資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第9課 從人工到自動化 教學設計
課題 從人工到自動化 單元 第三單元 學科 信息科技 年級 六年級
教材分析 【學情分析】通過控制，各種設備能按預先設置的規則進行工作，達到人們期望的目標。例如，為了實現對室內溫度的控制，可以利用空調自動調節室內的溫度；為了實現對汽車速度的控制，可以人工控制加速踏板和制動踏板，讓汽車加速、減速或停止；為了實現對土壤濕度的控制，在土壤干燥時自動打開灌溉器。人工控制和自動控制是什么？各自的特點是什么？為什么有的系統具有自動調節的功能？本單元將引領學生探究控制系統中的這些問題。本單元主要對應課程標準中“通過分析具體案例，了解反饋是過程與控制中的重要手段，初步了解反饋對系統優化的作用”和“通過分析具體過程與控制系統的實例，了解系統的輸入與輸出可以是開關量或連續量，了解連續量可以經由閾值判斷形成開關量，掌握開關量的簡單邏輯運算”這兩條內容要求。在教學內容處理上，首先引入學生比較熟悉的人工控制和自動控制案例，然后分析開環控制的過程，由開環控制不能滿足的需求引出反饋和閉環控制，引導學生思考，培養他們的創新能力。【內容結構】
學習目標 1. 信息意識：結合生活中的案例，了解人工控制和自動控制的特點以及應用，增強信息意識。 2. 計算思維：通過分析空調等控制系統案例，了解閉環控制的特點以及應用，感受反饋對控制系統的優化。3. 數字化學習與創新：通過設計具有反饋的控制系統，分析其工作過程，進一步樹立創新意識，增強計算思維能力和創新能力。4. 信息社會責任：認識到按規則和規范使用控制系統是保障控制系統安全的前提。
重點 人工控制和自動控制的特點。
難點 自動控制的過程分析。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
激趣導入 【激趣導入】用普通的燒水壺在燃氣灶上燒水時，等水開了，需要人手動關閉燃氣；用電熱水壺燒水時，只需人按下開關接通電源，水開了電熱水壺會自動斷開電源。 思考、注意 引發學生思考，吸引學生的注意力。
學習活動 【學習活動1】一、分析兩種控制方式的主要特點1. 在燃氣灶上燒水時，接通和斷開燃氣灶開關都需要人操作嗎？ 2. 用電熱水壺燒水時，接通電源開關，是人操作的嗎？水燒開后，是人斷開電源還是電熱水壺自動斷電？3. 人工控制的主要特點是什么？自動控制的主要特點是什么？日常生活中，還有很多人工控制的案例。例如，騎自行車想加速，就要高頻率踩腳踏板，想減速就低頻率踩腳踏板；室內光照不足，需要人開燈，光照過足需要人關燈；夏天吹電風扇，感到熱就調高轉速，感到涼就調低轉速；在游泳池里設定一個水量標記，水量低于標記就往里注水，水量超過標記就停止注水……我們現在使用的一些電氣設備，具備自動控制功能。這些設備在工作時，有些過程不需要人的干預就能完成。例如，用電熱水壺燒水，人們不需要關注水何時燒開，因為這個水壺具備自動控制（關閉電源）的功能。【學習活動2】二、分析生活中人工控制的案例補充表格，列舉生活中一些場景里包含的人工控制案例，體驗現實生活中人工控制的過程。【學習活動3】三、分析空調控制室溫的過程1. 天氣炎熱，請描述用遙控器啟動空調并讓室溫變為 26 ℃的過程。 2. 設置風速大小、溫度高低，是人工控制嗎？3. 空調讓室溫由高變低的過程是自動控制嗎？4. 根據下面這段描述，你能用箭頭和文字描述空調自動控制室溫的示意圖嗎？試試看。夏天開空調前，室內溫度是 30 ℃，我們希望降為 26 ℃，于是通過遙控器設定 26 ℃為標準溫度（閾值），空調開始制冷；當空調檢測到室內溫度降為 26 ℃時，空調停止制冷；檢測到室溫上升，空調又開始制冷…… 聽講、思考、討論 教師通過講授課程內容，向學生傳授知識。學生通過聽講和觀察，學習基礎知識。另外，通過提問的方式引發學生思考，培養其思考和解決問題的能力。
課堂練習 思考并回答 培養學生分析問題及語言表達能力；根據學生的答題情況實時掌握其知識的掌握情況。
課堂小結 知識回顧 對課堂知識進行總結和梳理，幫助學生更好地理解和掌握所學內容。
拓展與提升 【課后延展】感受人工控制和自動控制各自的優缺點。1. 準備一個遙控小汽車，控制小汽車直行、左轉、右轉。2. 運行自動循跡機器人程序，觀察機器人沿著路線行走的過程。3. 上網搜索資料，進一步了解人工控制和自動控制的優缺點。 接收并記錄作業 讓學生通過課外作業的形式復習、鞏固所學內容，強化對所學知識的掌握。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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