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 控制与反馈
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技（六年级下）教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
作业练习
课堂作业要求：填一填，补全青瓜大棚自动除湿系统和自动温控系统控制框图。 自动除湿控制系统： 自动温控控制系统： 评价标准： 评价内容评价星级完全符合 ☆☆☆基本符合 ☆☆还需努力 ☆1.能填写正确的设定数据。2.能根据判断条件填写正确的执行器状态。3.能选择正确的传感器。
自动除湿控制系统参考答案： 自动温控控制系统参考答案： 课后作业要求：举例说明生活中自动控制系统的反馈，并用图示表示。 评价标准： 评价内容评价星级完全符合 ☆☆☆基本符合 ☆☆还需努力 ☆1.能通过举例说明生活中自动控制系统的反馈。2.能用图示表示生活中自动控制系统的反馈。
参考答案： “阳光花房智能光照系统”的工作图示： “恒温花房温控系统”的工作图示： “恒湿花房土壤湿度控制系统”的工作图示：
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21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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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 控制与反馈
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技（六年级下）教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
教学内容与学习对象分析
1.教学内容分析 本课主要内容包括“反馈”和“反馈的控制作用”。重点学习的大概念是“计算机系统可以抽象为输入、计算和输出三个典型环节”和“物理世界中的事物都可表达为数据”。 本课是在第2课《控制的形态》的基础上，对“闭环控制系统”的反馈机制做进一步的探究，为本单元最后一课《反馈的实现》奠定基础，同时为第二单元第5课“控制系统中数据”的学习作准备。本课重点是探究闭环控制系统能达成精准控制的背后道理，即“反馈输入与设定输入的反复比较”。 本课在“探索”部分给出“青瓜大棚自动加湿系统”作为学习导入。“反馈”部分继续以此情境认识输入量与输出量，理解反馈输入与设定输入比较产生控制的过程。“反馈的控制作用”从控制的具体功能实现上，通过“青瓜大棚自动加湿系统”的反馈控制过程，进一步理解反馈与控制的过程，感受其自动化和精准化控制的优势。本课以“青瓜大棚白天与夜间的智能加湿”作为经典例子进行探讨，从功能至原理，从具体至抽象，实现理解的突破。 2.学习对象分析 学习对象是六年级学生，经过前两课的学习，学生已经理解“控制系统”与“自动控制系统”的区别，认识了自动控制系统中开环和闭环两种形态，能够根据“输入-计算-输出”三个环节去理解自动控制系统。六年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，学生的求知欲强，具备了一定的抽象、概括能力，已经能够将一个计算系统抽象为“输入-计算-输出”三个环节。并具有一定的实验探究经验，能够基于现象理解控制系统运作机制。从知识基础看，学生虽然在生活中已经体验了各种自动控制系统，但对被控对象的输出数据与用传感器捕获该数据之间的关系较为模糊，以及对捕获的被控对象数据与设定目标的比较关系较为模糊。这就需要教师精心设计真实性的实验探究内容，帮助学生理清这些数据量之间的关系，真正感受到反馈对控制系统的精准控制作用，激发学生解决真实问题的兴趣。
教学目标分析（含核心素养导向）
1.通过探究校园农场中青瓜大棚的自动加湿系统，了解反馈的概念。 2.通过自动加湿系统的实验探究，理解传感器获取的数据与系统设定和系统输出之间的关系，构建控制系统的逻辑，感受反馈对控制系统精准控制的作用，发展计算思维。 3.感受基于反馈控制系统的无处不在，增强用数字实验探究控制系统和解决真实问题的兴趣。 教学重点： 反馈与设定输入经由比较产生反复控制的过程。
教学难点： 1.设定输入与反馈输入的不同的数据意义。 2.比较结果与控制的关系。
教学过程
