资源简介

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第 5 课 《控制系统 三个环节》教学设计
【教学内容分析】
本单元是一场立足于以控制系统，揭秘控制系统各环节的体验分析之旅，本单元上接生 活中系统的触摸体验，下接控制系统中的计算深入探究，架起了从理解走向构造的桥梁。本 课在整个单元中起着承上启下的作用，学生在本课认识控制系统，实现对控制系统“输入- 计算-输出 ”三个环节的分析，为后续进一步学习更为复杂的“控制系统的输入 ”、“控制 系统的输出 ”埋下伏笔。
【学情分析】
本课授课的对象是五年级学生，他们具有一定的信息获取能力，经过上节课的学习，已 初步感知生活中的控制系统，对生活的控制系统有初步认识，但尚未具体分析过控制系统的 组成，对其可抽象为“输入-计算-输出 ”三个基本环节尚不明晰。学生可能对真实案例中的 某个控制系统，找到其存在的输入、计算、输出存在遗漏、混淆等问题，对于计算环节的理 解可能存在较大的疑惑。
【教学目标】
1.了解控制系统，知道什么是控制系统。
2.理解控制系统中的“输入-计算-输出 ”三个基本环节。
3.感受控制系统的无处不在，提升数字环境下的实验探究意识和用学科思维解决真实问 题的兴趣。
重点：学会识别生活中的控制系统。
难点：理解分析控制系统中的三个基本环节
【教学环境及资源准备】
教师教学课件、学生学评单、展示实物小爱音响
【教学活动设计】
教学环节 教学过程 设计意图
一、情境入新题 1.情境导入教师唤醒小爱音响：小爱同学提问：小爱音响能听见我们在呼叫它，并给出回应，这是什么原因？ （猜想：它拥有控制系统）2.提出问题再呈现现象：让学生向小爱音响提问，例如：今天的气温如何？ 提问：小爱音响的控制系统是怎么运作的？（猜想：听到用户口令的声音，进行语言识别、网络搜索、将搜索结果 转换成语音，最后语音播报结果）今天我们以小爱音响的控制系统为例进行分析。导入课题——控制系统的三个环节。 联结真实世界， 由现象到结构， 激活控制系统 概念 ， 以问题 “触发 ”模型升 级，让学习在理 解中生发意义。
二、实例析环节 1. 理解控制系统的三个基本环节一个控制系统的运作，我们可以抽象为三个基本环节： “输入—计算—输出 ”。提问：找一找小爱音响控制系统的输入、计算、输出环节，具体对应哪 些操作？输入：用户的语音口令计算：语音识别、网络搜索匹配、文本转语音输出：小爱的语音回答提问：通过按键控制增大了小爱音响的音量，谁再来说一说？输入：获取按键指令（如开、关、增大、减小）与数据（增大值、减小 值）计算：将输入的指令与数据转换为具体执行（音量增大）所需要的指令 （或信号） 由“现象 ”至“本 质 ”，由“具像 ” 至“抽象 ”，聚 焦概念，深挖本 质，增强信息意 识。在实例的解构 中理解三个基 本环节。
输出：调整后的声音反馈：（总结提炼）输入方式手动输入（旋钮、开关、按键、手势）自动输入（通过各种传感器获取）计算计算机、 电路板、控制盒 ……输出方式完成任务的具体动作
三、实验探环节 1.分析楼道远程自动开门控制系统提问：在楼道远程自动开门控制系统中，输入、计算、输出又分别对应 哪些具体操作？输入：访客按下房号按键、访客和主人的声音对话、主人按下开门按键、 计算：与对应房号通信、远程控制舵机输出：、屋内响起铃声、访客和主人的声音对话、开门2.构建简易的远程开门控制系统（仅针对远程自动开门部分：按下按钮， 舵机旋转）提问：可以选用哪些硬件设备？并将设备进行分类。（学评单内选一选，填一填）环节任务与需要用到的器材：过程与控制输入计算输出环节任务按下开门按键将输入的按键开指令转换为开门执行所需要的指令开门动作用到器材 （按钮） （掌控板） （舵机）实践：①硬件链接，注意按钮和舵机数字端口的选择。 突显学生主体 和实验教学，让 学生经历实验 全过程，凸显重 点，提升学生的 科学精神和探 究意识。
②搭建mind+程序积木指令（提供半成品），执行并测试实际运作效果。反馈：展示作品，从程序到功能，从现象到原理，解析程序作品。 以“展 ”与“说 ” 的方式，提升成 就感，再次突显 对重难点的关 照。
四、拓展活概念 拓展：控制系统在生活中无处不在，我们再来分析以下两个系统，确定 它们的输入、计算、输出三个环节。①感应水龙头控制系统②楼道灯的控制系统控制系统感应水龙头楼道灯输入遮挡物(手、物体等）声音计算是否检测到被遮挡是否满足开灯要求输出出水亮灯反馈：（总结提炼）小区户外灯室内楼道灯医院走廊灯输入光线（光控开关）声音（声控开关）人（人体感应开关）计算是否满足开灯的 光线要求是否满足开灯的声 音要求是否有人输出亮灯亮灯亮灯同样是输出亮灯，在不同场景中，我们索要考虑的输入也是有所不同的。 无论在什么系统中，我们不仅要关注结果，更要注重它的过程与控制。 引导学生在新 的情境中迁移 模型 ， 活化概 念，也是在新情 境中评价学生 的素养表现。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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