资源简介

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作业练习
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 第13课 扩音系统的控制
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
作业练习
本课设置的练习作为设计实现扩音系统的反馈后的迁移应用，对恒温空调的反馈进行设计，即是对五下的内容的补充，也是一种学生生活情境的体验，是检验学生素养是否养成的方式之一。整节课通过生生互评、教师点评等的多种方式实现教学评一致性。 练习：空调在制冷时，若将温度设定为 26℃，控制器可以实时监测室内温度，实现精确的室温控制，用流程图表示该控制过程。 参考答案： 评价量规： 评价指标合格良好优秀流程图完整性缺少关键步骤或信息，流程不完整流程图包含基本步骤，但缺少一些细节流程图详尽，包含所有步骤和细节，并清晰标注逻辑性流程图逻辑混乱，步骤顺序错误流程图逻辑基本正确，但有小错误流程图逻辑清晰，步骤顺序正确清晰度流程图难以理解，符号和文字模糊流程图基本清晰，但表达方式单一流程图非常清晰，表达方式多样且恰当设计合理性流程设计不合理，无法实现控制目标流程设计基本合理，可实现基本控制流程设计高度合理，优化控制过程
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学习任务单
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 第13课 扩音系统的控制
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
学习目标
1.通过对自动控制音量的扩音系统所需功能的学习，理解反馈在扩音系统中的应用过程，感受扩音系统中反馈设计与实现全流程。 2.通过对自动控制音量的扩音系统算法的设计过程，了解可以通过问题描述、算法设计、程序实现等算法应用的全流程，理解计算机算法在扩音系统中反馈的设计与实现中的作用。
课前学习任务
1. 复习第一单元第三课《反馈与控制》和第四课《反馈的实现》。
2. 回顾上一节课计算机控制的扩音系统的系统框图和硬件连接。
课上学习任务
【学习任务一】 活动一：根据自动控制音量的扩音系统所需要的“听到”“比较”“控制”的能力，补全学习单上的流程图。 【学习任务二】 活动二：实验探究，确定阈值 环境测试值1测试值2测试值3安静的环境喧闹的环境
我们发现阈值设置：__________比较合适。
【学习任务三】 活动三：调整参数，验证算法 环境试验次数OLED屏幕上显示的环境音量值扩音系统的音量值是否能听清音乐声音传感器检测环境音量1是 否2是 否3是 否
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无
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教学设计
课程基本信息
学科 信息科技 年级 六年级 学期 春季
课题 第13课 扩音系统的控制
教科书 书 名：信息科技教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2024年1月
教学目标
1.通过对扩音系统的反馈设计，理解反馈在扩音系统中的作用。 2.通过对扩音系统的反馈实现，掌握扩音系统反馈的算法设计与实现。 3.通过分析典型应用场景，动手实践，体验扩音系统的控制。
教学内容
教学重点： 理解反馈在扩音系统中的作用。
教学难点： 扩音系统自动控制的算法实现。
教学过程
（一）回顾：复习旧知，搭建系统 观看黑板上的系统框图（图1），思考扩音系统中的关键过程。 图1 空白系统框图 【教师引导】 请一位举手的学生回答扩音系统的关键过程，板贴：控制器、执行器。 【设计意图】 通过扩音系统关键环节的回顾，检验学生对上节课关键知识的掌握情况，同时为自动调焦扩音系统的设计做好铺垫。 （二）讨论：创设情境，明确问题 1.观察展示台上零散的扩音系统的硬件模块，思考硬件连接的方式。一位同学上台连接硬件，其余同学观察“能否播放音乐”。 2.观看PPT（图2），思考：扩音系统遇到噪音干扰的生活事例。 图2 扩音系统遇到噪音干扰的生活场景 3.思考：在扩音系统受到外界环境噪音干扰的情况下，如何优化？ 【教师引导】 1.请一位中等水平学生上台搭建硬件系统，组织其余同学观察接线是否正确。 