資源簡介

(共4張PPT)
班級： 學號： 姓名：
輸入量 輸出量 預期目標
任務一：輸入量與輸出量
想一想，智能澆水控制系統中，反饋過程的 輸入量、輸出量和預期目標分別是什么？請完成表格的填寫。
任務二：系統框圖表示反饋過程
選擇下列圖中任一一個自動控制系統，用圖示表示它的反饋過程。
【掃地機器人自動避開障礙物】
【保溫電熱水壺控制系統】
【恒溫花房自動控制系統】
任務二：系統框圖表示反饋過程
選擇下列圖中任一一個自動控制系統，嘗試用拖動的方式完成它的工作流程圖。
我選擇的自動控制系統是 ，它的輸入量是 ，輸出量是 。
濕度
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3330(共23張PPT)
打開桌面上的“控制的形態 練習題”，完成練習。
打開桌面上的“植物的生長”
游戲規則：植物的生長需要合適的土壤濕度在70-80之間，土壤濕度過低或者過高都會影響植物的生長，當土壤的濕度沒有達到這個合適的范圍時，植物的生長值會下降，當生長值降低到一定程度時，植物會死亡。
我們可以通過按鍵盤上的方向↑ 和 ↓ 可以控制水壺來澆水，水壺的傾斜角度會影響澆水的水量。當植物的生長值達到100后，游戲過關，植物完成生長。
小游戲：植物的生長
土壤濕度在70-80之間
實際土壤濕度
設定
手動控制澆水
執教者：
手動澆水
土壤濕度在70-80之間
實際土壤濕度
設定
在實際生活中，我們在種植植物時其實也是和剛才的小游戲操作是一樣的，我們會經常去觀察土壤的濕度，當濕度值沒有達到合適范圍時，我們就會澆水，從而保證植物能正常地生長。
反饋
一
手動澆水
土壤濕度在70-80之間
實際土壤濕度
設定
定時澆水
設定澆水量和澆水時間
定時器
實際土壤濕度
實際的土壤濕度值能否返回到輸入端，與輸入量，進行比較。
在自動控制系統中，將輸出量通過檢測裝置返回到輸入端，并與輸入端進行比較的過程，就是反饋。
反饋
一
反饋
一
思考：這個系統中，是誰在起作用？
濕度檢測裝置
水泵
控制器
反饋
一
濕度檢測裝置
水泵
控制器
把這個過程轉換成系統方框圖，來進一步了解系統的運行原理。
想一想：這個反饋過程的 輸入量、輸出量和預期目標分別是什么？
輸入量 輸出量 預期目標
任務一：輸入量與輸出量
想一想，智能澆水控制系統中，反饋過程的 輸入量、輸出量和預期目標分別是什么？請完成表格的填寫。
反饋
一
濕度檢測裝置
輸入量 輸出量 預期目標
設定的濕度值范圍
實際土壤水分
實際土壤水分在設定范圍內
反饋
一
濕度檢測裝置
水泵
控制器
設定濕度值范圍
輸入量
控制器
執行器
土壤
被控對象
輸出量
實際土壤濕度
濕度檢測裝置
比較器
反饋
一
智能澆水系統：通過濕度檢測裝置檢測土壤的實際濕度，然后根據土壤濕度值控制水泵是開啟還是關閉。
你還能想到我們生活中其他具有反饋的自動控制系統嗎？
【掃地機器人自動避開障礙物】
【保溫電熱水壺控制系統】
【恒溫花房自動控制系統】
任務二：系統框圖表示反饋過程
選擇下列圖中任一一個自動控制系統，用圖示表示它的反饋過程。
【掃地機器人自動避開障礙物】
【保溫電熱水壺控制系統】
【恒溫花房自動控制系統】
任務二：系統框圖表示反饋過程
選擇下列圖中任一一個自動控制系統，嘗試用拖動的方式完成它的工作流程圖。
我選擇的自動控制系統是 ，它的輸入量是 ，輸出量是 。
反饋的控制作用
二
【保溫電熱水壺控制系統】
【恒溫花房自動控制系統】
【自動灌溉系統】
反饋是為了什么？
反饋實現了什么樣的功能呢？
反饋的控制作用
二
【恒溫花房自動控制系統】
恒溫花房自動控制系統可以通過反饋對花房內的空氣溫度、土壤水分和光照強度進行控制，使其始終保持在設定的范圍之內。
通過 獲取 ，并將其與設定的溫度（輸入量）進行比較，從而調節系統的運行狀態，以達到 的目的。
