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信息科技 五下
第6课《控制系统的输入》教学设计
教学内容与学习对象分析：
一、教材内容分析
《控制系统的输入》是浙江教育出版社信息科技五年级下册第二单元《控制系统》的第3课。本课聚焦在对生活中熟悉的控制系统进行分析，知道各种各样的输入，识别出输入对应的形式；了解不同输入对控制系统的影响；并在具体系统案例和实验情境中掌握输入的不同形式和数据；能够体会到自主可控系统在解决安全问题时的重要意义。本课教学加深学生对输入环节的理解，也为后续学习控制系统中的输出、计算、反馈及综合运用自动化控制做认知铺垫。
二、学习对象分析
1.学习基础：经过五下第一单元《生活中的系统》和第二单元第4课《生活中的控制系统》、第5课《控制系统的三个环节》的学习，学生已经知道控制系统的概念，能简单分析控制系统的三个典型环节。
2.学习能力：日常生活中，学生已经接触到各种各样的控制系统，生活经验的辅助，能够帮助他们从感性认识走向理性建构，理解各种控制系统的输入。且五年级学生已从具象思维进阶到抽象思维阶段，他们善于合作、乐于表达、敢于创造，有一定的生活经验和解决问题能力。
3.态度习惯：学生经过第五课学习，对控制系统的输入环节有了初步的了解后，他们踏入本课学习旅程时，心中充满了自信。他们已经准备好深入探索控制系统的输入的奥秘，并且对于即将学习的内容怀抱着积极而坚定的期望。五年级学生虽然能够在程序中感受不同的输入类型，建立了输入多样化的观念，但对于灯的控制系统运行过程中不同输入对控制系统的影响尚不明确，不能准确归纳。
教学目标分析(含核心素养导向)：
1.通过生活实例的分析，理解各种各样的输入。
2.通过分析控制系统的输入类型，了解不同输入对控制系统的影响。
3.通过对灯的控制系统的实验和分析，感受自主可控技术的重要意义。
教学重点：通过分析控制系统的输入类型，了解不同输入对控制系统的影响。
教学难点：通过对灯的控制系统的实验和分析，了解不同输入对控制系统的影响。
教学过程：
一、回顾：控制系统的三个基本环节（输入环节）
回顾前面的学习内容：控制系统的三个基本环节（输入、计算、输出）。
【教师引导】
1.在之前的学习中，我们抽象出了控制系统的三个环节，同学们还记得吗？
2.在生活中“输入-计算-输出”的控制模式无处不在，与控制系统一脉相承。今天就让我们继续深入学习控制系统的结构逻辑，围绕“输入”开展探究。
【设计意图】厘清控制系统的三个环节，通过集体回忆控制系统的三个基本环节——输入、计算、输出，加深学生对过往学习内容的理解与巩固，为后续深入探讨“输入”环节奠定基础，促进知识体系的连贯性构建，使学生能够将新旧知识有效衔接。
探索：各种各样的输入
控制系统 输入数据 数据形式 选择请打√
□ 人为设置数据
□ 系统感应或计算的结果数据
水龙头控制系统 □ 人为设置数据
□ 系统感应或计算的结果数据
指纹锁控制系统 □ 人为设置数据
□ 系统感应或计算的结果数据
分析控制系统的输入类型，了解输入的形式是可以多样化的。同一个系统中可以设置多种输入形式来帮助我们控制系统。
【教师引导】
1.之前学习中，发现水龙头打开阀门能放出水来；打开电灯开关会亮起；指纹门锁检测到正确指纹或密码能开锁。同学们，你们能找到这些控制系统中的输入环节吗？请将回答填写在学习单上。
2.水龙头系统的输入是阀门状态，灯光系统的输入是开关状态，都是人为设置的数据。智能门锁控制系统的输入是指纹、密码等，是控制系统通过传感器等感应或计算的结果数据。同一个系统中可以设置多种输入形式来帮助我们控制系统。
3.现在让我们一起用学科视角观察生活，用学科思维分析问题，以实验为抓手探索更多关于控制系统输入的奥秘。
制方式 输入 输出
LED 灯亮
LED 灯亮
LED 灯亮
LED 灯亮
【设计意图】本环节旨在通过观察、讨论和探索，理解控制系统的多样化输入。通过水龙头控制系统、指纹门锁控制系统等系统的对比，分析控制系统的输入类型，了解输入的形式是可以多样化的。此举意在加深学生对输入多样性的认识，为实际应用奠定基础。同时，通过探讨指纹门锁的输入方式，启发学生思考多种输入在控制系统中的重要性，理解其在复杂情境下相互补充，共同确保控制系统稳定可靠。
三、建构：灯光控制系统中的输入类型分析实验
1.实验探索：使用“信息科技实验板编程工具”打开运行3个不同的实验程序，尝试用不同的输入方式让灯亮起来，填写学习任务单。
2.展示小结：教师汇总三个实验，引导学生抽象出“输入”这个环节。在不同的情境或场景中要选择合适的输入启动控制系统
