停止制冷；检测到室温上升，空调又开始制冷…… 听讲、思考、讨论 教师通过讲授课程内容，向学生传授知识 ... ...
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