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第10课 《开环控制应用广》教案
课程名称：第10课 开环控制应用广
年级：六年级
课时：45分钟
一、教学目标分析
知识与技能
1.能够精准阐述开环控制的特点，准确区分开环控制与其他控制方式。
2.能够熟练掌握绘制开环控制工作过程示意图的方法，清晰标注各环节。
3.能够依据开环控制特点，识别并分析生活和工业中的相关应用案例。
过程与方法
1.通过分析洗衣机、电风扇等设备的工作过程，培养观察、归纳和逻辑思维能力。
2.通过绘制示意图和分析案例的实践，提升动手操作和知识应用能力。
3.通过小组讨论和拓展活动，增强合作交流与创新探索能力。
情感态度价值观
1.学生对开环控制技术充满好奇与探索欲，热爱信息技术课程。
2.学生体会开环控制应用广泛，增强对科技价值的认知。
二、教学内容及重点
教学重点
1.深入理解开环控制按给定输入运行、不检测输出结果的特点。
2.熟练绘制开环控制工作过程示意图，掌握输入、计算、输出环节的表示方法。
3.学会分析生活和工业中开环控制应用案例的控制过程。
教学难点
1.理解开环控制在面对干扰时输出结果易出现偏差的原因。
2.引导学生从复杂的实际场景中准确识别开环控制，并深入分析其局限性。
3.培养学生在拓展活动中，根据开环控制原理对机器人运动程序进行优化和创新的能力。
三、教学过程设计
教学过程 教学内容 教学方法
情景导入 （5分钟） 师：大家应该都知道这些场景，闹钟叮叮响，但它没有办法保证“主人一定起床” ；洗衣机隆隆转，但也无法保证衣物一定能被洗净。这是为什么呢？本节课我们就来一起探究吧。 师：本节课的学习目标有三点：一是了解开环控制特点；二是能绘制其工作过程示意图；三是通过实例分析，知晓它在生活中广泛存在。 师：学习内容包含，分析开环控制特点；绘制并剖析电风扇工作过程；分析生活中开环控制应用案例。 师：首先请同学们代入下面的两个情景来思考几个问题：小智设定每天早上 7 点闹钟响，提醒自己起床，闹钟一直响到停，小智都没起床，闹钟能继续响吗？洗衣机洗衣服，按规定程序工作直到结束，能控制这些衣服一定能洗干净吗？ 生：思考并回答 师：答案显然是都不能，因为它们都不会检测结果。 问题导向学习
师生互动 合作探究 （实践操作）（10分钟） 师：现在请大家按“输入 — 计算 — 输出” 模式补充洗衣机工作过程示意图，并回答相关问题。 师：洗衣机工作时，输入为洗衣模式并启动，计算是按选定模式生成指令，输出是按设定程序运转。 师：结合绘制的洗衣机工作过程示意图，我们思考下面两个问题:一是洗衣机的工作过程是否从开始到结束，都按设定的程序执行？二是如果爸爸发现衣服洗得不够干净，还想用洗衣机洗，是否只能重新设置模式，让洗衣机再执行一遍洗衣流程？ 生：思考并回答。 师：刚刚的两个问题答案都是“是”。 师：洗衣机工作时，就是按照给定的输入运行，然后按预期的目标形成输出结果，而且这次的结果无法改变，这也是开环控制的特点。 讲授法 讨论法
师生互动 合作探究 （实践操作）（10分钟） 师： 使用电风扇时，我们接通电源并选择风速挡位，它就会按预定模式转动。现在请大家结合此工作过程，绘制出其工作过程示意图。 师：电风扇工作时，输入风速挡位，计算环节按设定风速生成指令，输出为按指定挡位转动。 师：比较电风扇的工作过程和洗衣机的工作过程，你发现它们有什么共同点？ 生：思考并回答。 师：电风扇和洗衣机的工作过程都属于开环控制，不对输出结果进行检测。 师：如果人们觉得降温效果不明显，电风扇能感知这个信息并重新选择合适的挡位转动吗？ 生：思考并回答。 师：电风扇接通电源选定挡位后，即便降温效果欠佳，也无法感知并重新选挡转动，这种不依据输出结果调整的工作方式，就是开环控制。 师：一般来说，开环控制系统的结构比较简单，不需要对输出结果进行检测；其操作往往也比较简单。很多开环控制系统的工作过程都是厂家设定好的，它产生的结果也基本是固定的，人们只需控制输入，就可以得到预定的输出。 师：因为开环控制系统没有自我调节和修正的能力，因此，在工作过程的任何环节受到干扰时，输出的结果都会出现偏差，最终无法实现预期的系统功能。如衣服太脏或量多，普通洗衣模式难洗净；食物多，微波炉难热透。 师：开环控制系统在日常生活中很常见，像电风扇按挡位转动、微波炉按设定加热、电饭煲按程序煮饭，都是其具体应用实例。 讲授法 讨论法 实践操作
师生互动 合作探究 （实践操作）（9分钟） 师：下面请同学们参照表格，列举 2 - 3 个开环控制系统，分析其控制过程中的输入与输出。 师：电子闹钟，输入设定响铃时间，就会在对应时刻输出响铃动作。电热水壶，输入加热指令，便开始加热。这些都是生活中常见的开环控制系统。 讲授法
拓展深化，回归生活 （8分钟） 师：下面请同学们补充微波炉加热食物的工作过程示意图，大家需梳理其输入、计算、输出等环节来绘制。 师：微波炉工作时，输入为选择的加热挡位、时间并启动，计算是依此生成指令，输出是按指令加热。 师：我们继续来完成下面这个任务，设计一个机器人，设置机器人运动参数使其走出正多边形，我们可以通过阅读、设置、运行程序，分析执行过程，判断是否符合开环控制特点。 师：完成第二个任务，我们需要用到一块主控板和两个马达。首先我们将两个马达通过连接线分别连接到主控板的的M1、M2接口。 师：接下来在软件中打开控制机器人行走的程序，点击“刷入” 操作，将程序刷入到主控板。 师：修改控制电机速度并将修改后的程序再次刷入主控板运行，查看效果，判断是否符合开环控制特点。 讲授法 实践操作
课后作业（1分钟） 找工业中开环控制系统应用案例，写 300 字报告，含场景、过程、局限。
课堂小结与评价 （2分钟） 本节课， 我们了解了开环控制的特点，掌握了绘制其工作过程示意图的方法，通过实例分析，知晓开环控制系统在生活中普遍存在。
教学反思 1.反思点：教学中存在一些问题。讲解开环控制特点时，部分学生对其易受干扰导致输出偏差理解不深，或许是案例分析不全面；学习活动里，个别学生参与度低，小组合作效果不佳；实践操作时，部分学生绘制示意图和设置参数有困难，知识掌握不扎实。 2.改进措施：为提升教学效果，增加如信号干扰下自动门开环控制的案例，对比分析加深理解；优化小组分组与分工，设共同目标提升合作；操作前加强示范指导，提供练习时间解决问题。
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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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