資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第10課 開環控制應用廣 教學設計
課題 開環控制應用廣 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 開環控制的特點。
難點 開環控制系統工作過程示意圖的繪制。
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】小智設定每天早上7點鬧鐘響，提醒自己起床。爸爸用洗衣機洗衣服，他選定洗衣模式并啟動，洗衣機就按規定程序工作直到結束。 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、分析開環控制的特點1. 根據下面這段描述，按“輸入—計算—輸出”的計算模式補充洗衣機工作過程示意圖。爸爸選擇“標準模式”，然后按“啟動”按鈕，洗衣機開始運轉，最后發出嘀嘀的蜂鳴聲，提示洗衣結束。2. 回答以下問題。（1）洗衣機的工作過程是否從開始到結束，都按設定的程序執行？（2）如果爸爸發現衣服洗得不夠干凈，還想用洗衣機洗，是否只能重新設置模式，讓洗衣機再執行一遍洗衣流程？【學習活動2】二、繪制并分析電風扇的工作過程人們接通電源，然后選擇風速擋位，電風扇就會按預定的模式轉動起來。1. 繪制電風扇工作過程示意圖。2. 小組討論：如果人們覺得降溫效果不明顯，電風扇能感知這個信息并重新選擇合適的擋位轉動嗎？一般來說，開環控制系統的結構比較簡單，不需要對輸出結果進行檢測；其操作往往也比較簡單。很多開環控制系統的工作過程都是廠家設定好的，它產生的結果也基本是固定的，人們只需控制輸入，就可以得到預定的輸出。因為開環控制系統沒有自我調節和修正的能力，因此，在工作過程的任何環節受到干擾時，輸出的結果都會出現偏差，最終無法實現預期的系統功能。開環控制系統普遍存在于人們日常生活中，如臺燈、電風扇、電烤箱、微波爐、電飯鍋、定時紅綠燈、定時澆灌系統等。【學習活動3】三、分析生活中開環控制應用的案例參照以下表格，列舉生活中 2~3 個開環控制系統，分析其控制過程中的輸入與輸出（表格中給出兩個案例供參考）。 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】1. 補充微波爐加熱食物的工作過程示意圖。2. 設置機器人運動的各項參數，讓它走出正多邊形（如正方形、正六邊形等）的軌跡。閱讀程序，設置參數，運行程序，最后分析程序的執行過程，觀察它是否具備開環控制的特點。 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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