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第11课 《通过反馈知效果》教案
一、教学目标分析
知识与技能
1.能够准确阐述生活中常见事件以及控制系统里反馈的具体表现，清晰区分不同类型反馈。
2.能够理解反馈在控制系统中的运行机制，说明反馈对系统调整和优化的作用原理。
3.能够熟练掌握绘制含反馈的控制系统工作过程示意图的方法，独立完成复杂系统示意图绘制。
过程与方法
1.通过分析日常事件和控制系统中的反馈，培养观察、分析和归纳总结的能力。
2.通过绘制工作过程示意图和编写避障机器人程序，提升动手操作、逻辑思维和解决实际问题的能力。
3.通过小组讨论和分享，增强合作学习、沟通交流以及批判性思维能力。
情感态度价值观
1.学生对生活反馈现象充满好奇探索欲，提升学习兴趣。
2.学生体会反馈科技意义，增强科技认同，激发创新意识。
二、教学内容及重点
教学重点
1.全面理解反馈在生活和控制系统中的含义、表现形式及作用。
2.掌握绘制含反馈的控制系统工作过程示意图的方法和要点。
3.理解避障机器人的反馈原理，学会避障机器人的硬件连接、程序编写及功能测试。
教学难点
1.深入理解反馈在复杂控制系统中的运行逻辑和调整机制。
2.引导学生在绘制示意图时，准确体现反馈环节与其他环节的关系及信息流向。
3.帮助学生理解避障机器人程序中传感器数据处理与电机动作控制之间的逻辑关系。
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：清晨，闹钟响起，小智准时起床，他的这一表现就像一个信号，给妈妈传递了反馈信息。这反映出在日常生活中，行为结果能带来反馈，就如同控制领域里，输出能反向作用于输入。那在更多复杂的场景中，反馈又是如何精准发挥作用的呢？让我们一起深入探究反馈的原理与意义。 师：本节课的学习目标是：知晓日常事件中的反馈现象，理解反馈于控制系统的作用，学会绘制含反馈的控制系统工作示意图。 师：学习内容分三部分，分析日常事件反馈；剖析使用控制系统时获取的反馈信息；探究有反馈功能的微波炉工作过程。 问题导向学习
师生互动 合作探究 （实践操作）（10分钟） 师：现在大家结合今日经历，选取 2 - 3 件日常事件，剖析其中反馈情况，以此理解生活中反馈机制的体现。 师：倒牛奶时看液面判断停止，吹气降温依照感受调整力度，做习题根据结果知晓掌握程度，都存在反馈。 师：烹饪时，热气升腾提供视觉反馈判断温度，手摸碗边的触觉反馈感知热度，品尝食物的味觉反馈知晓味道，都是生活中反馈的体现。 师：往杯子倒牛奶，人观察水平面判断是否倒少，据此决定是否继续；吹气给食物降温，通过尝试或触碰感知温度来调整；做习题后对答案，错了就继续思考改正，从对比中获取反馈。 讲授法
师生互动 合作探究 （实践操作）（10分钟） 师：前面我们探讨了日常生活中的反馈情况，现在进入学习活动2 。以洗衣机为例，洗完衣服后，小智爸爸发现衣服没洗净，这一情况就是反馈信息，基于此他让洗衣机重新工作，体现反馈对控制的作用。 师：小智使用微波炉加热食物后，通过触摸感受食物热度或观察状态，获取食物未热透的反馈信息。 师：我们来看一下洗衣机工作示意图。输入操作指令，经计算按设定生成指令，输出洗涤状态提示。因系统无反馈，洗衣机系统属开环系统。 师：如果洗衣机和微波炉都具备反馈，大家思考以下问题。首先，它们需要分别增加一个获取反馈信息的设备吗？ 生：需要增加获取反馈信息的设备。 师：洗衣机可以增加一个什么设备？获取的反馈信息是什么呢？ 生：污渍检测传感器，检测衣物上污渍的残留情况，判断衣服是否洗净。 师：微波炉可以增加一个什么设备？获取的反馈信息是什么呢？ 生：温度传感器，实时监测食物的温度，了解食物是否达到理想的加热程度，以及加热是否均匀。 师：通过上面的案例分析，我们了解了反馈能助力人们依据结果调整计划、方向或方法，让行动效果契合预期，达成预定目标。 师：上面的反馈都需要靠人主动进行。若控制系统能自主获取反馈并调整，又会怎样呢？让我们一起进入下一个活动了解一下吧。 讲授法 讨论法
师生互动 合作探究 （实践操作）（9分钟） 师：在本活动中，我们先来分析微波炉工作过程：输入设定温度阈值，经计算确定加热挡位和时间生成指令，输出加热或不加热操作，这个过程不存在反馈环节，这就是没有反馈的微波炉的工作过程示意图。 师：现在请同学们思考，如果我们要为无反馈的微波炉增加反馈条件，需要增加什么？ 生：思考并回答。 师：其实就是增加检测装置，用来对食物温度进行检测，通过获取温度信息实现反馈，让微波炉能更好地调控加热过程。 师：在没有反馈的微波炉的工作示意图上我们补全增加检测装置检测食物温度并将信息反馈给输入端。输入端将数据继续传递到计算端，“计算”环节对比设定温度与检测值，让微波炉依据食物实际温度与设定值差异调整加热，构建反馈机制以精准控温。 讲授法
拓展深化，回归生活 （8分钟） 师：运行机器人直行程序，当它遇到障碍时会直接撞上，如何能让机器人具备避障功能呢？ 生：分析让机器人具备避障功能，需要增加什么内容？ 师：能避开障碍物的机器人具有反馈，它能检测一定范围内的障碍物，并把数据传回输入端，将数据与阈值比较，然后根据比较结果调整自己的运动状态。 师：避障机器人实验设备需要一块主控板、两个双轴积木马达、一个超声波传感器和一条4pin连接线。 师：第一步是硬件连接，使用4pin连接线将超声波传感器接主控板的SCL、SDA 接口，双轴积木马达分别接主控板的M1、M2 接口。 师：第二步编写程序，根据超声波的值控制两个电机的转速，在主循环中，当超声波检测距离小于等于 20 厘米时小车左转，否则保持直行。 师：第三步，把编写好的程序刷入主控板，让主控板能按程序指令控制机器人运行。 师：第四步进行功能测试，按下开机键，观察避障机器人在遇到障碍物时是否按设定程序实现左转动作。 讨论法 讲授法 实践操作
课后作业（1分钟） 如果洗衣机具备反馈，能根据衣服的干净程度来“决定” 要不要继续洗，那么这种洗衣机的控制过程是怎样的？请模仿前面的具有反馈的微波炉工作过程示意图，绘制具有反馈的洗衣机的工作过程示意图。
课堂小结与评价 （2分钟） 本节课，我们认识到生活日常里反馈无处不在且影响行为决策，了解它在控制系统的关键作用和设备反馈机制，还学会绘制带反馈微波炉工作示意图。
教学反思 1.反思点：教学中，部分学生难理解复杂控制系统反馈逻辑，或因案例分析及直观演示不足；实践操作有程序编写和硬件连接问题，小组讨论参与度不高，需改进。 2.改进措施：为优化教学，将增加复杂控制系统反馈逻辑的动画或模型展示；实践前加强程序与硬件示范指导并提供练习；优化讨论问题、明确分工以提升合作效果。
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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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