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第1课　自动控制系统
教材分析：
控制系统越来越先进，已经实现了自动控制，使控制效果越来越精准，控制方式越来越便捷。自动控制系统能实现精准且复杂的控制，主要是因为计算机在其中起到了积极的作用。本节课作为本单元的第一课，旨在进一步明确学科的特性，体现利用计算机解决问题的优点。
本课主要包括“常见的自动控制系统”和“计算机在自动控制系统中的作用”两部分内容。为了衔接五下控制系统的内容，本课从常见的控制系统过渡到不需要人为干预的自动控制系统。
本节课非常重要，它不仅是本单元的开篇之作，也是学生了解控制系统和计算机在其中的作用的入门课程。作为第一课，要引导学生分析具体案例，找到其中存在的自动控制系统，明晰计算机在自动控制系统中的作用，为后续学习控制的形态、反馈以及计算机实现和优化反馈系统打下坚实的挤出机，同时也培养学生分析和解决问题的能力。
预设教学目标：
1. 通过对案例的分析，了解常见的自动控制系统的基本概念和组成，认识生活中常见的自动控制系统。
2. 通过对自动控制系统特点的分析，进一步理解自动控制系统中计算机的输入、计算、输出三个典型环节，理解计算机在控制系统中的作用。
3. 学生能够通过观察、分析和实践，培养自己的动手能力和解决问题的能力，提高自身的信息素养。
预设教学重点：
了解和识别生活中常见的自动控制系统。
预设教学难点：
理解自动控制系统中计算机发挥的作用。。
预设教学课时：
1课时
预设教学准备：
学习单、极域电子教室、教学课件等
预设教学过程：
一、课堂导入
【活动】
1. 观看这两段视频，回答问题。
教师播放两段视频，学生观看。
提问：这两种水龙头的最大区别在哪里？
【第一种是人工控制，第二种是自动感应】
2.是的，对某个事物，通过若干环节实现管理或控制，这些环节或模块就构成了一个控制系统。比如，开关控制电灯，打开开关电灯亮起，关闭开关，电灯熄灭，当然还可以用过感应人体、感应亮度、感应声音等来自动控制电灯的亮与灭，这些我们就称为自动控制系统。
随着科学技术的进步，出现了自动控制技术，它能使系统朝着人们预期的目标自动运行。
3. 生产生活中有很多自动控制系统，如左图所示：地铁的自动运行等，它们为人类社会的发展提供了便利。
4.揭题
今天这节课我们就一起来学习第1课：自动控制系统。
二、建构新知
【认识自动控制系统】
1. 任务一：走进生活，感知自动控制系统
填一填，下面这些设备哪些是具有自动控制系统的？它们是怎么自动工作的？
我认为有自动控制系统的有[填序号]： 。
我选择： ，它是这样工作的： 。[选择其中一个自动控制设备，简单说明它的工作原理]
2.学生进行练习，并进行反馈交流。
全自动洗衣机：它是这样工作的： 当选择好洗涤模式后，按下开始按钮，洗衣机会自动清洗里面的衣物 。
自动扶手电梯：它是这样工作的： 当感应到有人经过乘电梯时，扶梯自动运行；当感应到没人的时候，扶梯暂停运行 。
烟雾报警器：它是这样工作的： 当检测到烟雾时，会通过警报器产生大声的警报声，有些烟雾警报器还会同时亮起红色灯吸引人们注意 。
3. 想一想，除了我们提到的自动控制系统，你还知道其他的有自动控制系统的设备吗？
学生回答，课件出示。
4.观看视频，加深对自动控制系统的进一步了解。
这些设备有一个自己的系统，能在没人的控制下自动运行，就是“自动控制系统”。
自动控制系统就是在没人干预的情况下，利用控制装置使被控对象或过程按预期的目标自动运行的系统。
5.小练习：请你来选择
找出存在自动控制系统的场景。
6. 自动控制系统中自动控制能力是哪里来的呢？
随着计算机技术的发展，计算机参与的自动控制系统越来越普遍，给人们的生活带来了极大的便利。
观看视频——什么是计算机参与的自动控制系统。
随着科技的进步发展，计算机参与的自动控制系统越来越普遍，甚至取代和优化了自动控制系统中的控制装置设备。
【计算机参与的自动控制系统】
1.计算机是怎样让这些设备实现自动化控制的？
以“声控灯”为例。
任务二：实践模拟，体会作用
打开桌面上的“声控灯模拟”，想一想设置怎样的条件，能够实现有声音的时候灯就会亮起来一段时间？
学生操作，并反馈交流。
2. 想一想，这样的设置是怎样的效果？如果白天光线好不需要亮灯，光线暗时才亮灯，需要增加什么？（光线传感器）增加了光线传感器，我们还需要增加哪些指令？
这样有什么好处？【实现更加精准的控制，更加经济】
通过给控制器编写指令，我们可以发现计算机对自动控制系统起到很大的作用。计算机是自动控制系统的关键组成部分，它可以实现快速、准确、可靠的控制功能，从而提高系统的效率和精度。
【计算机在自动控制系统中的作用】
1.观察左边两个农场里的灌溉系统，请你将控制自动灌溉的控制器和相应功能进行连线 。
提问：它们的不同之处。【智慧农场的系统更智能化、功能更复杂等区别。】
2.你知道智慧农场除了实现分类灌溉，还能利用计算机实现什么控制？
观看视频。
看来计算机参与计算的自动控制系统能实现的功能和目标越来越复杂，自动控制系统也因此越来越智能，计算机在自动控制系统中的作用主要体现在两个方面：
（1）利用计算机指令能实现更精准、更复杂的控制；
（2）利用计算机指令能实现智能的控制方式，使系统参数的调整更加方便。
