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第9课　从人工到自动化 教学设计
课题 从人工到自动化 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级
教材分析 通过控制，各种设备能按预先设置的规则进行工作，达到人们期望的目标。例如，为了实现对室内温度的控制，可以利用空调自动调节室内的温度；为了实现对汽车速度的控制，可以人工控制加速踏板和制动踏板，让汽车加速、减速或停止；为了实现对土壤湿度的控制，在土壤干燥时自动打开灌溉器。人工控制和自动控制是什么？各自的特点是什么？为什么有的系统具有自动调节的功能？本单元将引领学生探究控制系统中的这些问题。本单元主要对应课程标准中“通过分析具体案例，了解反馈是过程与控制中的重要手段，初步了解反馈对系统优化的作用”和“通过分析具体过程与控制系统的实例，了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量，了解连续量可以经由阈值判断形成开关量，掌握开关量的简单逻辑运算”这两条内容要求。在教学内容处理上，首先引入学生比较熟悉的人工控制和自动控制案例，然后分析开环控制的过程，由开环控制不能满足的需求引出反馈和闭环控制，引导学生思考，培养他们的创新能力。本节课我们一起来学习相关知识内容。
学习目标 1．了解人工控制和自动控制的应用场景。2．了解人工控制和自动控制的特点。3．通过描述自动控制的过程，增强对自动控制特点的认识。
重点 1．了解自动控制的特点和优势。2．分析控制系统中自动控制的过程。
难点 判断控制系统工作时哪段过程是人工控制或自动控制。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 奶奶以前用老式的烧水壶在燃气灶上烧开水，等水开了，要过去关掉燃气；妈妈现在用电水壶烧水，灌上水并按下开关通电，然后她就忙别的事情了，水开了电水壶会自动关闭电源开关。奶奶和妈妈烧水的过程，有什么区别？ 学生认真聆听、讨论。 引发学生的兴趣与思考。
讲授新课 一、分析两种控制方式的主要特点 奶奶烧水的过程：特点：需要人工实时监控过程。妈妈用电热水壶烧水的过程：妈妈不需要关注水何时烧开，可以走开去做其他事情，因为这个水壶具备自动控制（关闭电源）的功能。人工控制：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程需要人做出必要的操作，从而保证控制系统的输出符合预期目标，那么实现这项功能的过程就属于人工控制。自动控制：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程不需要人工干预，就能保证控制系统的输出符合预期目标，就可以说这个过程是自动控制。二、分析生活中人工控制的案例结合生活中一些人工控制的场景，举例说明如何描述控制过程；然后给出以下表格，让学生补充生活中还存在哪些场景涉及人工控制，表格中适当给出一些提示。三、分析空调控制室温的过程1．天气炎热，请描述你开空调并让室温逐渐下降为26℃的过程。2．以上过程中，哪些需要人工的控制？按下遥控器的电源开关、设置制冷模式、设置温度为26℃、设置风速为2挡 3．以上过程中，哪些是空调自动控制的？吹出冷风、检测室温 学生认真聆听教师讲解，积极参与讨论；小组讨论完成学习活动教师引导学生思考：积极参与小组讨论，分享并讨论自己的见解和发现。 激发学生的学习兴趣，引导学生关注寻找解决问题的途径与方法，以及解决问题并验证结果等阶段。通过互动讨论。促进学生之间的交流与合作。为后续课程打下基础。
作业布置 根据前两项任务的感受，并上网查阅资料，说说人工控制和自动控制的优缺点。
课堂小结 1．人工控制，需要人对控制系统的工作过程（或其中某一段过程）进行必要的操作。 2．自动控制，控制系统能自动按预定的程序进行运转，不需要人工干预。 3．人工控制和自动控制普遍存在，而且随着社会科技的进步，很多系统的自动控制程度会越来越高，给人们带来更多的便利。
板书 一、分析两种控制方式的主要特点二、分析生活中人工控制的案例三、分析空调控制室温的过程
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第9课　从人工到自动化
(义务教育版）六年级上册
教学目标
1
新知导入
2
议一议
3
想一想
4
学一学
5
练一练
6
课堂总结
7
作业布置
8
1
教学目标
1．了解人工控制和自动控制的应用场景。
2．了解人工控制和自动控制的特点。
3．通过描述自动控制的过程，增强对自动控制特点的认识。
2
新知导入
奶奶以前用老式的烧水壶在燃气灶上烧开水，等水开了，要过去关掉燃气；妈妈现在用电水壶烧水，灌上水并按下开关通电，然后她就忙别的事情了，水开了电水壶会自动关闭电源开关。
