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第20课《找找电梯子系统》教案
一、教学目标分析
知识与技能
能够准确说出电梯系统包含的主要子系统及其功能。
能够熟练绘制控制系统工作过程示意图。
能够精准描述控制系统中各模块状态的真值。
能够正确区分连续量和开关量。
过程与方法
通过小组讨论、培养合作解决问题的能力。
通过绘制示意图，提升逻辑思维与实践操作能力。
通过分析案例等活动，培养观察和分析的能力。
情感态度价值观
激发对控制系统的探究兴趣。
培养团队合作精神与创新意识。
体会技术在生活中的应用价值。
二、教学内容及重点
教学重点
电梯系统的主要子系统及其功能。
绘制控制系统工作过程示意图。
理解并找出电梯子系统中的开关量。
教学难点
分析复杂控制系统中隐含的开关量。
区分连续量和开关量。
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：同学们，在商场、地铁站等公共场所，扶梯和轿厢电梯随处可见。扶梯能轻松帮助我们在不同楼层间快速移动，轿厢电梯则能让我们舒适地直达想去的楼层。大家在乘坐它们的时候，有没有好奇过这些电梯是怎么运行的呢？其实，它们内部有着一个个复杂又有趣的子系统。今天，就让我们一起走进轿厢电梯的世界，找找那些神奇的子系统。 师：这节课我们有四部分学习内容。先找出轿厢电梯中的主要子系统，再学习绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图，尝试找一找电梯各个子系统中的开关量，并学会描述工作过程中输入与输出状态的真值。 问题导向学习
学习活动一：找出轿厢电梯中的主要子系统（5分钟） 师：轿厢电梯属于复杂控制系统，它包含了多个子系统。请同学们自行分成小组进行讨论分析：在坐电梯的过程中，用到了哪些子系统？ 师：我们可以通过观察看电梯的操作面板来认识电梯的子系统，例如上行/下行键面板，能选上下行，还显示当前楼层，这就是电梯的一个子系统，呼叫系统；轿厢内按键面板，按对应数字去相应楼层，还有一些特殊按钮，这是楼层编号按键系统；刷卡面板，刷卡验证后才能操作电梯，这个是刷卡系统。 师：对电梯子系统有初步了解后，下面请同学们再找找，还有扫描系统，将你想到的都填入表中。 生：超载报警系统、指示灯系统...... 师总结：呼叫系统：向控制系统发送停靠指令，呼叫电梯停靠到乘客所在的楼层；刷卡（身份验证）系统：用于检测乘客是否具有使用权限，只有刷卡验证通过的乘客，所按的楼层编号键才有效；楼层编号按键系统：让乘客选择要到达的楼层，向控制系统发送停靠楼层的指令；超载警报系统：用于检测轿厢内的载重值是否超过标准；楼层指示灯系统：用于显示当前电梯所在的楼层，接收控制器发出的楼层指令并闪烁。 讲授法 小组讨论法
学习活动二：绘制电梯呼叫系统的工作过程示意图 （6分钟） 师：我们来看一个情景：小智妈妈下班回家，她按了电梯上行键呼叫电梯，电梯接收指令后，会到达这一层并自动开门。请同学们根据所学内容描述电梯呼叫系统的工作过程并绘制示意图。 师：当按下上行或下行按键时，会输入呼叫信息，进而产生开关量信号。控制系统接收并处理这些信号，经过计算分析后发出指令，指挥电梯运行至相应楼层并打开轿厢门，从而完成整个呼叫响应流程。 师问：同学们，结合我们之前学习过的开关量的含义及表示形式，思考一下整个电梯系统还会产生哪些开关量呢？开关量通常以二进制的形式表示，即1和0。在控制系统中，开关量作为输入，表示开关的接通与断开状态；开关量作为输出，可以控制电气设备的状态，如电机的启动与停止。 生：开关门时产生了开关量...... 讲授法