溫度檢測裝置
保持恒定室溫
室溫
反饋的控制作用
二
保溫電熱水壺控制系統可以通過反饋對水溫進行控制，使其始終保持在設定的范圍之內。
通過 獲取 ，并將其與設定的溫度（輸入量）進行比較，從而決定是否繼續加熱，以達到 的目的。
溫度檢測裝置
保持恒定水溫
【保溫電熱水壺控制系統】
水溫
反饋的控制作用
二
自動灌溉控制系統可以通過反饋對土壤水分進行控制，使其始終保持在設定的范圍之內。
通過 獲取 ，并將其與設定的溫度（輸入量）進行比較，從而決定是否繼續加熱，以達到 的目的。
濕度檢測裝置
保持合適的土壤濕度
土壤濕度值
【自動灌溉系統】
反饋的控制作用
二
【保溫電熱水壺控制系統】
【恒溫花房自動控制系統】
【自動灌溉系統】
保持恒定水溫
保持恒定室溫
保持合適土壤濕度
反饋在保證系統正常運行中發揮了重要的作用。
反饋的控制作用
二
通過比較輸出量和輸入量來實現控制系統在預設范圍內的輸出，反饋在其中發揮了重要的作用，反饋調節了系統的運行狀態，保證了系統的正常運行。
設定
輸入量
控制器
執行器
土壤
被控對象
輸出量
實際
檢測裝置
比較器
什么是反饋？
反饋的作用
反饋在保證系統正常運行中發揮了重要的作用。中小學教育資源及組卷應用平臺
第3課　反饋與控制
教材分析：
《反饋與控制》是浙江教育出版社《小學信息科技（六年級下）》第一單元《控制系統中的反饋》的第 3 課。該教學內容屬于信息科技課程標準中第三學段“過程與控制”內容模塊。
本課是在已經了解開環控制系統和閉環控制系統的基礎上，引導學生進一步了解兩種不同控制形態的主要區別就在于是否存在反饋。反饋就是使輸出量反饋控制系統的輸入端并與輸入量進行比較，形成一個閉合的環路。系統的平穩運行就是靠反饋在其中起到的控制作用。本課的內容旨在正式提出“反饋”這一核心概念，主要包括“反饋”和“反饋的控制作用”兩部分內容，重點介紹反饋的概念，并明確反饋對系統進行動態調節中的優化作用，并能用圖示表示。
預設教學目標：
1. 通過觀察生活中的控制系統，了解反饋的概念，能舉例說明生活中自動控制系統的反饋。
2. 通過分析控制系統的輸入、輸出及預期目標，理解反饋的控制作用。
3. 通過系統框圖分析生活中的實例，認識到反饋是控制系統中的重要手段。
預設教學重點：
了解反饋的概念。
預設教學難點：
分析生活中的自動控制系統，找到其中存在的反饋。
預設教學課時：
1課時
預設教學準備：
學習單、極域電子教室、教學課件等
預設教學過程：
一、溫故知新
【小練習】
打開桌面上的“控制的形態 練習題”，完成練習。
學生進行練習，并進行簡單的反饋交流。
二、游戲導入
【小游戲】
1.出示游戲“植物的生長”，說明規則：植物的生長需要合適的土壤濕度在70-80之間，土壤濕度過低或者過高都會影響植物的生長，當土壤的濕度沒有達到這個合適的范圍時，植物的生長值會下降，當生長值降低到一定程度時，植物會死亡。我們可以通過按鍵盤上的方向↑ 和 ↓ 可以控制水壺來澆水，水壺的傾斜角度會影響澆水的水量，當生長值達到100后，植物完成生長，游戲過關。
2. 學生玩游戲，利用方向鍵↑ 和 ↓ 可以控制水壺來澆水，控制土壤濕度在規定范圍內。
挑戰成功舉手示意。
問題引導：你是如何控制土壤濕度的？
學生描述如何進行控制，讓土壤濕度保持在合適范圍內。
3.教師總結過程：用方向鍵控制水壺澆水，這時候我們的眼睛在觀察什么？（時刻觀察土壤濕度的變化）
我們的腦袋在思考什么？（在比較土壤濕度是否在合適范圍內）
所以在整個游戲中，我們通過眼睛實時觀察土壤濕度的值，然后反饋給大腦，大腦不斷在比較土壤的濕度值是否在合適范圍內，然后根據土壤的實際濕度不斷調整水壺的角度來澆水，這個過程就是我們今天的課堂主題。
4.揭題：反饋與控制。
三、新知構建
