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第二节《系统中的闭环控制》教学设计
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教材分析 本课是第三单元第二节内容，聚焦闭环控制系统。教材以“智能晾衣杆”为案例，生动展示了闭环控制的工作过程——系统检测衣物的干湿程度，根据检测结果决定是否收回晾衣杆，形成一个“检测→判断→执行→再检测”的闭合回路。本课帮助学生理解闭环控制的核心特征：输出会返回到输入端，与输入进行比较并形成闭合回路，并引导学生认识生活中常见的闭环控制系统。
学情分析 学生已学习了开环控制（输出不影响输入），对控制有了基本认识。本课通过智能晾衣杆这一贴近生活的案例，帮助学生理解闭环控制的“反馈”思想——系统会自动检测效果并根据结果调整行为。学生对“衣服晾干自动收回”这一功能有直观兴趣，能有效激发学习动机。
教学目标 1. 信息意识
- 理解闭环控制系统中“输出返回到输入端”的核心特征
- 能识别生活中的闭环控制系统及其检测装置
2. 计算思维
- 理解闭环控制系统的工作过程：检测→比较→执行→再检测
- 能分析闭环控制系统中检测装置的作用
3. 数字化学习与创新
- 能设计简单的闭环控制系统方案
4. 信息社会责任
- 在小组设计中培养创新思维和问题解决能力
教学重难点 教学重点：理解闭环控制“输出返回到输入端形成闭合回路”的核心特征
教学难点：理解检测装置在闭环控制中的关键作用
教学准备 多媒体课件、智能晾衣杆工作过程图、自动感应水龙头图片、自动门图片、教材P76-82相关图文
教学环节 时间 教师活动 学生活动 设计意图
一、复习导入引出新课（4分钟） 4 1. 提问复习：“上节课我们学习了开环控制系统，它的特征是什么？请举例说明。”
2. 追问：“开环控制有什么局限？”（系统不会自动检查效果、不会自动调整）
3. 情境导入：“欢欢一家周末外出两天，妈妈担心晾在阳台的衣服没收。爸爸说：‘不用担心，家里的智能晾衣杆会在衣服晾干后自动收回。’——智能晾衣杆是怎么知道衣服干了并自动收回的呢？”
4. 揭示课题：“今天我们就来学习能自动检测、自动调整的——闭环控制系统。”
过渡：“先来看智能晾衣杆是怎么工作的。” 1. 回答问题：“输出不影响输入”“电风扇是开环控制”。
2. 回答：“开环控制不能自动调整”。
3. 思考智能晾衣杆的工作原理。
4. 明确本课学习主题。 通过复习开环控制的局限，自然引出“需要自动检测和调整”的需求，过渡到闭环控制。
二、探究新知建构概念（25分钟）
活动一：智能晾衣杆——闭环控制案例 25 1. 出示教材P77-78“智能晾衣杆”图文。
2. 讲解工作过程：
- 智能晾衣杆检测衣物的干湿程度。
- 如果衣物是湿的→保持伸出状态继续晾晒。
- 如果衣物已晾干→收回晾衣杆。
3. 出示教材P78智能晾衣杆系统工作过程图。
4. 关键提问：“这个过程中，系统怎么知道衣服干了没有？”
5. 引导学生回答：有检测装置（湿度传感器）持续监测。
6. 出示闭环控制定义：“输出会返回到输入端，与输入进行比较并形成闭合回路的系统，称为闭环控制系统。”
7. 板书“闭合回路”的含义：检测→判断→执行→再检测→再判断……
过渡：“生活中还有很多类似的闭环控制案例，我们来看看。” 1. 观察智能晾衣杆工作过程图。
2. 跟随教师分析晾衣杆的工作过程。
3. 回答问题：“有湿度传感器在检测”。
4. 记录闭环控制的定义。
5. 理解“闭合回路”的含义。 以智能晾衣杆为具体案例，清晰展示闭环控制的完整过程，帮助学生建立对“闭合回路”的直观认识。
