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控制的改进与优化
控制的改进与优化
年级 六年级 章节 身边处处有系统
课时安排 1节
执教教师 学校
一、教学内容分析
本单元以身边处处有系统为主题，意在引导学生多多观察生活中的事物，从身边系统出发，分析系统的各个元素，本堂课师以系统控制的改进与优化为聚焦点，让学生了解控制中的开关量与连续量的定义，并加入逻辑运算的训练，让学生了解可以通过数字、字母等形式来对逻辑运算进行表示，最后让学生了解系统并不是一成不变，而是需要通过程序或者用户的反馈来不断优化，达到更好的系统。
二、教学对象分析
六年级学生在五年级的基础上，已经对算法有了较为深刻的了解，了解了算法对生活的巨大影响，在此阶段，对生活中的观察能力逐渐变强，已经具备一定的分析能力，能够根据学习内容动手制作一些简单编程，并能够通过在线平台或工具去搜寻信息，同时六年级学生热衷于将信息科技所学内容与生活实际联系，通过小组合作和自主设计等形式，加大了学生对于信息科技的兴趣。
三、教学目标
了解开关量与连续量的基本含义（信息意识）理解实现反馈的基本原理（信息意识）了解简单逻辑运算规则（计算思维）能够运用技术手段（数字化学习与创新）
四、教学重点与难点
教学重点：1.了解开关量与连续量的基本含义 2.了解简单逻辑运算规则教学难点：1.连续量与开关量的关系2.理解实现反馈的基本原理 3.能够运用数字表示生活中的一些简单逻辑运算
五、教学环境（软、硬件）
教学一体机
六、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
一、回顾旧知 师：上节课我们学习了系统的过程控制室如何实现的，现在虽然已经过了夏天，但炎热的天气还是让大家离不开空调，哪位同学能来说一说空调的空调过程控制的三个环节分别是什么呢？通过同学们描述，我们不难发现在空调系统中，我们可以把它分为两部分，一部分是开关机的时候，一部分是正在工作的时候，这两者的计算有何区别呢？ 思考空调系统过程控制分别是什么？ 回顾旧知，联系这节课的开关与连续量（空调的开关与空调运行时）
二、连续量与开关量的概念引入 师：其实在我们的过程控制的输入分为开关量和连续量，以我们的空调为例，当空调开关时，输入只有开和关两种形式，这种形式的输入即为开关量，当空调运行时，我们设定了一个温度，空调的输入方式就变成了不断在获取室温的数值，这种可以连续变化的变量，即为连续量。那么当连续量达到一定数值，也会转换为开关量，例如当室温已经低于设定温度时，此时空调就会停止出风。同样在我们的生活中很多这样的系统，如小球沿两根八字形木杆滚下、感应水龙头等，你还有哪些生活中的系统可以举例呢？请观察下面表格的三个系统，动手尝试补充完整。 学生认识连续量与开关量的含义，能够理解二者之间的关系，并与生活实际结合， 认识连续量与开关量的含义，理解开关量与连续量之间的转换
三、控制中的逻辑运算 师：不同的应用和场景，需要使用不同的控制形式。例如在银行客户保险柜、家里的智能门锁、自动扶梯等不同的系统，这些不同的控制形式可以通过开关量的逻辑运算来表示，开关量“开”和“关”，逻辑值的“真”和“假”，都可以用数字0和1代表。分别是三种情况：与、或、非，请大家看到书上17页，我们一起了解三种不同的情况各有多少种情况。我们可以通过简单的电路系统来模拟，准备两个开关，一个小电灯，动手尝试一下把。请大家根据刚刚对于“与、或、非”的了解，给这三种场景分别连线对应 了解逻辑运算的三种情况：与、或、非，并通过电灯系统来进行简单模拟。
四、通过反馈优化控制 师：在天气炎热的夏季，假设空调没有温度控制，打开电源开关后，空调制冷压缩机会持续工作，温度会持续下降，浪费电能。因此，需要对控制过程进行优化，将房间温度维持在设定的温度附近。要实现这个功能，需要在输出与输入之间建立关联。通过温度传感器对房间温度进行检测，并将结果反馈到控制输人端，构成一个有反馈的控制闭环，从而实现系统自动控制。现在我们学习了空调恒温控制系统框图，请同学们小组合作，尝试列举具有反馈控制的实例，并描述其功能和控制过程。 学生尝试列举具有反馈控制的实例，并描述其功能和控制过程 让学生了解反馈优化控制在生活中的重要性与广泛应用。
五、开拓视野 师：带反馈的控制广泛的应用在生活中的各个场景，节约了许多能源实现反馈的方式也多种多样，有机械控制反馈、电子控制反馈和混合式控制反馈等，就连家中的常用的抽水马桶也是如此，同学们可以根据自己感兴趣的方向，如航天、赛车在这些方面有哪些反馈控制呢？。 拓展学生视野，要学生了解更多的带反馈的控制方式
六、单元回顾 师：在这个单元的学习中，我们从生活总的系统出发，对系统的组成、过程与控制、赶紧与优化三个方面，全方位的带同学们了解系统在生活中的应用，但老师只是为大家打开了一扇关于系统的大门，复杂的系统往往有着更为复杂的关系与研究，需要同学们花费时间去深入了解，请同学们根据本单元的学习互相交流一下收获并对本单元各个知识点的学习情况进行自我评价。
六、板书设计
控制的改进与优化开关量与连续量控制中的逻辑运算通过反馈优化控制
七、教学反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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