（一）回顾：观系统忆所学 1.根据教师投屏画面（实验板模拟的加湿器硬件），猜测它属于哪种控制形态。 图1 智能加湿器投屏演示 2.集体观察投屏的“加湿器”的控制过程，验证原本的猜测。 （二）探索：体验加湿系统 1.同桌二人为一组，观看硬件连接示意图，分工完成模型搭建：组员1负责连接硬件，组员2负责检查连接是否正确。通过展示小组的硬件连接的投屏演示，再次修正错误的连接，如图2所示。 图2 硬件连接示意图 2.开展实验探究： （1）猜想“当前空气湿度与适宜湿度啥关系时，加湿器开始工作”，组员2将猜想作为实验假设，填写实验单。 （2）组员1烧录并运行程序，如图3所示，组员2负责实验记录。 图3 烧录并运行程序 3.二人共同讨论，填写实验结论，如表1所示。 表1 智能加湿系统控制原理探究实验 猜想当前空气湿度小于阈值（ ）时，加湿器_________（开/关）次数当前空气湿度（%）加湿器工作状态（开/关）123结论：通过启动前的输入，大棚要求达到的最低湿度数据是（ ），通过湿度传感器不断检测，获得（ ）湿度数据。当（ ）时，加湿器（ ）。
4.听取发言小组的实验报告分享，作出点评：实验猜想是否明确，实验记录是否完整，实验结论是否正确。 （三）建构：探究加湿系统原理 1.打开“学习任务单”，完成以下任务：填一填，完成加湿器的控制过程框图及加湿器具体控制分析表，如图4所示。 图4 分析加湿系统的控制过程 2.听取展示学生的学习任务单分享与解释，检查其是否正确，做出点评。 3.思考并回答问题：反馈，对于加湿器的湿度控制有什么意义？ （四）应用：调整夜间加湿阈值 1.观看PPT上的情境拓展：如何完成夜间的自动加湿任务？需要修改程序中的哪个数据？如图5所示。 图5 夜间适宜青瓜生长的空气湿度 2.同桌二人一组完成阈值数据修改：组员1修改数值并保存，组员2烧录与运行程序。 3.小组再次实验观察并验证：记录实验数据，验证加湿器控制是否符合夜间湿度要求。 表2 夜间加湿系统实验探究单 假设用于夜间工作的加湿器，能将大棚湿度控制在_____ 次数设定空气湿度 （%）当前空气湿度（%）执行器 （开/关）结论1通过实验，证明加湿器是否能完成夜间加湿任务？（是/否） 理由是_____________________ ___________________________2345
4.思考问题：如何避免加湿的频繁的开与关？在听取发言小组的想法后，做点评与补充。 （五）评价：延情境固所学 1.打开“作业练习”，根据“自动除湿控制系统”需求，通过填一填的方式补全控制系统的框图。 图6 自动除湿控制系统 2.打开“作业练习”，根据“自动温控控制系统”需求，通过填一填的方式补全控制系统的框图。 图7 自动温控控制系统 （六）小结：理收获有所悟 1.两位学生代表结合板书说一说本节课的学习收获，特别是对反馈的理解。 2.在信息科技平台中，用一句话写一写本课的感悟（全体学生）。 3.观看教师展示的学生个性化感悟句，做出点评或说说感受。 板书设计：
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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 控制与反馈
教科书 书 名：义务教育教科书信息科技（六年级下）教材 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月
学习目标
1.通过加湿系统硬件连接，学会硬件模型搭建与程序的调试、运行。 2.通过自动加湿系统的实验探究，理解传感器获取的数据与系统设定和系统输出之间的关系，感受反馈与设定对精准控制的关系，构建控制系统的逻辑。 3.通过控制系统框图的梳理，进一步理解有反馈的控制系统运作的原理，深化对有反馈控制过程的理解，感受反馈对控制系统精准控制的作用。
课前学习任务
1.准备硬件器材：信息科技实验板、雾化瓶、超声波雾化模块、USB数据线等。 2.课前自行准备学习任务单。
课上学习任务
【学习任务一】硬件模型搭建 任务要求：同桌二人为一组，观看硬件连接示意图，分工完成模型搭建。 组员分工：组员1负责连接硬件，组员2负责检查连接是否正确。
【学习任务二】体验加湿系统 任务要求：开展实验假设，记录实验数据，分析并填写实验结论。 组员分工：组员1烧录并运行程序，组员2负责实验记录。
智能加湿系统控制原理探究实验 猜想当前空气湿度小于阈值（ ）时，加湿器_________（开/关）次数当前空气湿度（%）加湿器工作状态（开/关）123结论：通过启动前的输入，大棚要求达到的最低湿度数据是（ ），通过湿度传感器不断检测，获得（ ）湿度数据。当（ ）时，加湿器（ ）。
【学习任务三】探究加湿系统原理 任务要求：填一填，完成加湿器的控制过程框图、加湿器具体控制分析表。 【学习任务四】调整夜间加湿阈值 任务要求：同桌二人为一组，完成程序中的阈值数据修改,并烧录运行；小组实验观察并验证：加湿器控制是否符合夜间湿度要求。 夜间加湿系统实验探究单 假设用于夜间工作的加湿器，能将大棚湿度控制在_____ 次数设定空气湿度 （%）当前空气湿度（%）执行器 （开/关）结论1通过实验，证明加湿器是否能完成夜间加湿任务？（是/否） 理由是_____________________ ___________________________2345
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