1. 出示教材P77“自动感应水龙头”和“自动门”图片。
2. 分析自动感应水龙头：“手靠近→传感器检测到→水龙头开水；手离开→传感器检测不到→水龙头关水。”
3. 分析自动门：“人靠近→传感器检测到→门打开；人通过后→传感器检测不到→门关闭。”
4. 出示教材P79“声光控楼道灯”案例表格（教材P79）。
5. 提问：“声光控楼道灯检测什么？实现什么功能？”
6. 学生回答后总结：检测光线明暗和声音→天黑且有声音时灯亮。
7. 追问：“这些系统有什么共同特征？”
8. 引导学生归纳：都有检测装置→都形成闭合回路→都能自动控制。
过渡：“了解了闭环控制，我们来做一个练习。” 1. 观察自动感应水龙头和自动门图片。
2. 分析其工作过程，识别检测装置。
3. 完成教材P79表格，填写检测装置和实现功能。
4. 归纳闭环控制系统的共同特征。
5. 记录“都有检测装置”的结论。 通过多个案例分析，帮助学生建立对闭环控制的广泛认识，归纳共同特征。
1. 布置任务（教材P79）：“除了检测衣物是否晾干，还要实现在下雨、刮大风的天气自动收回衣服，应该怎样设计？”
2. 出示教材P79框图，引导学生补充检测装置。
3. 引导学生思考：需要增加“雨水传感器”和“风速传感器”。
4. 引导分析：“现在有了三种传感器（湿度、雨水、风速），晾衣杆什么时候收回？”
5. 引导学生回答：衣服干了或者下雨或者刮大风，任一条件满足就收回。
6. 拓展（教材P81）：“根据智能晾衣杆的控制原理，你还能设计出哪些自动化、智能化的智能家居系统？”
7. 引导学生完成P82“我的闭环控制系统”表格。
过渡：“通过今天的学习，我们认识到闭环控制的强大功能——它能自动检测、自动调整。” 1. 思考需要增加哪些传感器。
2. 在框图中补充“雨水传感器”和“风速传感器”。
3. 理解“任一条件满足即收回”的逻辑。
4. 发挥创意，设计自己的闭环控制系统。
5. 填写P82设计表。 通过“完善设计”和“自主设计”两个层次的任务，实现知识迁移和创造。
三、课堂总结布置作业（3分钟） 3 1. 提问总结：“闭环控制系统的核心特征是什么？它和开环控制的最大区别在哪里？”
2. 教师总结：“今天学习了闭环控制系统——它的核心是‘输出返回到输入端形成闭合回路’，通过检测装置持续监测状态，根据检测结果自动调整。与开环控制相比，闭环控制多了‘检测’和‘反馈’的环节，能够自动纠偏。下节课我们将深入学习反馈——这个让闭环控制变得‘智能’的关键机制。”
3. 布置作业：
- 基础性作业： 完成教材P82“我的闭环控制系统”设计方案。
- 实践性作业（选做）： 观察家里的一个闭环控制系统（如空调、电饭煲），分析它的检测装置是什么、如何形成闭合回路。 1. 回答问题：“输出返回到输入端形成闭合回路”“有反馈，能自动调整”。
2. 聆听教师总结和预告。
3. 记录作业要求。 总结本课核心知识，为下节课“系统控制中的反馈”做铺垫。
板书设计 第二课：系统中的闭环控制 一、什么是闭环控制？ 输出返回到输入端，与输入比较并形成闭合回路 二、闭环控制的核心：检测装置 检测（传感器）→ 判断 → 执行 → 再检测 → 再判断…… 三、智能晾衣杆案例： 湿度传感器检测衣物 → 判断干湿 → 决定收回或保持 四、闭环控制 vs 开环控制： 开环：只管执行，不管效果 闭环：检测效果，自动调整 五、身边的闭环控制： 自动感应水龙头、自动门、声光控楼道灯……
课后反思
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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