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信息科技 单元2 活动2 反馈计算不简单——系统参数设置
课题 反馈计算不简单——系统参数设置 单元 单元二 学科 信息科技 年级 六年级
教材分析 《反馈计算不简单——系统参数设置》该课时教材编排了“系统参数的作用—设计自动调节音量装置的方案—利用编程模拟自动调节音量装置—生活中的系统参数”等意义学习活动，能够让学生有创造思维，能够了解什么是系统参数设置，认识系统参数在生活中有哪些应用场景，并且能够知道我们为什么要去学习系统参数设置，对应的意义是什么，有什么好处。教材编排合理，教学环节注重实践与理论相结合，教材内容贴近学生生活实际，符合六年级学生认知特点。
教学目标 1、能识别设备中的核心参数，主动探究参数与设备功能的关联，筛选合理的参数设置方案。 2、通过分析参数阈值、设计控制算法，锻炼逻辑推理、条件判断和流程设计的能力。 3、利用编程工具实现参数控制的算法模拟，或改进现有设备的参数设置方案，培养创新思维。 4、明白不合理的参数设置可能导致设备故障或资源浪费，遵守设备操作规范，树立安全使用意识。
重点 一、系统参数的作用二、设计自动调节音量装置的方案
难点 1、利用编程模拟自动调节音量装置
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 第2课 反馈计算不简单——系统参数设置1、本课中你将学习：系统参数的作用是什么如何围绕参数设计控制算法2、智能手机、计算机和平板电脑等电子设备已经成为我们日常生活不可或缺的一部分，它们的高效运行都离不开“系统参数”的支持。本节课我们将深人探讨系统参数的作用，了解它们是如何帮助设备实现最佳性能的。观看视频 明确本课学习目标，更清晰所研究的主要内容。 从智能手机、计算机和平板电脑等电子设备等例子引入本课内容，吸引学生探索产品背后的系统参数内容，更快的进入学习状态。
拓展阅读：什么是系统参数？
系统参数是自动控制系统中用于规范运行状态的参考数值，可限定系统工作范围。在自动调音量装置中，播放最低音量、最高音量、单次调节幅度等均为系统参数，控制算法依据这些参数执行，确保系统各项状态数值处于合理区间，保障装置稳定、合理地完成自动调节任务2、设计自动调节音量装置的方案在嘈杂或安静环境使用手机需手动调音量，较为不便。若设计一款可随外界音量自动调节播放音量的装置，环境声大则播放音量增大，反之减小，会更加便捷。该装置可运用自动控制知识制作，外界声音大小既是输入也是反馈。设计时需设定播放最低、最高音量及单次调节幅度等参考数值，即系统参数，并依托参数设计控制算法，使系统状态维持在参数范围内。结合实际情况和需求，按照控制回路的思想设计自动调节音量装置方案，如图所示。将自动调节音量装置要素按照输入、计算、输出三个功能划分出来，如表 2-4所示。控制过程与状态变化:当自动调节音量装置正常工作时，系统通过声音传感器不断监测环境声音，将环境声音值输入系统的计算部分，计算部分将输入的环境声音值与设定的系统参数进行对比:如果环境声音值大于或等于参数值，则调节输出音量，装置进人调整状态;如果环境声音值小于参数值，则正常播放。3、利用编程模拟自动调节音量装置根据设计思路，我们使用主控板通过编程模拟自动调节音量装置，按照输入、计算、输出、其他四部分准备设备，如下图和表2-5所示。表 2-5 自动调节音量装置要素程序实现第一步：电路连接。使用连接线将MP3音乐模块连接到主控板P15、P16引脚，并在MP3音乐模块上连接喇叭，连接图如下。第二步:加载声音传感器。通过六年级上册的学习，我们已经知道声音传感器的测量范围为0~4095，而 MP3音乐模块的音量变化范围是0~30，直接利用声音传感器获取的环境声音值调节MP3音乐模块的音量是不太合适的，需将其映射到跟MP3音量范围匹配的区间内。打印MP3音乐模块的音量值(如下图所示)，可以看到它在0到30之间变化，并且音量值波动比较大，若直接将该数值作为音乐音量的话，音量变化会不稳定。可以用一段时间内环境声音的平均值来调节音乐音量。