2.请2—3位举手的同学分享。 3.请1位因为刚刚因听不清音乐反应激烈的同学回答。 【设计意图】 通过创设一个扩音系统被噪音干扰的真实情境，引发学生对生活中真实场景的联想，认识到这类问题存在的普遍性，感受到解决这类真实问题的价值，为实践提升学习的意义感。 （三）建构：分解问题，设计算法 1.思考以下问题： （1）想要知道环境音量大小，需要借助什么器件？要能自动调节音量，还需要增加什么环节？ （2）如何把扩音系统的系统框图改为能自动音量调节扩音系统的系统框图。 2.看黑板上带有反馈的系统框图，思考能自动控制音量的扩音系统的算法。 【教师引导】 1.（1）先请2位没举手同学，再找2位举手同学补充。 （2）请1位举手的同学回答，若不完整再请同学补充，老师同时修改板书（图3）。 图3带有反馈的扩音系统的系统框图 2.请2位举手同学，1位没有举手同学回答。 【设计意图】本环节通过把任务分解，并利用反馈的知识，完成带有反馈的扩音系统框图，用自然语言的方式，完成自动控制音量的扩音系统算法的初步设计。 活动一：补全流程图 1.完成学习单上第一题的流程图填空（图4）。 图4：学习单第1题 2.根据上台学生的展示，对照本人流程图填写情况，进行补充与完善。 【教师引导】 1.教师巡视，确保每位同学都能完成流程图的填空，选取1-2组有典型错误的小组上台投屏展示，一起协助更改，其他小组自行校对完成学习单。 2.教师巡视，查看学生修改情况。 【设计意图】在利用自然语言描述算法后，通过补全流程图的方式，完成算法的设计，层层深入，实现重难点的突破，但学生流程图中“阈值”容易出错的点，展示出错流程图并修改，突破难点，引出阈值。 （四）应用：实现反馈，验证算法 活动二：搭建线路，确定阈值 1.思考：如何确定阈值。 2.小组合作，组员1连接实验板，采集三次不同环境下的声音值，组员2读取数据并记录在表中（表1），小组两人讨论并选择合适的阈值。 表1 声音检测记录单 环境测试值1测试值2测试值3安静的环境喧闹的环境
我们发现阈值设置：__________比较合适。 【教师引导】 1.请1位刚刚流程图填空中，阈值写错的同学回答。 2.观察学生实验，先提醒全体安静，过半分钟再播放嘈杂环境音，教师巡视，查看学生学习单填写情况。 大部分都完成后，请2组举手学生介绍一下自己的测试值，并说一说是如何确定阈值的。 3.拓展：根据教室环境和测得的实际值，可以选择一个或多个阈值，来得到环境声音与对应系统声音的关系。这里可以利用双分支结构，也可以是多分支结构。 【设计意图】 通过模拟环境噪音，找到合适的阈值。通过对阈值的探究，让学生在后续程序的修改中能确定合适的值，最终完成扩音系统中反馈的算法设计。 活动三：补全参数验证 1.观察课件中的流程图和程序代码，找到其中阈值、音量等关键参数。 图6：流程图和代码对比图 2.小组实验：组员1调整阈值、音量等参数，组员2观察LED上显示的数据，并记录在学习单上。 3.小组成员讨论学习所得。 表2 活动三记录单图 【教师引导】 1.演示课件，提问请同学说一说流程图和程序代码的关系。 2.教师巡视，查看学生实验情况，对于参数位置不明确的小组给予个别指导。 3.大多数完成后，请2个小组上台汇报，讨论阈值和音量之间的关系。 【设计意图】通过把流程图和程序代码放在一起，根据“听”“比”“控制”三个阶段，进行一一对比，使学生初步了解代码的含义，并为接下来的实验参数调整做准备。通过参数的调整，是否能顺利实现扩音系统的反馈控制，实现扩音系统的优化和稳态输出。通过最后程序的实现，验证反馈在扩音系统中的作用。在本环节，修改了教材中的源程序代码，把音量控制和音量显示合并在一起封装成一个单独的音量函数（图7），便于学生对于程序的识读。 图7 音量函数 图8 音量调节参数 学生通过三个参数的调整实验，感受到成功的喜悦，也进一步理解了算法设计的过程，计算思维和信息意识得到了培养，同时也传达迭代升级和优化的思想，为下一节课扩音系统的优化做铺垫。 （五）小结：回顾总结，理解反馈 根据板书回顾总结扩音系统中反馈的实现过程。 【教师引导】 请2位同学根据板书回答扩音系统中反馈的实现过程，回顾扩音系统反馈控制的算法设计和程序实现的过程，进一步理解反馈在控制系统中的作用，同时可以尝试在其他方向完成扩音系统的优化。 【设计意图】结合板书进行总结，梳理知识，通过扩音系统这一真实案例，对反馈、阈值、控制系统中的反馈等内容有更深入的理解。
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