第2单元第1课《探究控制系统的典型环节》教案【桂科版】《信息科技》六年级上册

中小学教育资源及组卷应用平台 第2.1课《探究控制系统的典型环节》教学设计 课题 探究控制系统的典型环节 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 六年级 核心素养目标 信息意识：学生能熟知控制系统的典型环节具体内容，在复杂的网络环境中，能快速甄别有价值的学习、文化信息。计算思维：面对不同领域中控制系统分析问题，能像算法解题一样，精准分析，迅速熟悉输入、计算、输出三个经典环节。数字化学习与创新：结合具体的案例，能够分析控制系统的运作模式和原理，提高创新能力。信息社会责任：学习控制系统时，需要注意技术应用的伦理问题，如在工业自动化中确保人类安全，不滥用技术，保护个人数据隐私等。 教学重点 明确计算机控制系统的三大典型环节。 教学难点 结合具体的案例，能够分析控制系统的运作模式和原理。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 第2.1课 探究控制系统的典型环节1、观看视频。2、活动背景：壮壮和妈妈外出归来，乘坐电梯时按下他们家所在的楼层号，电梯内部通过计算发出指令，把壮壮和妈妈送到指定楼层;回到家中，妈妈手动打开家里照明灯的开关，内部电路接通，灯马上就亮了;壮壮用遥控器打开电视机，输入广西卫视的频道号码，电视机接收到信号并进行处理，屏幕上立即显示广西卫视播放的节目。这些控制过程的实现往往要经过若干个环节，这些环节具体都是什么呢 课程新知导入。 帮助学生初步理解本课研究内容。 讲授新课 新知讲解：一、想一想如果把开关灯的控制过程进行分解，可以分为哪几个环节 下面是小美和壮壮的结论，你认为谁的结论更合理 为什么 小美：1.打开或关闭电灯开关。2.电灯亮或灭。壮壮：1.打开或关闭电灯开关。2.内部线路接通或断开。3.电灯亮或灭。合理结论壮壮的结论（3个环节）理由1. 包含用户操作层（开关动作）2. 体现控制系统的中间处理环节（线路通断）3. 完整反映从输入到输出的物理变化过程，符合控制系统三环节特征打开或关闭电灯开关，这个环节称为输入;内部线路的接通或断开，这个环节称为计算;电灯亮或灭，这个环节称为输出。输入、计算和输出是控制系统的三个典型环节。通过反馈调整系统输出负反馈：通过不断将输出信号反馈到输入端，调节控制器输出，使得系统稳定，并减少外部扰动的影响。负反馈有助于减小偏差，提高精度。正反馈：正反馈在特定应用中（如增益调节）也有作用，但容易导致系统不稳定，通常不适用于精确控制。PID控制：反馈机制是PID控制的核心，通过不断调整比例、积分和微分量来优化系统的稳定性和精度。二、连一连全自动洗衣机通过在电脑板上预先设定好程序，不同的程序对应不同的洗衣模式。洗衣时，用户选择其中一种模式，启动洗衣机开关，洗衣机就会自动识别，控制水位，并精准完成浸泡、漂洗、脱水、排水等功能，洗衣完成后自动停止并由蜂鸣器发出响声。在全自动洗衣机的整个控制过程中，也经历输入、计算和输出三个典型环节。请将三个典型环节和具体内容用线连接起来。三、案例分析在交通领域，磁悬浮列车能利用磁悬浮力使列车与导轨脱离，减少摩擦，从而提高车速。在此过程中，列车的控制系统会接收来自传感器的间隙、电流等输入信号，通过计算使列车和轨道之间保持稳定的间隙。在农业领域，温室大棚的控制系统会实时监测环境中光照、温度湿度等数据，然后与所需数据进行对比，根据计算结果实现按需灌溉照明等，提高农产品的质量和产量。选择其中的一个领域，了解其控制系统是如何实现监控的，分析输入、计算、输出三个典型环节的具体内容。控制系统输入环节计算环节输出环节温室环境控制传感器采集温度/湿度/光照数据中央处理器对比预设参数，计算需调节量自动开启通风/灌溉/补光设备智能灌溉系统土壤湿度传感器数据根据 ... ...