資源簡(jiǎn)介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺(tái)
第12課 閉環(huán)控制助穩(wěn)定 教學(xué)設(shè)計(jì)
課題 閉環(huán)控制助穩(wěn)定 單元 第三單元 學(xué)科 信息科技 年級(jí) 六年級(jí)
教材分析 【學(xué)情分析】通過(guò)控制，各種設(shè)備能按預(yù)先設(shè)置的規(guī)則進(jìn)行工作，達(dá)到人們期望的目標(biāo)。例如，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的控制，可以利用空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車速度的控制，可以人工控制加速踏板和制動(dòng)踏板，讓汽車加速、減速或停止；為了實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤濕度的控制，在土壤干燥時(shí)自動(dòng)打開(kāi)灌溉器。人工控制和自動(dòng)控制是什么？各自的特點(diǎn)是什么？為什么有的系統(tǒng)具有自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能？本單元將引領(lǐng)學(xué)生探究控制系統(tǒng)中的這些問(wèn)題。本單元主要對(duì)應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)中“通過(guò)分析具體案例，了解反饋是過(guò)程與控制中的重要手段，初步了解反饋對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化的作用”和“通過(guò)分析具體過(guò)程與控制系統(tǒng)的實(shí)例，了解系統(tǒng)的輸入與輸出可以是開(kāi)關(guān)量或連續(xù)量，了解連續(xù)量可以經(jīng)由閾值判斷形成開(kāi)關(guān)量，掌握開(kāi)關(guān)量的簡(jiǎn)單邏輯運(yùn)算”這兩條內(nèi)容要求。在教學(xué)內(nèi)容處理上，首先引入學(xué)生比較熟悉的人工控制和自動(dòng)控制案例，然后分析開(kāi)環(huán)控制的過(guò)程，由開(kāi)環(huán)控制不能滿足的需求引出反饋和閉環(huán)控制，引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。【內(nèi)容結(jié)構(gòu)】
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1. 信息意識(shí)：結(jié)合生活中的案例，了解人工控制和自動(dòng)控制的特點(diǎn)以及應(yīng)用，增強(qiáng)信息意識(shí)。 2. 計(jì)算思維：通過(guò)分析空調(diào)等控制系統(tǒng)案例，了解閉環(huán)控制的特點(diǎn)以及應(yīng)用，感受反饋對(duì)控制系統(tǒng)的優(yōu)化。3. 數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新：通過(guò)設(shè)計(jì)具有反饋的控制系統(tǒng)，分析其工作過(guò)程，進(jìn)一步樹(shù)立創(chuàng)新意識(shí)，增強(qiáng)計(jì)算思維能力和創(chuàng)新能力。4. 信息社會(huì)責(zé)任：認(rèn)識(shí)到按規(guī)則和規(guī)范使用控制系統(tǒng)是保障控制系統(tǒng)安全的前提。
重點(diǎn) 閉環(huán)控制的特點(diǎn)。
難點(diǎn) 閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過(guò)程示意圖的繪制。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
激趣導(dǎo)入 【激趣導(dǎo)入】上節(jié)課，我們已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)具有反饋的微波爐，并繪制了它的工作過(guò)程示意圖。示意圖中帶反饋的那段過(guò)程像一個(gè)環(huán)形，數(shù)據(jù)就在這個(gè)環(huán)形中流動(dòng)。 思考、注意 引發(fā)學(xué)生思考，吸引學(xué)生的注意力。
學(xué)習(xí)活動(dòng) 【學(xué)習(xí)活動(dòng)1】一、分析閉環(huán)控制的過(guò)程閉環(huán)控制系統(tǒng)在輸出端和輸入端之間存在反饋，使輸出對(duì)工作過(guò)程產(chǎn)生影響。下面來(lái)看看閉環(huán)控制的微波爐是怎樣控制加熱過(guò)程的。1. 設(shè)置溫度 T0（閾值，即食物加熱后達(dá)到的溫度值，如 T0 = 45 ℃）。2. 檢測(cè)裝置檢測(cè)食物溫度，得到溫度T。3. 把 T與 T0（閾值，如 45 ℃）進(jìn)行比較。4. 判斷：（1）如果 T < T0 ，說(shuō)明食物還沒(méi)加熱好，輸入端獲得反饋數(shù)據(jù)，產(chǎn)生新的輸入數(shù)據(jù)，繼續(xù)加熱；（2）否則，食物溫度符合要求，微波爐停止加熱?！緦W(xué)習(xí)活動(dòng)2】二、描述空調(diào)控制室內(nèi)溫度的過(guò)程1. 參考閉環(huán)控a制的微波爐加熱過(guò)程的描述方式，描述空調(diào)控制室內(nèi)溫度的過(guò)程。（1）設(shè)置一個(gè)參考溫度（閾值）T0= 。（2）溫度傳感器檢測(cè)室內(nèi)溫度，得到溫度值 T。（3）把 T與 T0 。（4）判斷：如果 ， ；如果 ，空調(diào)停止降溫（升溫）。2. 繪制空調(diào)控制室內(nèi)溫度的算法流程圖?！緦W(xué)習(xí)活動(dòng)3】三、了解閉環(huán)控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及應(yīng)用以小組為單位，上網(wǎng)搜索資料，了解閉環(huán)控制系統(tǒng)主要有哪些特點(diǎn)，在我們生活中有哪些應(yīng)用。 聽(tīng)講、思考、討論 教師通過(guò)講授課程內(nèi)容，向?qū)W生傳授知識(shí)。學(xué)生通過(guò)聽(tīng)講和觀察，學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)。另外，通過(guò)提問(wèn)的方式引發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)其思考和解決問(wèn)題的能力。
課堂練習(xí) 思考并回答 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題及語(yǔ)言表達(dá)能力；根據(jù)學(xué)生的答題情況實(shí)時(shí)掌握其知識(shí)的掌握情況。
課堂小結(jié) 知識(shí)回顧 對(duì)課堂知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和梳理，幫助學(xué)生更好地理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。
拓展與提升 【課后延展】學(xué)校一般會(huì)配備自動(dòng)加熱的飲水機(jī)，保證學(xué)生喝到溫開(kāi)水。以小組為單位，圍繞以下問(wèn)題開(kāi)展探究活動(dòng)。（1）適宜人們直接飲用的水溫是多少攝氏度？學(xué)校飲水機(jī)保持的溫度是多少攝氏度？（2）影響飲水機(jī)加熱效果的因素有哪些？（3）這臺(tái)飲水機(jī)使用什么檢測(cè)裝置？獲得什么反饋？（4）在虛擬仿真工具中運(yùn)行自動(dòng)加熱飲水機(jī)，觀察它的工作過(guò)程，然后閱讀程序，繪制它的工作過(guò)程示意圖。 接收并記錄作業(yè) 讓學(xué)生通過(guò)課外作業(yè)的形式復(fù)習(xí)、鞏固所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)化對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握。
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com/" 21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)

展開(kāi)更多......

收起↑