資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第1課　自動控制系統(tǒng)
教材分析：
控制系統(tǒng)越來越先進，已經(jīng)實現(xiàn)了自動控制，使控制效果越來越精準(zhǔn)，控制方式越來越便捷。自動控制系統(tǒng)能實現(xiàn)精準(zhǔn)且復(fù)雜的控制，主要是因為計算機在其中起到了積極的作用。本節(jié)課作為本單元的第一課，旨在進一步明確學(xué)科的特性，體現(xiàn)利用計算機解決問題的優(yōu)點。
本課主要包括“常見的自動控制系統(tǒng)”和“計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用”兩部分內(nèi)容。為了銜接五下控制系統(tǒng)的內(nèi)容，本課從常見的控制系統(tǒng)過渡到不需要人為干預(yù)的自動控制系統(tǒng)。
本節(jié)課非常重要，它不僅是本單元的開篇之作，也是學(xué)生了解控制系統(tǒng)和計算機在其中的作用的入門課程。作為第一課，要引導(dǎo)學(xué)生分析具體案例，找到其中存在的自動控制系統(tǒng)，明晰計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用，為后續(xù)學(xué)習(xí)控制的形態(tài)、反饋以及計算機實現(xiàn)和優(yōu)化反饋系統(tǒng)打下堅實的擠出機，同時也培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。
預(yù)設(shè)教學(xué)目標(biāo)：
1. 通過對案例的分析，了解常見的自動控制系統(tǒng)的基本概念和組成，認(rèn)識生活中常見的自動控制系統(tǒng)。
2. 通過對自動控制系統(tǒng)特點的分析，進一步理解自動控制系統(tǒng)中計算機的輸入、計算、輸出三個典型環(huán)節(jié)，理解計算機在控制系統(tǒng)中的作用。
3. 學(xué)生能夠通過觀察、分析和實踐，培養(yǎng)自己的動手能力和解決問題的能力，提高自身的信息素養(yǎng)。
預(yù)設(shè)教學(xué)重點：
了解和識別生活中常見的自動控制系統(tǒng)。
預(yù)設(shè)教學(xué)難點：
理解自動控制系統(tǒng)中計算機發(fā)揮的作用。。
預(yù)設(shè)教學(xué)課時：
1課時
預(yù)設(shè)教學(xué)準(zhǔn)備：
學(xué)習(xí)單、極域電子教室、教學(xué)課件等
預(yù)設(shè)教學(xué)過程：
一、課堂導(dǎo)入
【活動】
1. 觀看這兩段視頻，回答問題。
教師播放兩段視頻，學(xué)生觀看。
提問：這兩種水龍頭的最大區(qū)別在哪里？
【第一種是人工控制，第二種是自動感應(yīng)】
2.是的，對某個事物，通過若干環(huán)節(jié)實現(xiàn)管理或控制，這些環(huán)節(jié)或模塊就構(gòu)成了一個控制系統(tǒng)。比如，開關(guān)控制電燈，打開開關(guān)電燈亮起，關(guān)閉開關(guān)，電燈熄滅，當(dāng)然還可以用過感應(yīng)人體、感應(yīng)亮度、感應(yīng)聲音等來自動控制電燈的亮與滅，這些我們就稱為自動控制系統(tǒng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的進步，出現(xiàn)了自動控制技術(shù)，它能使系統(tǒng)朝著人們預(yù)期的目標(biāo)自動運行。
3. 生產(chǎn)生活中有很多自動控制系統(tǒng)，如左圖所示：地鐵的自動運行等，它們?yōu)槿祟惿鐣陌l(fā)展提供了便利。
4.揭題
今天這節(jié)課我們就一起來學(xué)習(xí)第1課：自動控制系統(tǒng)。
二、建構(gòu)新知
【認(rèn)識自動控制系統(tǒng)】
1. 任務(wù)一：走進生活，感知自動控制系統(tǒng)
填一填，下面這些設(shè)備哪些是具有自動控制系統(tǒng)的？它們是怎么自動工作的？
我認(rèn)為有自動控制系統(tǒng)的有[填序號]： 。
我選擇： ，它是這樣工作的： 。[選擇其中一個自動控制設(shè)備，簡單說明它的工作原理]
2.學(xué)生進行練習(xí)，并進行反饋交流。
全自動洗衣機：它是這樣工作的： 當(dāng)選擇好洗滌模式后，按下開始按鈕，洗衣機會自動清洗里面的衣物 。
自動扶手電梯：它是這樣工作的： 當(dāng)感應(yīng)到有人經(jīng)過乘電梯時，扶梯自動運行；當(dāng)感應(yīng)到?jīng)]人的時候，扶梯暫停運行 。
煙霧報警器：它是這樣工作的： 當(dāng)檢測到煙霧時，會通過警報器產(chǎn)生大聲的警報聲，有些煙霧警報器還會同時亮起紅色燈吸引人們注意 。
3. 想一想，除了我們提到的自動控制系統(tǒng)，你還知道其他的有自動控制系統(tǒng)的設(shè)備嗎？
學(xué)生回答，課件出示。
4.觀看視頻，加深對自動控制系統(tǒng)的進一步了解。
這些設(shè)備有一個自己的系統(tǒng)，能在沒人的控制下自動運行，就是“自動控制系統(tǒng)”。
自動控制系統(tǒng)就是在沒人干預(yù)的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程按預(yù)期的目標(biāo)自動運行的系統(tǒng)。
