浙教版2023五下信息科技第8课《体验控制系统》教学设计.docxVIP

第8课《体验控制系统》教学设计

【教学内容分析】

本课是第二单元“控制系统”的总结课，通过恒温槽实验的分析与设计，理解恒温槽保持恒温的原理，进一步理解控制系统的“输入-计算-输出”三个环节，为第三单元“控制系统中的计算”做好铺垫。

【学情分析】

本课授课对象是五年级学生，通过本单元“控制系统”学习，学生对控制系统的三个环节“输入-计算-输出”有了一定的理解。本课通过观察、分析、体验和设计恒温槽实验，理解恒温槽保持恒温的原理。学生通过实验观察、分析、实践，体会控制系统在生活中的重要性，为第三单元深入学习控制系统打下基础。

【教学目标】

1.了解恒温槽实验的原理，掌握恒温槽保持恒温的机制。

2.根据恒温槽实验的原理，设计简易恒温槽实验。

3.掌握控制系统的基本组成和运行原理，提升实践能力。

重点：理解恒温槽实验的“输入-计算-输出”

难点：理解恒温槽保持恒温的原理

【教学环境及资源准备】

教师教学课件、信息科技实验板套件

【教学活动设计】

教学环节

教学过程

设计意图

一、情境入新题

1.情境导入

同学们家里都有热水器，洗澡的时候都会用到。

提问：结合你的使用体验，热水器是怎样工作？

2.引出课题

像热水器这样，当水温达到了我们设定的温度，水就不加热；当水温低于我们设定的温度，水会持续加热，直到达到设定温度。

这样的控制系统，我们称为恒温控制。

提问：你觉得还有什么电器也是恒温控制？

联结真实世界，激发解决问题的兴趣，为接下来学习做好铺垫。

二、实例析环节

理解恒温控制原理

我们以热水器为例，来分析一下控制：

提问：热水器的被控对象是谁？我们要给被控对象设定什么目标？运行过程如何判断？

同学们小组合作，思考这三个问题：

热水器被控对象：水；

设定目标：设定温度；

判断：实际水温≥设定温度，水不加热；

实际水温＜设定温度，水要加热。

提问：我们发现这里有两个温度，实际水温和设定水温，分别是如何获取的？

设定水温是我们自己设定，比如设定40度；

那实际水温怎么获取呢？（温度传感器）

通过温度传感器可以获取实时水温，要跟设定温度进行比较，还需要控制器，这样才能做到恒温控制。

由“现象”至“本质”，由“具像”至“抽象”，聚焦概念，深挖本质，增强信息意识。

像热水器恒温控制，通过温度传感器获取实时温度，通过控制模块与设定温度进行判断，是否执行加热模块。

通过本单元学习，我们已经知道一个控制系统的运作，可以抽象为三个基本环节：“输入—计算—输出”。

提问：热水器恒温控制系统的输入、计算、输出环节，具体对应哪些操作？（小组讨论）

输入：用户设定温度？

计算：控制模块判断

输出：实际水温

对于“输入-计算-输出”三个环节探究，同学们可以说说自己想法。这个“计算”过程，并不是只判断1次，是在反复判断的。

“输入”有两个层面：用户设定问题和传感器获取温度

接下来，我们就通过恒温槽实验来验证我们的分析。

三、实验探环节

实践恒温槽实验

教师提供恒温箱模型成品：加热时灯点亮，不加热灯不亮。

1.设定预期的温度r；

2.通过传感器检测实际温度f；

3.判断：

如果f＜r：加热

如果f≥r：待机

4.等待5秒；

5.通过传感器检测实际温度f；

6.判断：

如果f＜r：加热

如果f≥r：待机

7.等待5秒；

突显学生主体和实验教学，让学生经历实验全过程，凸显重点，提升学生的科学精神和探究意识。

恒温箱实验

输入

计算

输出

热水器

设定温度

1.通过传感器检测实际温度f；

2.判断：

如果f＜r：加热如果f≥r：待机3.等待5秒；

环境温度

四、拓展活概念

拓展：恒温控制系统在生活中无处不在，我们再来分析，探究它们的输入、计算、输出三个环节。

空调的制热模式与制冷模式，完成表格：

恒温控制

输入

计算

输出

制热

模式

制冷

模式

引导学生在新的情境中迁移模型，活化概念，也是在新情境中评价学生的素养表现。

五、小结促升华

提问：学了今天的课，你再来观察电器的恒温控制，有了什么新的发现呢？

引导学生以学科的眼光看世界，以学科的思维方式解决问题。