中小学教育资源及组卷应用平台 第12课 闭环控制助稳定 教学设计 课题 闭环控制助稳定 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 闭环控制的特点。 难点 闭环控制系统工作过程示意图的绘制。 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】上节课，我们已经设计了一个具有反馈的微波炉，并绘制了它的工作过程示意图。示意图中带反馈的那段过程像一个环形，数据就在这个环形中流动。 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、分析闭环控制的过程闭环控制系统在输出端和输入端之间存在反馈，使输出对工作过程产生影响。下面来看看闭环控制的微波炉是怎样控制加热过程的。1. 设置温度 T0（阈值，即食物加热后达到的温度值，如 T0 = 45 ℃）。2. 检测装置检测食物温度，得到温度T。3. 把 T与 T0（阈值，如 45 ℃）进行比较。4. 判断：（1）如果 T < T0 ，说明食物还没加热好，输入端获得反馈数据，产生新的输入数据，继续加热；（2）否则，食物温度符合要求，微波炉停止加热。【学习活动2】二、描述空调控制室内温度的过程1. 参考闭环控a制的微波炉加热过程的描述方式，描述空调控制室内温度的过程。（1）设置一个参考温度（阈值）T0= 。（2）温度传感器检测室内温度，得到温度值 T。（3）把 T与 T0 。（4）判断：如果 ， ；如果 ，空调停止降温（升温）。2. 绘制空调控制室内温度的算法流程图。【学习活动3】三、了解闭环控制系统的主要特点及应用以小组为单位，上网搜索资料，了解闭环控制系统主要有哪些特点，在我们生活中有哪些应用。 听讲、思考、讨论 教师通过讲授课程内容，向学生传授知识。学生通过听讲和观察，学习基础知识。另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。 课堂练习 思考并回答 培养学生分析问题及语言表达能力；根据学生的答题情况实时掌握其知识的掌握情况。 课堂小结 知识回顾 对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。 拓展与提升 【课后延展】学校一般会配备自动加热的饮水机，保证学生喝到温开水。以小组为单位，围绕以下问题开展探究活动。（1）适宜人们直接饮用的水温是 ... ...
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