5.小練習(xí)：請你來選擇
找出存在自動控制系統(tǒng)的場景。
6. 自動控制系統(tǒng)中自動控制能力是哪里來的呢？
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機參與的自動控制系統(tǒng)越來越普遍，給人們的生活帶來了極大的便利。
觀看視頻——什么是計算機參與的自動控制系統(tǒng)。
隨著科技的進步發(fā)展，計算機參與的自動控制系統(tǒng)越來越普遍，甚至取代和優(yōu)化了自動控制系統(tǒng)中的控制裝置設(shè)備。
【計算機參與的自動控制系統(tǒng)】
1.計算機是怎樣讓這些設(shè)備實現(xiàn)自動化控制的？
以“聲控?zé)簟睘槔?br/>任務(wù)二：實踐模擬，體會作用
打開桌面上的“聲控?zé)裟M”，想一想設(shè)置怎樣的條件，能夠?qū)崿F(xiàn)有聲音的時候燈就會亮起來一段時間？
學(xué)生操作，并反饋交流。
2. 想一想，這樣的設(shè)置是怎樣的效果？如果白天光線好不需要亮燈，光線暗時才亮燈，需要增加什么？（光線傳感器）增加了光線傳感器，我們還需要增加哪些指令？
這樣有什么好處？【實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的控制，更加經(jīng)濟】
通過給控制器編寫指令，我們可以發(fā)現(xiàn)計算機對自動控制系統(tǒng)起到很大的作用。計算機是自動控制系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，它可以實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、可靠的控制功能，從而提高系統(tǒng)的效率和精度。
【計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用】
1.觀察左邊兩個農(nóng)場里的灌溉系統(tǒng)，請你將控制自動灌溉的控制器和相應(yīng)功能進行連線 。
提問：它們的不同之處?！局腔坜r(nóng)場的系統(tǒng)更智能化、功能更復(fù)雜等區(qū)別。】
2.你知道智慧農(nóng)場除了實現(xiàn)分類灌溉，還能利用計算機實現(xiàn)什么控制？
觀看視頻。
看來計算機參與計算的自動控制系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能和目標(biāo)越來越復(fù)雜，自動控制系統(tǒng)也因此越來越智能，計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在兩個方面：
（1）利用計算機指令能實現(xiàn)更精準(zhǔn)、更復(fù)雜的控制；
（2）利用計算機指令能實現(xiàn)智能的控制方式，使系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整更加方便。
（3）計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用還體現(xiàn)在實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳遞等方面。
2. 教師肯定回答，并給出生活中的例子:
自動駕駛汽車可以檢測路況并決策，控制更復(fù)雜。
計算機可以控制機床自動運行，控制飛機完成復(fù)雜的任務(wù)。
3.如今很多家庭也都進入了智能控制模式，智能家居的出現(xiàn)，就是計算機參與的自動控制系統(tǒng)在人們生活中最普遍的應(yīng)用。
任務(wù)三：創(chuàng)新設(shè)計，暢想智能家居
如果現(xiàn)在有機會讓你設(shè)計自己的家，你認(rèn)為家里要購買哪些帶有自動控制系統(tǒng)的設(shè)備，能讓家更加時尚，更加舒適？
4.播放智能家居的視頻。
智能家居在保持傳統(tǒng)設(shè)備功能的基礎(chǔ)上，擺脫了被動模式，成為具有能動性的智能化現(xiàn)代工具，使得人們能夠更加智能地控制家庭設(shè)備和享受更加舒適便捷的生活體驗。
五、課堂小結(jié)，結(jié)束課堂
通過今天的學(xué)習(xí)，我們相信在不遠的將來，自動控制技術(shù)將受到人們越來越多的重視，人類將不斷地從重復(fù)的機械式活動中解放出來，將自動控制系統(tǒng)運用到生活和工作的方方面面，人們的生活將越來越智能化和科技化。
【課后反思】
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)(共22張PPT)
這兩種水龍頭的最大區(qū)別在哪里？
人工控制
自動感應(yīng)
觀看這兩段視頻，回答問題。
控制系統(tǒng)
對某個事物，通過若干環(huán)節(jié)實現(xiàn)管理或控制，這些環(huán)節(jié)或模塊就構(gòu)成了一個控制系統(tǒng)。
自動控制系統(tǒng)
隨著科學(xué)技術(shù)的進步，出現(xiàn)了自動控制技術(shù)，它能使系統(tǒng)朝著人們預(yù)期的目標(biāo)自動運行。
生產(chǎn)生活中有很多自動控制系統(tǒng)，如左圖所示：地鐵的自動運行等，它們?yōu)槿祟惿鐣陌l(fā)展提供了便利。
▲【 來源： 北京日報副刊 2021-08-19 】
