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物联网控制与反馈 教学设计
课题 物联网控制与反馈 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 七年级
教材分析 《物联网控制与反馈》是浙教版2023信息科技七年级第三单元第13课的内容。本课将带领学生深入了解物联网中的控制与反馈机制。首先，学生将学习控制与反馈的基本概念，了解它们在物联网中的重要性和作用。通过学习控制的形式，学生将掌握手动控制和自动控制的原理及特点，并能够在实际应用中进行区分。此外，本课还将通过“智能水位控制”子系统原型中的水位控制实例，让学生深入了解控制与反馈在物联网中的应用。通过实践操作和案例分析，培养学生的实践能力和创新思维，为进一步探索物联网技术打下基础。
学习目标 信息意识：通过了解物联网控制与反馈的基本概念，培养学生的信息意识，使他们能够认识到控制与反馈在物联网中的重要性和价值。学生将学会从物联网的控制与反馈中提取有用信息，并能够在实际生活中运用这些信息解决问题。计算思维：掌握控制的形式（手动控制和自动控制）需要运用计算思维。学生将学习如何运用计算思维对物联网的控制与反馈进行设计和分析，以解决实际问题。通过本课学习，培养学生的计算思维，提高他们解决问题的能力。数字化学习与创新：学生将利用数字化工具和资源进行学习，掌握物联网控制与反馈的相关知识和技术。同时，鼓励学生探索创新应用，培养他们的数字化学习和创新能力，为未来的科技发展做好准备。信息社会责任：在学习过程中，强调信息社会责任，引导学生认识到在应用物联网控制与反馈时应当遵循法律法规、尊重隐私、保护数据安全。培养学生的信息道德和法律意识，使其能够负责任地使用物联网控制与反馈技术。
重点 了解控制与反馈
难点 掌握控制的形式、应用实例
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 通过展示一些物联网控制的日常应用场景，如智能家居中的灯光控制、智能灌溉系统等，引起学生对物联网控制与反馈的兴趣。 观察和讨论物联网控制的应用实例。 利用实际应用的展示，激发学生的学习兴趣和探究欲望。
讲授新课 环节一、控制与反馈的基本概念教师活动：控制：是指通过一定手段，使事物的性质、状态或行为按所要求的方向和轨迹进行变化的过程。在物联网中，控制是指通过传感器、执行器等设备，对物体或环境的某些属性进行调节或操作，使其达到预期状态的过程。反馈：是指将系统的输出信息返回到输入端，与输入信息进行比较，并根据比较结果调整系统输出的过程。在物联网中，反馈用于实时监测系统的状态和性能，并将信息返回给控制器，以便对系统进行必要的调整。强调控制与反馈在物联网中的重要性和作用：控制与反馈是物联网实现智能化、自动化的关键技术之一。通过控制，我们可以精确地调节物联网设备的行为和状态，使其满足我们的需求。而通过反馈，我们可以实时了解设备的运行状态和环境变化，及时发现问题并进行调整。环节二、控制的形式：手动控制与自动控制教师活动：手动控制：是指通过人工操作来控制设备或系统的运行。例如，手动调节空调的温度、手动开关灯光等。手动控制简单易行，但需要人工参与，且精度和效率较低。自动控制：是指在没有人工干预的情况下，通过控制器自动调节设备或系统的运行状态，以达到预定目标。例如，智能家居系统可以根据室内温度和湿度的变化自动调节空调和加湿器的开关和功率。自动控制可以大大提高控制的精度和效率，减轻人工负担，但需要具备一定的自动化设备和控制系统。通过实例对比手动控制与自动控制的优缺点：以智能家居系统和工业自动化系统为例，说明手动控制在操作简单、成本低等方面具有优势，而自动控制在精度、效率、人力成本等方面具有优势。根据实际需求和应用场景选择合适的控制方式。环节三、应用实例：智能水位控制子系统原型中的水位控制教师活动：介绍“智能水位控制”子系统原型中的水位控制原理：该系统通过安装在水源处的传感器实时监测水位高度，并将数据传输到控制器进行分析。控制器根据预设的水位高度与实际水位的比较结果，自动调节水泵的开关和水流量，以保持水位在设定的范围内。技术实现：包括传感器的选择与安装、数据传输协议的设计、控制器的编程与实现等。强调传感器准确性和数据传输稳定性对整个系统性能的影响。实际应用：展示智能水位控制在农田灌溉、城市供水等方面的应用案例，并讨论这些应用的优缺点和适用场景。引导学生思考如何根据实际需求对智能水位控制系统进行改进和完善。 听讲，思考并提问。分组讨论两种控制形式的优缺点及应用场景。观察模型或实物，了解实际应用中的控制与反馈机制。 帮助学生理解控制与反馈的基础概念，为后续的学习打下基础。使学生全面了解控制的不同形式，提高他们在实际应用中进行选择的能力。通过实际应用案例，加深学生对控制与反馈的理解，培养他们的实践能力。
课堂练习 提供指导和支持，解答学生在练习过程中遇到的问题。 根据所学内容，设计一个简单的物联网控制系统方案，要求实现手动和自动两种控制方式。 通过实际操作，提高学生的实践能力和创新思维。
课堂小结 总结本节课的主要内容，强调控制与反馈在物联网中的重要性。同时，提醒学生关注安全和隐私保护问题。 回顾所学内容，分享自己的收获和感悟。 帮助学生巩固所学知识，培养他们的信息素养和信息安全意识。
板书 物联网控制与反馈控制与反馈控制的形式应用实例
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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