义务教育版（2024）六年级全一册信息科技 第10课 开环控制应用广 教案.docxVIP

课题

开环控制应用广

单元

第三单元

学科

信息科技

年级

六年级

教材分析

【学情分析】

通过控制，各种设备能按预先设置的规则进行工作，达到人们期望的目标。例如，为了实现对室内温度的控制，可以利用空调自动调节室内的温度；为了实现对汽车速度的控制，可以人工控制加速踏板和制动踏板，让汽车加速、减速或停止；为了实现对土壤湿度的控制，在土壤干燥时自动打开灌溉器。人工控制和自动控制是什么？各自的特点是什么？为什么有的系统具有自动调节的功能？本单元将引领学生探究控制系统中的这些问题。

本单元主要对应课程标准中“通过分析具体案例，了解反馈是过程与控制中的重要手段，初步了解反馈对系统优化的作用”和“通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算”这两条内容要求。在教学内容处理上，首先引入学生比较熟悉的人工控制和自动控制案例，然后分析开环控制的过程，由开环控制不能满足的需求引出反馈和闭环控制，引导学生思考，培养他们的创新能力。

【内容结构】

学习

目标

1.信息意识：结合生活中的案例，了解人工控制和自动控制的特点以及应用，增强信息意识。

2.计算思维：通过分析空调等控制系统案例，了解闭环控制的特点以及应用，感受反馈对控制系统的优化。

3.数字化学习与创新：通过设计具有反馈的控制系统，分析其工作过程，进一步树立创新意识，增强计算思维能力和创新能力。

4.信息社会责任：认识到按规则和规范使用控制系统是保障控制系统安全的前提。

重点

开环控制的特点。

难点

开环控制系统工作过程示意图的绘制。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

激趣导入

【激趣导入】

小智设定每天早上7点闹钟响，提醒自己起床。爸爸用洗衣机洗衣服，他选定洗衣模式并启动，洗衣机就按规定程序工作直到结束。

思考、注意

引发学生思考，吸引学生的注意力。

学习活动

【学习活动1】一、分析开环控制的特点

1.根据下面这段描述，按“输入—计算—输出”的计算模式补充洗衣机工作过程示意图。

爸爸选择“标准模式”，然后按“启动”按钮，洗衣机开始运转，最后发出嘀嘀的蜂鸣声，提示洗衣结束。

2.回答以下问题。

（1）洗衣机的工作过程是否从开始到结束，都按设定的程序执行？

（2）如果爸爸发现衣服洗得不够干净，还想用洗衣机洗，是否只能重新设置模式，让洗衣机再执行一遍洗衣流程？

【学习活动2】二、绘制并分析电风扇的工作过程

人们接通电源，然后选择风速挡位，电风扇就会按预定的模式转动起来。

1.绘制电风扇工作过程示意图。

2.小组讨论：如果人们觉得降温效果不明显，电风扇能感知这个信息并重新选择合适的挡位转动吗？

一般来说，开环控制系统的结构比较简单，不需要对输出结果进行检测；其操作往往也比较简单。很多开环控制系统的工作过程都是厂家设定好的，它产生的结果也基本是固定的，人们只需控制输入，就可以得到预定的输出。

因为开环控制系统没有自我调节和修正的能力，因此，在工作过程的任何环节受到干扰时，输出的结果都会出现偏差，最终无法实现预期的系统功能。

开环控制系统普遍存在于人们日常生活中，如台灯、电风扇、电烤箱、微波炉、电饭锅、定时红绿灯、定时浇灌系统等。

【学习活动3】三、分析生活中开环控制应用的案例

参照以下表格，列举生活中2~3个开环控制系统，分析其控制过程中的输入与输出（表格中给出两个案例供参考）。

听讲、思考、讨论

教师通过讲授课程内容，向学生传授知识。学生通过听讲和观察，学习基础知识。

另外，通过提问的方式引发学生思考，培养其思考和解决问题的能力。

课堂练习

思考并回答

培养学生分析问题及语言表达能力；根据学生的答题情况实时掌握其知识的掌握情况。

课堂小结

知识回顾

对课堂知识进行总结和梳理，帮助学生更好地理解和掌握所学内容。

拓展与提升

【课后延展】

1.补充微波炉加热食物的工作过程示意图。

2.设置机器人运动的各项参数，让它走出正多边形（如正方形、正六边形等）的轨迹。阅读程序，设置参数，运行程序，最后分析程序的执行过程，观察它是否具备开环控制的特点。

接收并记录作业

让学生通过课外作业的形式复习、巩固所学内容，强化对所学知识的掌握。