資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
第 5 課 《控制系統(tǒng) 三個環(huán)節(jié)》教學(xué)設(shè)計
【教學(xué)內(nèi)容分析】
本單元是一場立足于以控制系統(tǒng)，揭秘控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的體驗(yàn)分析之旅，本單元上接生 活中系統(tǒng)的觸摸體驗(yàn)，下接控制系統(tǒng)中的計算深入探究，架起了從理解走向構(gòu)造的橋梁。本 課在整個單元中起著承上啟下的作用，學(xué)生在本課認(rèn)識控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)“輸入- 計算-輸出 ”三個環(huán)節(jié)的分析，為后續(xù)進(jìn)一步學(xué)習(xí)更為復(fù)雜的“控制系統(tǒng)的輸入 ”、“控制 系統(tǒng)的輸出 ”埋下伏筆。
【學(xué)情分析】
本課授課的對象是五年級學(xué)生，他們具有一定的信息獲取能力，經(jīng)過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，已 初步感知生活中的控制系統(tǒng)，對生活的控制系統(tǒng)有初步認(rèn)識，但尚未具體分析過控制系統(tǒng)的 組成，對其可抽象為“輸入-計算-輸出 ”三個基本環(huán)節(jié)尚不明晰。學(xué)生可能對真實(shí)案例中的 某個控制系統(tǒng)，找到其存在的輸入、計算、輸出存在遺漏、混淆等問題，對于計算環(huán)節(jié)的理 解可能存在較大的疑惑。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.了解控制系統(tǒng)，知道什么是控制系統(tǒng)。
2.理解控制系統(tǒng)中的“輸入-計算-輸出 ”三個基本環(huán)節(jié)。
3.感受控制系統(tǒng)的無處不在，提升數(shù)字環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)探究意識和用學(xué)科思維解決真實(shí)問 題的興趣。
重點(diǎn)：學(xué)會識別生活中的控制系統(tǒng)。
難點(diǎn)：理解分析控制系統(tǒng)中的三個基本環(huán)節(jié)
【教學(xué)環(huán)境及資源準(zhǔn)備】
教師教學(xué)課件、學(xué)生學(xué)評單、展示實(shí)物小愛音響
【教學(xué)活動設(shè)計】
教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)過程 設(shè)計意圖
一、情境入新題 1.情境導(dǎo)入教師喚醒小愛音響：小愛同學(xué)提問：小愛音響能聽見我們在呼叫它，并給出回應(yīng)，這是什么原因？ （猜想：它擁有控制系統(tǒng)）2.提出問題再呈現(xiàn)現(xiàn)象：讓學(xué)生向小愛音響提問，例如：今天的氣溫如何？ 提問：小愛音響的控制系統(tǒng)是怎么運(yùn)作的？（猜想：聽到用戶口令的聲音，進(jìn)行語言識別、網(wǎng)絡(luò)搜索、將搜索結(jié)果 轉(zhuǎn)換成語音，最后語音播報結(jié)果）今天我們以小愛音響的控制系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。導(dǎo)入課題——控制系統(tǒng)的三個環(huán)節(jié)。 聯(lián)結(jié)真實(shí)世界， 由現(xiàn)象到結(jié)構(gòu)， 激活控制系統(tǒng) 概念 ， 以問題 “觸發(fā) ”模型升 級，讓學(xué)習(xí)在理 解中生發(fā)意義。