学习活动三：找一找电梯各个子系统中的开关量（5分钟） 师：电梯的很多子系统在运行时都会生成各种指令（开关量）。下面我们一起来找一找子系统中哪些环节产生了开关量。 师：呼叫系统：按上行/下行键，电梯接到“开”的指令都是开关量；刷卡（身份验证）系统：刷卡验证通过后，电梯控制系统会通过开关量信号发出电梯门的开关命令；楼层编号按键系统：当用户按下/松开电梯面板上的楼层按钮，会产生开关量信号；超载警报系统：载重传感器监测到超载情况并产生开关量信号；楼层指示灯系统：当电梯到达楼层，控制系统会根据电梯的位置发送开关量信号，点亮对应指示灯。 讲授法
学习活动四：描述工作过程中输入与输出状态的真值（6分钟） 师：按了电梯上行键，电梯接到指令来到该楼层，然后电梯门打开。请同学们尝试描述工作过程中输入与输出状态的真值，用1表示“是”、0表示“否”来表示输入与输出的对应关系。 师：请同学们填写电梯的子系统呼叫系统的工作过程的真值表。 讲授法 实践操作
拓展与提升：给电梯加一个烟雾警报系统（15分钟） 师：我们下面要给电梯加一个烟雾警报系统，完成以下功能：当气体传感器检测到烟雾在单位空间的浓度超过标准（阈值）时，向控制器发送数据，接通电路，发出警报。 师：在实际操作前，我们来学习烟雾报警控制算法流程图。系统首先会持续检测并输入电梯内的烟雾浓度值，判断烟雾浓度是否超标。若烟雾浓度未超标，系统不发出警报，维持正常状态；若烟雾浓度超标，系统则立即发出警报，提示电梯内出现异常情况。通过此流程图，我们能清晰了解烟雾报警系统依据烟雾浓度做出响应的逻辑。 师：现在我们一起来动手制作一个烟雾报警系统，并思考这个系统采集或生成的数据，哪些是连续量，哪些是开关量。 师：完成硬件搭建任务所需的设备需要一个主控板，一个烟雾传感器和一条4pin连接线。 师：我们把烟雾传感器通过4pin连接线连接到主控板的P0、P1口，注意连接方式和接口位置。 师：下面来编写程序。打开mPython软件，首先初始化引脚P0，调用板载的蜂鸣器。在主循环中，读取烟雾传感器的数值，当该数值大于1000，蜂鸣器发出警报。否则，蜂鸣器声音停止。 师：将编写好的程序刷入主控板。 师：完成上面操作后，最后我们进行功能测试。当烟雾传感器检测到当前环境浓度过大时，主控板的蜂鸣器会发出警报声。 师：请同学们分别分析各环节属于连续量还是开关量。“烟雾浓度检测” 环节，烟雾浓度数值是连续变化的，所以是连续量；“判断浓度是否超标”，结果只有 “超标” 或 “不超标” 两种状态，属于开关量；“报警器的开与关”，状态只有开和关两种，是开关量 ；“发出警报”，状态为 “发出” 或者 “不发出” 警报，属于开关量 。 实践操作
课后作业（1分钟） 师：请同学们在课后观察轿厢电梯并回顾今天所学的内容。知识掌握程度较好的同学可以思考一下如何优化电梯的某个子系统，提高其性能或安全性，下节课请同学们来分享交流自己的看法。
课堂小结与评价 （2分钟） 师：本节课，我们了解了电梯系统中包含的主要子系统，学会了熟练绘制控制系统工作过程示意图和熟练描述控制系统中各模块状态的真值。
教学反思 1.反思点：教学内容上，电梯相关概念抽象难理解，拓展知识衔接不顺畅，连续量与开关量易混淆。教学方法方面，小组讨论效果不佳，实践环节受限影响学生直观理解。对个体差异关注不足，学生知识应用能力欠缺。 2.改进措施：优化教学内容，借助直观手段讲解概念，合理安排知识衔接。改进教学方法，明确小组分工并利用虚拟实验。关注学生个体差异，实施分层教学并培养学生知识应用能力。
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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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