第12课 闭环控制助稳定 教案 义务教育人教版信息科技六年级全一册.docx

《第12课闭环控制助稳定》教学设计

教学内容分析

本节课是人教版（2024版）六年级的第十二课内容。

在小学六年级的信息科技学科中，引入“闭环控制”这一概念，旨在让学生理解控制系统如何通过反馈信息调整自身行为，以达到并保持预期状态或目标。闭环控制是控制理论中的重要组成部分，其原理在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。对于小学生而言，理解闭环控制不需要深入复杂的数学模型，而是通过直观、生动的实例和实践活动，让他们感受到闭环控制在提高系统稳定性、优化性能方面的作用。本课将从分析闭环控制的基本过程入手，以空调控制室内温度为例，详细阐述闭环控制系统的特点和应用，培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力以及信息社会责任。

学情分析

六年级学生已具备一定的观察力、思考力和表达能力，对周围世界充满好奇，喜欢通过实践活动来探索未知。在信息科技学习方面，他们已经掌握了计算机基本操作、简单的编程逻辑等基础知识，这为学习闭环控制提供了良好的前提条件。然而，由于闭环控制涉及一定的抽象概念和逻辑推理，对于小学生而言仍具有一定的挑战性。因此，在教学过程中，教师需要采用直观、生动的教学方式，结合具体实例和实践活动，帮助学生逐步理解闭环控制的原理和应用。

教学目标及核心素养指向

信息意识：增强学生对信息技术及其在实际生活中应用的认识，理解闭环控制在提高系统稳定性方面的重要性。

计算思维：通过分析闭环控制的过程，培养学生的逻辑思维、问题分解与解决能力。

数字化学习与创新：鼓励学生运用所学知识，尝试设计简单的闭环控制系统模型，培养其创新思维和实践能力。

信息社会责任：引导学生认识到在使用闭环控制技术时应遵循的规范和道德准则，如合理使用资源、保护环境等。

教学重难点

重点：理解闭环控制的基本过程及其在控制系统中的作用。

难点：将闭环控制的概念与具体实例相结合，分析并设计简单的闭环控制系统模型。

设计原因：重点设定是因为理解闭环控制的基本过程是学习后续复杂控制系统的基础，对于培养学生的计算思维和问题解决能力至关重要。难点设定是因为小学生抽象思维能力有限，难以直接将闭环控制的概念与复杂的控制系统相联系，并设计出具有实际意义的闭环控制系统模型。因此，需要通过具体实例和实践活动来帮助学生突破这一难点。

教学策略

情境教学法：通过创设贴近学生生活的情境，如空调控制室内温度，引导学生观察、思考和讨论，从而激发其学习兴趣和探索欲望。

直观演示法：利用多媒体、实物或模型直观展示闭环控制系统的工作过程，帮助学生建立感性认识。

互动探究法：组织小组讨论、角色扮演等互动活动，促进学生之间的交流与合作，共同解决问题。

实践操作法：安排动手实践活动，让学生亲自设计并制作简单的闭环控制系统模型，加深理解并培养其创新能力。

课前准备

课件、极域电子教室

教学过程

导入

教师活动：

展示一个简单的闭环控制系统模型（如温控风扇模型），简述其工作原理，引发学生的兴趣和好奇心。

提问：“这个系统是如何保持风扇转速稳定的？它得到了哪些信息来帮助它调整？”引导学生思考并讨论。

学生活动：

观察模型，思考教师提出的问题。

初步感知闭环控制的概念及其在保持系统稳定性方面的作用。

设计意图：

通过直观展示和提问引导，激发学生的好奇心和探索欲望，为后续学习做好铺垫。

活动1：分析闭环控制的过程（约15分钟）

教师活动：

讲解闭环控制的基本过程，包括输入、控制器、执行器、被控对象、传感器和反馈等组成部分。

利用多媒体展示闭环控制流程图，帮助学生理解各组成部分之间的关系和作用。

学生活动：

认真听讲，观察流程图，理解闭环控制的基本过程。

尝试用自己的话复述闭环控制的过程，加深理解。

设计意图:

通过讲解和展示，帮助学生建立对闭环控制过程的初步认识，为后续学习具体实例打下基础。

活动2：描述空调控制室内温度的过程（约15分钟）

教师活动：

以空调为例，详细介绍其如何通过闭环控制保持室内温度稳定的过程。

强调温度传感器作为反馈元件的重要性，以及控制器如何根据温度传感器的反馈信号调整制冷或制热功率。

学生活动：

认真听讲，结合自己的生活经验，理解空调控制室内温度的过程。

小组讨论，尝试用自己的话描述空调闭环控制的过程，并画出简单的流程图。

设计意图:

通过具体实例的分析，让学生深入理解闭环控制在实际应用中的作用，同时培养其逻辑思维和表达能力。

活动3：了解闭环控制系统的主要特点及应用（约10分钟）

教师活动：

总结闭环控制系统的主要特点，如稳定性好、精度高、适应性强等。

展示其他闭环控制系统的实例，如自动门、洗衣机、自动驾驶汽车等，让学生认识到闭环控制在现代生活中的广泛应用。

学生活动：

小组讨论，分析每个实例中闭环控制系统的组成部分和工作原理。

每位学生选择一个实例，准备简短介绍，包括它是如何工作的，以及闭