1. 在實際生活中，我們在種植植物時其實也是和剛才的小游戲操作是一樣的，我們會經常去觀察土壤的濕度，當濕度值沒有達到合適范圍時，我們就會澆水，從而保證植物能正常生長。但是人工去進行澆水，往往也會出現一些狀況，比如忘記了，比如外出旅游無法及時進行澆水呀，所以人們就想到了定時澆水。
2.師生共同探討定時澆水的系統圖示。
想一想，定時澆水時，設定的是什么值？（澆水時間和澆水量）是的 ，通過設定澆水時間和澆水量，然后通過定時器進行控制，當到達設定時間時，就會控制澆水設備（澆水壺）進行澆水，從而使得土壤濕度達到預期值。
這種定時澆水的控制系統能否實現自動澆水？（能）那么會不會出現一些和預期不一樣的狀況呢？
學生回答。（如果遇到下雨天，有可能會讓土壤濕度值過大）
3.對比這兩種不同的控制過程，它們的控制形態是一樣的嗎？（不是）
結合上一節課的學習，誰來說一說這兩種不同控制形態的最大區別是什么？
學生回答，師生共同交流。
4.教師小結：兩種不同控制形態的區別就在于輸出量，即實際的土壤濕度值能否返回到輸入端，與輸入量，即合適的濕度值70-80之間這個值進行比較，形成一個閉合的環路，也就是我們今天要學習的反饋。
出示反饋的概念：在自動控制系統中，將輸出量通過檢測裝置返回到輸入端，并與輸入端進行比較的過程，就是反饋。
定時澆水自動控制系統中沒有反饋，所以，定時澆水器無法根據土壤的實際濕度進行精準控制。
5. 問題引導：我們如何來改進這個裝置，讓設備像人一樣，根據土壤的實際濕度進行判斷后再決定是否澆水呢？
課件出示圖片，提問，思考：這個系統中，是誰在起作用？
學生回答（濕度檢測裝置、控制器、水泵）
讓學生說一說，這些設備是如何控制土壤濕度的。
6.教師小結：我們把這個過程轉換成系統方框圖，來進一步了解系統的運行原理。
師生共同交流，梳理反饋的過程，將設備和控制器、執行器、檢測裝置一一對應，再引出輸入量、輸出量、比較器和被控對象。
任務一：輸入量與輸出量
想一想，智能澆水控制系統中，反饋過程的 輸入量、輸出量和預期目標分別是什么？請完成表格的填寫。
學生完成練習，反饋并進行簡單交流。
根據完成的輸入量和輸出量，師生一起完成系統方框圖。
7.你還能想到我們生活中其他的自動控制系統嗎？
8.分析生活中常見的自動控制系統中的反饋
選擇其中一個場景進行分析，拖一拖完成方框圖填空，并向同桌描述其中的反饋環節。
任務二：系統框圖表示反饋過程
選擇下列圖中任一一個自動控制系統，嘗試用拖動的方式完成它的工作流程圖。
學生進行練習，反饋與交流：分別請學生描述三個自動控制系統中的反饋過程。
【反饋的控制作用】
1.出示剛才的三種控制系統，提問：反饋是為了什么？反饋實現了什么樣的功能呢？
2.恒溫花房自動控制系統可以通過反饋對花房內的空氣溫度、土壤水分和光照強度進行控制，使其始終保持在設定的范圍之內。
保溫電熱水壺控制系統可以通過反饋對水溫進行控制，使其始終保持在設定的范圍之內。
自動灌溉控制系統可以通過反饋對土壤水分進行控制，使其始終保持在設定的范圍之內。
3.教師小結：反饋在保證系統正常運行中發揮了重要的作用。
通過比較輸出量和輸入量來實現控制系統在預設范圍內的輸出，反饋在其中發揮了重要的作用，反饋調節了系統的運行狀態，保證了系統的正常運行。
四、課堂總結
如今，各式各樣的自動控制系統給我們的生活帶來了便利，這些設備在無人直接參與的情況下還能穩定地運行，靠的就是反饋機制。反饋是系統控制的一種方法，也是優化控制的一種手段。反饋已經成為我們生產、生活以及系統中必不可少的存在。
【課后反思】
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

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