义务教育版（2024）六年级全一册信息科技 第12课 闭环控制助稳定 教案.docxVIP

课题

闭环控制助稳定

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

闭环控制的特点。

难点

闭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】

上节课，我们已经设计了一个具有反馈的微波炉，并绘制了它的工作过程示意图。示意图中带反馈的那段过程像一个环形，数据就在这个环形中流动。

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、分析闭环控制的过程

闭环控制系统在输出端和输入端之间存在反馈，使输出对工作过程产生影响。

下面来看看闭环控制的微波炉是怎样控制加热过程的。

1.设置温度T0（阈值，即食物加热后达到的温度值，如T0=45℃）。

2.检测装置检测食物温度，得到温度T。

3.把T与T0（阈值，如45℃）进行比较。

4.判断：

（1）如果TT0，说明食物还没加热好，输入端获得反馈数据，产生新的输入数据，继续加热；

（2）否则，食物温度符合要求，微波炉停止加热。

【学习活动2】二、描述空调控制室内温度的过程

1.参考闭环控a制的微波炉加热过程的描述方式，描述空调控制室内温度的过程。

（1）设置一个参考温度（阈值）T0= 。

（2）温度传感器检测室内温度，得到温度值T。

（3）把T与T0 。

（4）判断：如果 ， ；如果 ，空调停止降温（升温）。

2.绘制空调控制室内温度的算法流程图。

【学习活动3】三、了解闭环控制系统的主要特点及应用

以小组为单位，上网有哪些信誉好的足球投注网站资料，了解闭环控制系统主要有哪些特点，在我们生活中有哪些应用。

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】

学校一般会配备自动加热的饮水机，保证学生喝到温开水。以小组为单位，围绕以下问题开展探究活动。

（1）适宜人们直接饮用的水温是多少摄氏度？学校饮水机保持的温度是多少摄氏度？

（2）影响饮水机加热效果的因素有哪些？

（3）这台饮水机使用什么检测装置？获得什么反馈？

（4）在虚拟仿真工具中运行自动加热饮水机，观察它的工作过程，然后阅读程序，绘制它的工作过程示意图。

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。