3.拓展实验：进行用其他输入形式控制灯光，填写学习任务单。
【教师引导】接下来将通过灯光控制系统的实验，一起探究控制系统中不同输入方式。首先请大家拿出灯光控制系统的实验套件模块，打开信息科技实验板编程工具，导入程序文件。
1.实验一：用按键控制灯光。请同学们运行程序进行探究。现在请同学们按下按键A，观察LED灯的变化，发现了什么呢？请填写在实验记录单上。【播放实验视频】
现在灯光是由按钮控制的，按下按键，LED灯就会亮起。你们答对了吗？所以现在灯光控制系统的输入是按键按下，通过控制器计算，以亮灯形式输出。
2.实验二：用光控制灯光。现在让我们更换程序文件，再运行程序进行探究。这次你又发现了什么？用光线变暗，LED灯也会随之亮起。现在系统的输入是什么呢？请你在记录单上写一写。【播放实验视频】
现在灯光系统由光线传感器进行输入，当灯光变暗，LED亮起。\在我们的生活中，每当夜幕降临，光线变暗路灯就会自动亮起照明道路，就是采用了这样的输入方式。
3.实验三：用声音控制灯光。现在让我们将程序文件更换成实验三，运行程序后，一说话灯光就会自动亮起。【播放实验视频】同学们，现在的输入形式是什么呢？
现在灯光由麦克风控制，当声音音量增大，LED灯亮。控制系统从麦克风输入，控制器计算，亮灯输出。
通过三次实验，我们尝试用按键，声音，光线进行了输入，控制板通过计算，以亮灯形式进行输出。路边路灯你觉得使用哪种输入更合适呢？路灯系统的输入可以通过按键，光线变化可以让灯亮起。而声控灯则不合适，因为路边车来车往声音嘈杂，灯会处于常亮状态。所以我们在不同的情境或场景中要选择合适的输入启动控制系统。
4.同学们，灯光控制系统还可以使用哪些输入方式呢？欢迎继续探索尝试，拓展的成果也请记录在表格中，期待同学们分享自己创作的灯光控制系统哦！
【设计意图】通过探究按键灯的输入，一实验帮助学生清晰地理解控制系统中的输入（按键操作）与输出（RGB灯状态）之间的直接联系，控制系统中的输入（光线强弱）与输出（RGB灯状态）之间的关系，认识到输入（如声音大小）与输出（RGB灯状态）的关联，理解输入影响着输出。教师通过小结强调光控灯的输入是光线强弱，是通过传感器获取的外部数据。
三项实验拓宽了学生对控制系统输入多样性的理解，并切身感受到灯的控制系统的输入形式是多样化的，是动态的、可以相互转换的。
四、应用：分析控制系统中的输入类型
1.观察思考并分析人脸识别进展闸机控制系统输入，感受输入是动态改变的，相互之间可转换和影响
2.烤箱控制系统输入分析，控制系统的输入可以有不同的形式，了解不同系统可能有不同的输入类型。
【教师活动】
1.在视频中我们学习到通过除了观察控制系统的工作流程来分析输入，我们还可以将控制系统分解为几个小系统来逐个模拟、仿真，从而分析出输入类型。
2.在火车站人脸识别进站闸机控制系统的运行中，既有\人脸识别验证，\也需要进行身份信息确认，确定是否是本人及是否购买火车票，在分析时可先分解系统，再分析出输入是人脸信息、身份信息。计算后如果人脸和身份信息不匹配时，闸机就无法开闸。总结出输入是动态改变的，相互之间可以转换和影响。
3.烤箱控制系统中的输入是加热温度、加热时间。控制系统的输入可以有不同的形式，不同的系统可能会有不同的输入类型。
【设计意图】教师引导学生思考并识别不同系统中的输入类型，如闸机的身份信息、人脸信号以及烤箱的温度、时间设定等，使学生意识到这些输入既有外部自动捕获的也有人为设定的，展示了控制系统输入形式的多样性。
这一过程有助于强化学生理论与实践相结合的能力，提升他们分析、解决问题的技能，本环节将学生所学的控制系统输入类型的理论知识融入日常生活应用，通过闸机控制系统和烤箱控制系统等实际案例的分析，深化学生对控制系统输入类型多样性的理解。
五、小结
【教师活动】
1.小结：输入形式是多样的，有信号、数据、干预、甚至是系统内部计算的结果。期待同学们可以学以致用，探索创造出更多的输入形式来帮我们启动控制系统。
2.布置作业：自动门是生活中常见的控制系统。当人靠近自动门，门会自动打开；当人离开后，门会自动关闭。自动门的输入有哪些不同形式呢？还有生活中其他系统，你是不是也能准确分析出输入呢？期待大家的精彩回答！
【设计意图】通过小结，不仅促进了学生对学习内容的深刻理解与记忆，还培养了他们的归纳总结能力和语言表达能力，体现了“以学生为中心”的教学理念。
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