（3）计算机在自动控制系统中的作用还体现在实时监控、数据传递等方面。
2. 教师肯定回答，并给出生活中的例子:
自动驾驶汽车可以检测路况并决策，控制更复杂。
计算机可以控制机床自动运行，控制飞机完成复杂的任务。
3.如今很多家庭也都进入了智能控制模式，智能家居的出现，就是计算机参与的自动控制系统在人们生活中最普遍的应用。
任务三：创新设计，畅想智能家居
如果现在有机会让你设计自己的家，你认为家里要购买哪些带有自动控制系统的设备，能让家更加时尚，更加舒适？
4.播放智能家居的视频。
智能家居在保持传统设备功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性的智能化现代工具，使得人们能够更加智能地控制家庭设备和享受更加舒适便捷的生活体验。
五、课堂小结，结束课堂
通过今天的学习，我们相信在不远的将来，自动控制技术将受到人们越来越多的重视，人类将不断地从重复的机械式活动中解放出来，将自动控制系统运用到生活和工作的方方面面，人们的生活将越来越智能化和科技化。
【课后反思】
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共22张PPT)
这两种水龙头的最大区别在哪里？
人工控制
自动感应
观看这两段视频，回答问题。
控制系统
对某个事物，通过若干环节实现管理或控制，这些环节或模块就构成了一个控制系统。
自动控制系统
随着科学技术的进步，出现了自动控制技术，它能使系统朝着人们预期的目标自动运行。
生产生活中有很多自动控制系统，如左图所示：地铁的自动运行等，它们为人类社会的发展提供了便利。
▲【 来源： 北京日报副刊 2021-08-19 】
执教者：
我认为有自动控制系统的有[填序号]： 。
我选择： ，它是这样工作的： 。[选择其中一个自动控制设备，简单说明它的工作原理]
①
②
③
任务一：走进生活，感知自动控制系统
填一填，下面这些设备哪些是具有自动控制系统的？它们是怎么自动工作的？
它是这样工作的： 当选择好洗涤模式后，按下开始按钮，洗衣机会自动清洗里面的衣物 。
①
全自动洗衣机
它是这样工作的： 当感应到有人经过乘电梯时，扶梯自动运行；当感应到没人的时候，扶梯暂停运行 。
自动扶手电梯
②
它是这样工作的： 当检测到烟雾时，会通过警报器产生大声的警报声，有些烟雾警报器还会同时亮起红色灯吸引人们注意 。
烟雾报警器
③
想一想，除了我们提到的自动控制系统，你还知道其他的有自动控制系统的设备吗？
【自动感应门】
【空调】
【扫地机器人】
【电饭煲】
这些设备有一个自己的系统，能在没人的控制下自动运行，就是“自动控制系统”。
认识自动控制系统
一
自动控制系统就是在没人干预的情况下，利用控制装置使被控对象或过程按预期的目标自动运行的系统。
【全自动干手机】
【水箱水位自动控制】
认识自动控制系统
一
小练习：
自动控制系统中自动控制能力是哪里来的呢？
自动控制系统
输入
输出
控制器
执行器
认识自动控制系统
一
随着计算机技术的发展，计算机参与的自动控制系统越来越普遍，给人们的生活带来了极大的便利。
认识自动控制系统
一
空调自动控制系统，可以根据预设的程序，通过各种传感器采集房间内的温度、湿度等参数，然后通过计算机自动调节房间内的温度，创造一个舒适的温度环境。
定速巡航系统也是通过计算机来智能地调整车速，并且能正确适应各种道路状况和车辆行驶状态，使驾驶的汽车更加安全，更加省油。
认识自动控制系统
一
条件设置？
功能模块？
任务二：实践模拟，体会作用
打开桌面上的“声控灯模拟”，想一想设置怎样的条件，能够实现有声音的时候灯就会亮起来一段时间？
任务二：实践模拟，体会作用
想一想，这样的设置是怎样的效果？如果白天光线好不需要亮灯，光线暗时才亮灯，需要增加什么？
计算机在自动控制系统中的作用
二
定时器
计算机
定时自动灌溉
根据土壤水分含量实现自动灌溉，更具种植的农作物品种实现分类灌溉。
观察左边两个农场里的灌溉系统，请你将控制自动灌溉的控制器和相应功能进行连线 。
普通农场灌溉系统
智慧农场灌溉系统
计算机在自动控制系统中的作用
二
计算机在自动控制系统中的作用
二
计算机在自动控制系统中的作用主要体现在：
①更精准、更复杂的控制；
②智能控制，更方便；
③实时监控、数据传递。
计算机在自动控制系统中的作用
二
任务三：创新设计，畅想智能家居
如果现在有机会让你设计自己的家，你认为家里要购买哪些带有自动控制系统的设备，能让家更加时尚，更加舒适？
购物清单
□智能锁 □智能灯控 □电动窗帘 □空气净化器
□中央空调 □新风系统 □洗衣机 □电视机
□沙发 □扫地机器人 □烟雾报警器 □书桌
□冰箱 □衣柜 □茶几 □微波炉
我还想要补充的有： 。
这些设备可以通过 进行远程或智能控制。
智能家居生活
智能家居在保持传统设备功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性的智能化现代工具，使得人们能够更加智能地控制家庭设备和享受更加舒适便捷的生活体验。
举例
自动控制
控制器
计算机
无人驾驶、定速巡航、自动感应门、自动烘干机……
更精准、更复杂
智能控制，更方便
实时监控
数据传递

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