二、實(shí)例析環(huán)節(jié) 1. 理解控制系統(tǒng)的三個基本環(huán)節(jié)一個控制系統(tǒng)的運(yùn)作，我們可以抽象為三個基本環(huán)節(jié)： “輸入—計算—輸出 ”。提問：找一找小愛音響控制系統(tǒng)的輸入、計算、輸出環(huán)節(jié)，具體對應(yīng)哪 些操作？輸入：用戶的語音口令計算：語音識別、網(wǎng)絡(luò)搜索匹配、文本轉(zhuǎn)語音輸出：小愛的語音回答提問：通過按鍵控制增大了小愛音響的音量，誰再來說一說？輸入：獲取按鍵指令（如開、關(guān)、增大、減小）與數(shù)據(jù)（增大值、減小 值）計算：將輸入的指令與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具體執(zhí)行（音量增大）所需要的指令 （或信號） 由“現(xiàn)象 ”至“本 質(zhì) ”，由“具像 ” 至“抽象 ”，聚 焦概念，深挖本 質(zhì)，增強(qiáng)信息意 識。在實(shí)例的解構(gòu) 中理解三個基 本環(huán)節(jié)。
輸出：調(diào)整后的聲音反饋：（總結(jié)提煉）輸入方式手動輸入（旋鈕、開關(guān)、按鍵、手勢）自動輸入（通過各種傳感器獲取）計算計算機(jī)、 電路板、控制盒 ……輸出方式完成任務(wù)的具體動作
三、實(shí)驗(yàn)探環(huán)節(jié) 1.分析樓道遠(yuǎn)程自動開門控制系統(tǒng)提問：在樓道遠(yuǎn)程自動開門控制系統(tǒng)中，輸入、計算、輸出又分別對應(yīng) 哪些具體操作？輸入：訪客按下房號按鍵、訪客和主人的聲音對話、主人按下開門按鍵、 計算：與對應(yīng)房號通信、遠(yuǎn)程控制舵機(jī)輸出：、屋內(nèi)響起鈴聲、訪客和主人的聲音對話、開門2.構(gòu)建簡易的遠(yuǎn)程開門控制系統(tǒng)（僅針對遠(yuǎn)程自動開門部分：按下按鈕， 舵機(jī)旋轉(zhuǎn)）提問：可以選用哪些硬件設(shè)備？并將設(shè)備進(jìn)行分類。（學(xué)評單內(nèi)選一選，填一填）環(huán)節(jié)任務(wù)與需要用到的器材：過程與控制輸入計算輸出環(huán)節(jié)任務(wù)按下開門按鍵將輸入的按鍵開指令轉(zhuǎn)換為開門執(zhí)行所需要的指令開門動作用到器材 （按鈕） （掌控板） （舵機(jī)）實(shí)踐：①硬件鏈接，注意按鈕和舵機(jī)數(shù)字端口的選擇。 突顯學(xué)生主體 和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓 學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn) 全過程，凸顯重 點(diǎn)，提升學(xué)生的 科學(xué)精神和探 究意識。
②搭建mind+程序積木指令（提供半成品），執(zhí)行并測試實(shí)際運(yùn)作效果。反饋：展示作品，從程序到功能，從現(xiàn)象到原理，解析程序作品。 以“展 ”與“說 ” 的方式，提升成 就感，再次突顯 對重難點(diǎn)的關(guān) 照。
四、拓展活概念 拓展：控制系統(tǒng)在生活中無處不在，我們再來分析以下兩個系統(tǒng)，確定 它們的輸入、計算、輸出三個環(huán)節(jié)。①感應(yīng)水龍頭控制系統(tǒng)②樓道燈的控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)感應(yīng)水龍頭樓道燈輸入遮擋物(手、物體等）聲音計算是否檢測到被遮擋是否滿足開燈要求輸出出水亮燈反饋：（總結(jié)提煉）小區(qū)戶外燈室內(nèi)樓道燈醫(yī)院走廊燈輸入光線（光控開關(guān)）聲音（聲控開關(guān)）人（人體感應(yīng)開關(guān)）計算是否滿足開燈的 光線要求是否滿足開燈的聲 音要求是否有人輸出亮燈亮燈亮燈同樣是輸出亮燈，在不同場景中，我們索要考慮的輸入也是有所不同的。 無論在什么系統(tǒng)中，我們不僅要關(guān)注結(jié)果，更要注重它的過程與控制。 引導(dǎo)學(xué)生在新 的情境中遷移 模型 ， 活化概 念，也是在新情 境中評價學(xué)生 的素養(yǎng)表現(xiàn)。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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