创建一个列表将环境声音值存人该列表，然后计算连续1000次声音的平均值。例如范围是0~1700，将这个范围映射到0~30。再将这个数值赋值给音量，即可通过环境声音值改变音量的大小。第三步:编写程序。反思与改进为了让我们的设计更加实用，可以从输入、计算、输出三个环节系统全面地考虑当前自动调节音量装置有哪些优点和不足，如表2-6所示。4、生活中的系统参数通过本课的学习，你是否感受到了自动控制系统中参数设定的重要性 如果说自动控制中的算法是步骤，是规则，是逻辑，那么系统中的参数就是基础，是标准，是控制的目标。智能家居系统中包含了温湿度控制、智能厨房、智能照明、家庭影音智能安防、场景联动等功能。每一项功能的顺利执行都需要算法和参数例如，温湿度控制系统会以设定的温度和湿度参数为目标，根据当前室内温度和湿度，控制空调、加湿器或除湿器等设备的工作，再通过传感器反馈工作效果，让室内温湿度向设定的参数靠拢。再如，定时煮饭、定时开关机等，也是以系统设定的参数为基础来运行的。探索针对表2-6中自动调节音量装置的不足，尝试完善自动调节音量装置并测试完善后的装置效果。针对 “不同硬件需单独监测、存在误差”：增加统一的硬件校准模块，对声音传感器、音量调节模块进行批量校准，设定标准参数基准值，减少不同硬件的检测误差；同时采用通用接口，适配多种音频设备，无需单独监测。硬件兼容性测试：将完善后的装置连接不同品牌的音频设备，检测音量检测和调节的误差值，误差控制在 ±2 分贝内即为合格。二、课堂练习1、以下不属于系统参数的是（ ） A.空调的温度设定值 B.台灯的亮度档位 C.风扇的颜色2、设计控制算法时，参数阈值的作用是（ ） A.作为判断动作的依据 B.仅装饰算法流程 C.增加算法的复3、杂度调整智能音箱的音量参数，主要影响的是设备的（ ） A.输出功能 B.输入功能 C.计算功能答案：C、A、A完成判断：1、设计控制算法时，不需要考虑参数的合理范围。（ ）2、调整同一设备的不同参数，可能会产生不同的运行效果。（ ）3、青少年学习参数设置，只需记住参数数值，不用理解其作用。（ ）4、为设备设计算法时，要根据实际需求设定参数阈值。（ ）答案： X、V、X、V三、拓展延伸1、你希望智能家居系统有哪些功能呢 请为你最希望智能家居具备的功能设计算法。2、学习系统参数设置对青少年有什么好处？3、青少年如何更好的学习系统参数设置？ 学习系统参数的作用。设计自动调节音量装置的方案。学习如何利用编程模拟自动调节音量装置。 学习认识生活中的系统参数。 完成课堂练习题目。 学习拓展知识 与教师一起学习和研究系统参数的作用，为研究本课内容打下基础。 图文结合，介绍讲述如何设计自动调节音量装置的方案，方案的重点和中心内容是什么以及如何调整方案，让方案更加合理化。图文和表格分析结合，在前面所学基础上，继续加深和拓宽所学内容，举一反三引导学生利用编程模拟自动调节音量装置。 引导学生认识生活中的系统参数，了解自动控制系统中参数设定的重要性。 考察学生对本课内容的掌握情况。 在原有的基础知识上进一步加深学生学习效果。
布置作业 观察家里的智能家电（如空调、扫地机器人），记录 3 个核心参数及调整后设备的变化，写出参数的作用。为 “智能饮水机” 设计水温控制算法，明确水温参数的阈值和对应的控制动作。 完成作业 培养学生查阅资料的能力，分析解决问题的能力
课堂小结 《反馈计算不简单——系统参数设置》课程小结：今天的信息课，我们一起学习了系统参数的作用和控制算法的设计方法。我们知道系统参数是设备运行的核心数值，不同的参数会让设备呈现不同的工作状态。通过分析自动调节音量装置的案例，我们学会了根据实际需求设定参数阈值，并围绕参数设计 的控制算法。希望大家课后不仅要会用智能设备，更要学会探索和设计，在实践中提升数字化创新能力。 分组总结归纳 锻炼学生的总结能力，逻辑思维、语言表达能力。
板书 学习、记忆及勾画知识点 明确教学内容及重点和难点
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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