執(zhí)教者：
我認(rèn)為有自動控制系統(tǒng)的有[填序號]： 。
我選擇： ，它是這樣工作的： 。[選擇其中一個自動控制設(shè)備，簡單說明它的工作原理]
①
②
③
任務(wù)一：走進生活，感知自動控制系統(tǒng)
填一填，下面這些設(shè)備哪些是具有自動控制系統(tǒng)的？它們是怎么自動工作的？
它是這樣工作的： 當(dāng)選擇好洗滌模式后，按下開始按鈕，洗衣機會自動清洗里面的衣物 。
①
全自動洗衣機
它是這樣工作的： 當(dāng)感應(yīng)到有人經(jīng)過乘電梯時，扶梯自動運行；當(dāng)感應(yīng)到?jīng)]人的時候，扶梯暫停運行 。
自動扶手電梯
②
它是這樣工作的： 當(dāng)檢測到煙霧時，會通過警報器產(chǎn)生大聲的警報聲，有些煙霧警報器還會同時亮起紅色燈吸引人們注意 。
煙霧報警器
③
想一想，除了我們提到的自動控制系統(tǒng)，你還知道其他的有自動控制系統(tǒng)的設(shè)備嗎？
【自動感應(yīng)門】
【空調(diào)】
【掃地機器人】
【電飯煲】
這些設(shè)備有一個自己的系統(tǒng)，能在沒人的控制下自動運行，就是“自動控制系統(tǒng)”。
認(rèn)識自動控制系統(tǒng)
一
自動控制系統(tǒng)就是在沒人干預(yù)的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程按預(yù)期的目標(biāo)自動運行的系統(tǒng)。
【全自動干手機】
【水箱水位自動控制】
認(rèn)識自動控制系統(tǒng)
一
小練習(xí)：
自動控制系統(tǒng)中自動控制能力是哪里來的呢？
自動控制系統(tǒng)
輸入
輸出
控制器
執(zhí)行器
認(rèn)識自動控制系統(tǒng)
一
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機參與的自動控制系統(tǒng)越來越普遍，給人們的生活帶來了極大的便利。
認(rèn)識自動控制系統(tǒng)
一
空調(diào)自動控制系統(tǒng)，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的程序，通過各種傳感器采集房間內(nèi)的溫度、濕度等參數(shù)，然后通過計算機自動調(diào)節(jié)房間內(nèi)的溫度，創(chuàng)造一個舒適的溫度環(huán)境。
定速巡航系統(tǒng)也是通過計算機來智能地調(diào)整車速，并且能正確適應(yīng)各種道路狀況和車輛行駛狀態(tài)，使駕駛的汽車更加安全，更加省油。
認(rèn)識自動控制系統(tǒng)
一
條件設(shè)置？
功能模塊？
任務(wù)二：實踐模擬，體會作用
打開桌面上的“聲控?zé)裟M”，想一想設(shè)置怎樣的條件，能夠?qū)崿F(xiàn)有聲音的時候燈就會亮起來一段時間？
任務(wù)二：實踐模擬，體會作用
想一想，這樣的設(shè)置是怎樣的效果？如果白天光線好不需要亮燈，光線暗時才亮燈，需要增加什么？
計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用
二
定時器
計算機
定時自動灌溉
根據(jù)土壤水分含量實現(xiàn)自動灌溉，更具種植的農(nóng)作物品種實現(xiàn)分類灌溉。
觀察左邊兩個農(nóng)場里的灌溉系統(tǒng)，請你將控制自動灌溉的控制器和相應(yīng)功能進行連線 。
普通農(nóng)場灌溉系統(tǒng)
智慧農(nóng)場灌溉系統(tǒng)
計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用
二
計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用
二
計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用主要體現(xiàn)在：
①更精準(zhǔn)、更復(fù)雜的控制；
②智能控制，更方便；
③實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳遞。
計算機在自動控制系統(tǒng)中的作用
二
任務(wù)三：創(chuàng)新設(shè)計，暢想智能家居
如果現(xiàn)在有機會讓你設(shè)計自己的家，你認(rèn)為家里要購買哪些帶有自動控制系統(tǒng)的設(shè)備，能讓家更加時尚，更加舒適？
購物清單
□智能鎖 □智能燈控 □電動窗簾 □空氣凈化器
□中央空調(diào) □新風(fēng)系統(tǒng) □洗衣機 □電視機
□沙發(fā) □掃地機器人 □煙霧報警器 □書桌
□冰箱 □衣柜 □茶幾 □微波爐
我還想要補充的有： 。
這些設(shè)備可以通過 進行遠程或智能控制。
智能家居生活
智能家居在保持傳統(tǒng)設(shè)備功能的基礎(chǔ)上，擺脫了被動模式，成為具有能動性的智能化現(xiàn)代工具，使得人們能夠更加智能地控制家庭設(shè)備和享受更加舒適便捷的生活體驗。
舉例
自動控制
控制器
計算機
無人駕駛、定速巡航、自動感應(yīng)門、自動烘干機……
更精準(zhǔn)、更復(fù)雜
智能控制，更方便
實時監(jiān)控
數(shù)據(jù)傳遞

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