資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第 8 課 《體驗控制系統》教學設計
【教學內容分析】
本課是第二單元“控制系統 ”的總結課，通過恒溫槽實驗的分析與設計，理解恒溫槽保 持恒溫的原理，進一步理解控制系統的“輸入-計算-輸出 ”三個環節，為第三單元“控制系 統中的計算 ”做好鋪墊。
【學情分析】
本課授課對象是五年級學生，通過本單元“控制系統 ”學習，學生對控制系統的三個環 節“輸入-計算-輸出 ”有了一定的理解。本課通過觀察、分析、體驗和設計恒溫槽實驗，理 解恒溫槽保持恒溫的原理。學生通過實驗觀察、分析、實踐，體會控制系統在生活中的重要性，為第三單元深入學習控制系統打下基礎。
【教學目標】
1.了解恒溫槽實驗的原理，掌握恒溫槽保持恒溫的機制。
2.根據恒溫槽實驗的原理，設計簡易恒溫槽實驗。
3.掌握控制系統的基本組成和運行原理，提升實踐能力。
重點：理解恒溫槽實驗的“輸入-計算-輸出 ”
難點：理解恒溫槽保持恒溫的原理
【教學環境及資源準備】
教師教學課件、信息科技實驗板套件
【教學活動設計】
教學環節 教學過程 設計意圖
一、情境入新題 1.情境導入同學們家里都有熱水器，洗澡的時候都會用到。提問：結合你的使用體驗，熱水器是怎樣工作？2.引出課題像熱水器這樣，當水溫達到了我們設定的溫度，水就不加熱；當水溫低 于我們設定的溫度，水會持續加熱，直到達到設定溫度。這樣的控制系統，我們稱為恒溫控制。提問：你覺得還有什么電器也是恒溫控制？ 聯結真實世界， 激發解決問題 的興趣，為接下 來學習做好鋪 墊。
二、實例析環節 理解恒溫控制原理我們以熱水器為例，來分析一下控制：提問：熱水器的被控對象是誰？我們要給被控對象設定什么目標？運行 過程如何判斷？同學們小組合作，思考這三個問題：熱水器被控對象：水；設定目標：設定溫度；判斷：實際水溫≥設定溫度，水不加熱；實際水溫＜設定溫度，水要加熱。提問：我們發現這里有兩個溫度，實際水溫和設定水溫，分別是如何獲 取的？設定水溫是我們自己設定，比如設定 40 度；那實際水溫怎么獲取呢？（溫度傳感器）通過溫度傳感器可以獲取實時水溫，要跟設定溫度進行比較，還需要控 制器，這樣才能做到恒溫控制。 由“現象 ”至“本 質 ”，由“具像 ” 至“抽象 ”，聚 焦概念，深挖本 質，增強信息意 識。
像熱水器恒溫控制，通過溫度傳感器獲取實時溫度，通過控制模塊與設 定溫度進行判斷，是否執行加熱模塊。通過本單元學習，我們已經知道一個控制系統的運作，可以抽象為三個 基本環節： “輸入—計算—輸出 ”。提問：熱水器恒溫控制系統的輸入、計算、輸出環節，具體對應哪些操 作？（小組討論）輸入：用戶設定溫度？計算：控制模塊判斷輸出：實際水溫對于“輸入-計算-輸出 ”三個環節探究，同學們可以說說自己想法。 這個“計算 ”過程，并不是只判斷 1 次，是在反復判斷的。“輸入 ”有兩個層面：用戶設定問題和傳感器獲取溫度接下來，我們就通過恒溫槽實驗來驗證我們的分析。
三、實驗探環節 實踐恒溫槽實驗教師提供恒溫箱模型成品：加熱時燈點亮，不加熱燈不亮。1.設定預期的溫度r；2.通過傳感器檢測實際溫度f；3.判斷：如果f＜r ：加熱如果f≥r ：待機4.等待5秒；5.通過傳感器檢測實際溫度f；6.判斷：如果f＜r ：加熱如果f≥r ：待機7.等待5秒； 突顯學生主體 和實驗教學，讓 學生經歷實驗 全過程，凸顯重 點，提升學生的 科學精神和探 究意識。
恒溫箱實驗 輸入 計算 輸出
熱水器 設定溫度 1.通過傳感器檢 測實際溫度f；2.判斷：如果f＜r ：加熱 如果f≥r ：待機 3.等待5秒； 環境溫度
四、拓展活概念 拓展：恒溫控制系統在生活中無處不在，我們再來分析，探究它們的輸 入、計算、輸出三個環節。空調的制熱模式與制冷模式，完成表格：恒溫控 制輸入計算輸出制熱模式制冷模式 引導學生在新 的情境中遷移 模型 ， 活化概 念，也是在新情 境中評價學生 的素養表現。
五、小結促升華 提問：學了今天的課，你再來觀察電器的恒溫控制，有了什么新的發現呢？ 引導學生以學 科的眼光看世 界，以學科的思 維方式解決問 題。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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