第2单元第3课《系统功能与控制》教案【黔教版】《信息科技》六年级上册

中小学教育资源及组卷应用平台 第3课《系统功能与控制》教学设计 课题 系统功能与控制 单元 第二单元 学科 信息科技 年级 六年级上 核心素养目标 信息意识：能感知系统控制场景中的信息需求，如识别难控系统的关键影响因素，主动获取调控所需数据。计算思维：用算法化思维拆解系统动态控制过程，如将调节步骤转化为可执行的逻辑流程，分析控制变量间的关系。数字化学习与创新：借助数字化工具模拟系统动态控制，创新调控方案，验证不同策略的效果。信息社会责任：在设计系统控制方案时，考虑伦理与安全，如确保调控过程不泄露数据、不对他人或环境造成负面影响。 教学重点 1、认识系统功能与控制。 教学难点 1、结合具体事例了解系统的功能可以控制，并且是一种动态的调节过程。 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课 板书课题。1、新知导入观看视频人们创造了很多人工系统。只有有效地控制这些人工系统，才能更好地发挥系统的功能，从而实现开发系统的目标。但有的系统并不好控制。 学习新知引入，观看教学视频。 结合具体实际自然引入课题，将学生的注意吸引到课堂。 讲授新课 新知讲解：一、系统的功能可以控制活动一：感受人工系统的控制分析图 2-3-1 中的人工系统，思考下列问题：（出示图片）1.智能水壶的烧水功能需要控制吗 答：需要。需控制加热功率和时长，水沸后自动断电，避免干烧或烧过头。2.无人机是如何完成起飞、转向、平飞等功能的 答：通过遥控器发送指令，无人机调节电机转速：升力大于重力时起飞，调整不同电机转速差实现转向，转速稳定时平飞。3.仿真机械手是如何抓取实物的 答：通过传感器感知实物位置、形状，控制器接收信号后驱动关节电机，调整手指角度和力度，平稳包裹并抓取实物。智能水壶通过在系统中的程序控制，实现了全自动加水、烧水功能;无人机借助遥控器传输指令，控制飞行状态;仿真机械手通过人工智能技术，控制抓取的动作。以上这些系统功能的实现，都需要提前或者实时地为系统输人控制指令。拓展阅读生活中有的系统并不好控制，比如：大型电网系统：需平衡多区域用电负荷，用户用电需求实时波动，且发电端（如风电、光伏）受天气影响大，控制难度高。城市交通系统：涉及海量车辆、行人及路口，交通流量随时间、事件动态变化，难以精准协调各路段通行效率。这说明系统控制受多因素影响，如内部结构复杂、外部干扰多，且控制需动态适配，并非所有系统都能按预设精准调控，需结合实际优化策略。小科提示：空调的自我调节过程原理很简单：空调先接收设定温度指令，温度传感器实时检测室温，与设定值对比，温差大时强运行，温差小时弱运行，达标后停机，波动后再启动。二、系统的控制是动态的调节过程活动一：观察空调的自我调节过程打开空调，设定温度，观察空调工作时声音、指示灯、风量的变化，思考下面的问题:1.设定温度后，空调一直以同样的状态工作吗 它的工作过程有什么变化 答：不是。室温未达设定值时高强度运行，达标后停机，室温波动后再启动，反复循环。2.当房间温度发生较大变化时，如打开房门或窗户，空调的工作状态有变化吗 答：有变化。开门窗导致室温骤升 / 降，传感器检测到温差增大，空调会重新启动并高强度运行，直至室温回归设定值。3.空调工作状态发生改变后，能够再次回到原来的稳定状态吗 答：能。当空调因室温波动（如开门窗）改变工作状态（从停机转为运行），其温度传感器会持续监测室温，待室温降至或升至设定值时，控制器会指令压缩机等核心部件停止工作，空调再次回到 “室温稳定、低功耗” 的稳定状态，该过程会随室温波动反复进行。系统有输人和输出环节，这意味着系统与外界环境发生着物质与能量的交换。空调系统通过与外界交换物质能量， ... ...