资源简介

(共35张PPT)
单元2 活动2
反馈计算不简单——系统参数设置
（湘教版）六年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
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。
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。
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。
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。
03
新知引入
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
03
新知引入
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。本节课我们将深入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。
03
新知引入
03
新知讲解
屏幕亮度就是一个系统参数，通过调整这个参数，我们可以根据环境光线的变化来优化使用体验。
一、系统参数的作用
03
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。
拓展阅读
新知讲解
03
新知讲解
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。
二、设计自动调节音量装置的方案
03
新知讲解
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。
二、设计自动调节音量装置的方案
03
新知讲解
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。
二、设计自动调节音量装置的方案
表2-4 自动调节音量装置要素分析
输入部分 计算部分 输出部分 系统状态
声音传感器环境声音信息 主控板和程序环境声音值≥参数值 调节音量 音量变大
主控板和程序环境声音值<参数值 对音量不作调整 正常播放
03
新知讲解
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，装置进入调整状态;如果环境声音值小于参数值，则正常播放。
二、设计自动调节音量装置的方案
03
新知讲解
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。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
03
新知讲解
表 2-5 自动调节音量装置要素
三、利用编程模拟自动调节音量装置
部分 设备 功能
输入 声音传感器 监测环境音量
计算 主控板 将环境声音值与设定的系统参数进行比较
输出 MP3播放模块 以调整后的音量播放
其他 电池、连接线 提供电能，连接设备
03
新知讲解
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。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
03
新知讲解
第二步:加载声音传感器。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
03
新知讲解
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。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
03
新知讲解
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。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
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。
03
新知讲解
第三步:编写程序。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
03
新知讲解
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。
三、利用编程模拟自动调节音量装置
03
新知讲解
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。
四、生活中的系统参数
03
新知讲解
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。
四、生活中的系统参数
03
新知讲解
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。
四、生活中的系统参数
03
新知讲解
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。
探索
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。
04
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
C
A
A
04
课堂练习
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。（ ）
V
X
X
V
05
拓展延伸
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。
希望的功能：智能灯光自动调节
算法设计：传感器检测环境亮度和室内是否有人（人体红外感应）；若检测到有人且亮度低于 50 勒克斯，灯光自动打开并调至中等亮度（80%）；若亮度低于 20 勒克斯，灯光调至最亮（100%）；若检测到无人，延时 30 秒后关闭灯光；若亮度高于 50 勒克斯，保持灯光关闭状态。
05
拓展延伸
2、学习系统参数设置对青少年有什么好处？
学习系统参数设置，能让我们理解设备运行的底层逻辑，不再只停留在 “会用” 设备的层面，而是学会通过调整参数优化设备功能，提升解决实际问题的能力。
同时，参数设置中的数值逻辑和条件判断，能锻炼我们的计算思维与精准的数据分析能力。此外，这一过程还能激发青少年对智能系统的探索兴趣，培养他们从 “使用者” 向 “设计者” 转变的创新意识，也让他们懂得合理设置参数能保障设备安全运行，树立规范操作的意识。
05
拓展延伸
3、青少年如何更好的学习系统参数设置？
可从身边的简单设备入手，比如调整空调温度、台灯亮度的参数，观察参数变化带来的效果，记录规律。
再通过拆解简易智能玩具的参数设置界面，分析不同参数的作用。也可以借助可视化编程工具（如 Scratch），编写简单的参数控制程序，模拟调节设备功能。
还能和同学合作，针对一个实际问题（如调节鱼缸水温）设计参数方案并测试，在动手实践中深化对参数设置的理解。
06
课堂总结
《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。
07
板书设计
反馈计算不简单——系统参数设置
一、系统参数的作用
二、设计自动调节音量装置的方案
三、利用编程模拟自动调节音量装置
四、生活中的系统参数
08
课后作业
1、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。
课后作业
08
课后作业
2、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。
课后作业
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