1.3 反馈控制自动浇水 教学设计（表格式）2025-2026学年8年级下《信息科技》（教科版）

第3课 反馈控制自动浇水 教学内容分析 本课重点在于将反馈控制的原理应用到自动浇水系统中，让学生完成从理论到实操的全过程学习。通过学习，学生将掌握电磁继电器和水泵的工作原理，了解继电器如何控制水泵通断，并通过编程实现土壤湿度的监测与反馈控制，达到自动浇水的效果。 学习者分析 本课的学习者为八年级学生。 （1）认知特点与学习兴趣 八年级学生认知水平逐渐提高，需要通过学习来培养思维能力，如分析问题、推理判断和归纳总结能力等。 （2）知识储备 学生在前面的学习中，已经初步了解了自动浇水系统的整体结构和闭环控制的基本概念，以及土壤温湿度传感器的使用与数据的采集处理。同时，学生已具备基本的编程能力，能够编写简单的程序验证实际问题。 （3）学习本课时可能遇到的困难 学习本课时，学生可能会在实现自动浇水的逻辑控制，特别是在不同条件下对水泵的启停控制部分产生问题，需要引导学生自主思考解决方法。 学习目标确定 （1）通过理解反馈控制的工作机制，获得对比输入与输出信号控制的基础知识，能完成自动浇水系统的反馈调节。 （2）通过对水泵和电磁继电器工作原理的学习，获得电子控制的基本技能，能实现使用继电器控制水泵启停。 （3）通过编写自动浇水控制程序，获得实现反馈控制的编程能力，能完成倒计时模拟下的水泵自动控制功能。 （4）通过实践和总结，获得控制系统的设计与调试经验，形成运用反馈控制实现自动化的能力。 教学重点和难点 （1）教学重点 理解反馈控制原理及其在自动浇水系统中的实现，掌握利用继电器控制水泵开关的编程方法。 （2）教学难点 在编程中实现自动浇水的逻辑控制，特别是在不同条件下对水泵的启停控制。 教学活动设计 教师活动 学生活动 支撑的资源 环节一 新课引入 教师活动1 情景引入：大家有没有注意到，空调的自动模式能够根据设定的温度和房间的实际温度差异，自动调整制冷或制热，并调节风速，保持室温在理想范围内。这是一种非常典型的反馈控制。 提问，引导学生发现其他具有反馈控制功能的家用电器，例如：除了空调，你们还知道哪些设备可以通过自动调节达到理想状态？自动洗衣机是如何根据水位或温度来调整洗涤过程的？我们在家中还见到过哪些设备是能够自动监测环境并调节状态的？ 请学生回答问题，根据学生的回答，引导学生总结：反馈控制的关键在于实时监测系统状态，将测得的数据与设定值对比，根据偏差调整输出。这种自我调节的机制不仅提升了设备的便捷性，还可确保设备能适应环境变化，保持理想状态。 引出本节课任务：今天，我们会将反馈控制应用到自动浇水系统中，利用土壤湿度传感器检测土壤的湿度值，主控板会将这个值和我们设定的湿度标准进行比较，如果土壤湿度低于设定值，就自动启动水泵进行浇水。 学生活动1 思考并回答问题。 和教师一起进行总结。 明确本节课任务。 PPT 活动意图说明：本活动旨在引导学生通过生活中自动化设备的实例，理解反馈控制的基本原理。通过日常场景的引入和提问，帮助学生认识到反馈控制在生活中的广泛应用以及反馈控制如何在自动化系统中实现数据感知与自我调节，为后续智能浇水系统的设计提供理论支撑。 环节二 探索反馈控制自动浇水 教师活动2 发布教材第13页的“议一议”任务，引导学生探讨更多具有反馈控制功能的家用电器：我们了解了空调的自动模式，它会对比设定的温度和实际的环境温度来自动制冷或制热，达到保持室温的目的。大家还能举出其他类似的例子吗？ 通过展示案例解释反馈控制的本质：反馈控制是一种能够让系统进行自我调节的方法，它通过将输出信息送回输入端，与设定的值对比，根据偏差来自动调整状态。例如智能浇水器可以根据湿度传感器的检测值，自动判断是否启动水泵，以保证土壤湿度 ... ...