3
议一议
妈妈烧水关闭电源的方式是自动控制。
奶奶烧水关闭燃气的方式是人工控制。
奶奶和妈妈烧水的过程，有什么区别？
4
想一想
是的。
2．妈妈烧水时，接通电源开关，是人去操作的吗？水烧开后，是人去断开电源还是自动断的？
妈妈手动接通的电源；最后断开电源是自动的。
　 1．奶奶烧水时，打开和关闭燃气灶开关都是人去操作的吗？
5
学一学
一、分析两种控制方式的主要特点
　　奶奶烧水的过程：
打开燃气
等待和关注
关闭燃气
人工操作
水烧开
人工监控
人工操作
特点：需要人工实时监控过程。
5
学一学
妈妈用电热水壶烧水的过程：
妈妈不需要关注水何时烧开，可以走开去做其他事情，因为这个水壶具备自动控制（关闭电源）的功能。
接通电源
水烧开
自动断开电源
5
学一学
人工控制：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程需要人做出必要的操作，从而保证控制系统的输出符合预期目标，那么实现这项功能的过程就属于人工控制。
5
学一学
调亮度
土壤水分
风扇转速
骑行速度
人踩脚踏板
人调风扇转速
人工浇灌
人控制灯亮与灭
人工控制的案例：
5
学一学
自动控制：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程不需要人工干预，就能保证控制系统的输出符合预期目标，就可以说这个过程是自动控制。
5
学一学
电饭锅煮饭，饭煮熟后能自动切换到保温状态；
自动控制的案例：
马路边的自动感应灯，天色变暗会自动亮起，天色变亮会自动熄灭；
大楼里的烟雾报警器，烟雾浓度超过一定范围时会自动报警；
智能驾驶汽车，不需要司机手动控制方向盘，汽车就能自动根据路况变道、转弯、掉头等。
5
学一学
二、分析生活中人工控制的案例
　　根据所列举的案例场景，分析其中包含的人工控制过程。
案例场景 实现的功能 人工控制的工程
驾驶汽车（非智能驾驶） 车速变大或变小 配合使用加速踏板或制动踏板
左转或右转 适当旋转方向盘
用手机听音乐
用洗衣机洗衣服
5
学一学
我就是这样控制音量大小的。
案例场景 实现的功能 人工控制的工程
驾驶汽车（非智能驾驶） 车速变大或变小 配合使用加速踏板或制动踏板
左转或右转 适当旋转方向盘
用手机听音乐 音量变大或变小 按手机上的音量按钮
用洗衣机洗衣服 设置洗衣模式 按下操作面板上对应的按钮
触摸式开关灯 灯亮 触摸开关
5
学一学
三、分析空调控制室温的过程
　　 1．天气炎热，请描述你开空调并让室温逐渐下降为26℃的过程。
我首先插上电源插座，然后按遥控器上面的按钮，设为26℃就完成了。
我也是这样操作，但屋里的温度要等一段时间才感觉到下降，说明空调一直在自动进行降温工作。
5
学一学
　　2．以上过程中，哪些需要人工的控制？
　
　
3．以上过程中，哪些是空调自动控制的？
按下遥控器的电源开关、设置制冷模式、
设置温度为26℃、设置风速为2挡
吹出冷风、检测室温
5
学一学
　　你能根据下面的描述，用箭头和文字画出空调自动调节室温的示意图吗？
　
　　
夏天开空调前，室内气温是30℃，我希望降为26℃，于是通过控制器设定26℃为标准温度（阈值），空调开始制冷；当检测到室内气温降为26℃时，空调停止制冷，保证室温恒定在26℃；检测到室温上升，空调又开始制冷……
5
学一学
人启动空调
设置温度（阈值）
空调制冷
室内逐步升温
停止制冷
检测到室温达到阈值
室内逐步降温
检测到室温高于阈值
自动控制，不需要人的干预，直到关空调。
6
练一练
小车前行，它能自动沿着路线行走。
　　运行自动循迹机器人程序，观察机器人沿着路线行走的过程。
在无人驾驶应用中，这种车要装传感器，用来检测道路左右两侧的线，自动控制车身在两侧线中间，保证自己在正确的车道上行驶。
7
课堂总结
1．人工控制，需要人对控制系统的工作过程（或其中某一段过程）进行必要的操作。
2．自动控制，控制系统能自动按预定的程序进行运转，不需要人工干预。
3．人工控制和自动控制普遍存在，而且随着社会科技的进步，很多系统的自动控制程度会越来越高，给人们带来更多的便利。
8
作业布置
根据前两项任务的感受，并上网查阅资料，说说人工控制和自动控制的优缺点。
它们有各自适用的场合。对于要求精度高、规模大、反应快或者比较危险的工作场合，自动控制更适合，如制造业生产线、自动驾驶、航空航天、化工、勘探等领域的工作场所。对于一些简单的工程和生产环节，采用人工控制即可满足要求。
9
板书设计
一、分析两种控制方式的主要特点
二、分析生活中人工控制的案例
三、分析空调控制室温的过程
　
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