资源简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 信息
《系统控制中的反馈》教学设计
一、教学目标
信息意识：通过空调温控、智能台灯等案例，认识到反馈系统在生活中的普遍性与重要作用。
计算思维：能运用“输入—计算—输出—再输入”的模型分析反馈系统的工作过程，理解实际值与期望值的比较关系。
数字化学习与创新：借助交互式教学工具和温控风扇模拟系统，体验利用反馈思想设计简单控制系统的过程。
信息社会责任：关注智能控制技术对生活的影响，初步形成安全、合理使用自动化设备的意识。
二、教学重难点
教学重点：理解反馈的含义，能用“输入—计算—输出—再输入”描述空调温控系统的工作流程。
教学难点：区分机械反馈与传感器反馈，并将反馈思想迁移到“温控风扇模拟系统”的设计中。
三、教学准备
多媒体课件（PPT）《系统控制中的反馈》。
交互式教学工具网页：含空调温控模拟、反馈流程互动、生活案例、温控风扇模拟、知识小测。
学生每人一台可联网的计算机或平板，用于课堂互动与模拟操作。
学习单（见附件）：包含反馈流程图填空、生活案例分析、温控风扇规则设计表。
四、教学过程
环节一：情境导入（约5分钟）
教师活动：播放教材情景图，讲述“欢欢发现家里空调一整天都保持26℃”的故事，提问：“空调是如何做到的？”
学生活动：结合生活经验自由发言，猜测空调可能有“检测温度”“自动调节”等功能。
设计意图：从学生熟悉的空调场景引入，激发学习兴趣，为“反馈”概念的提出做铺垫。
环节二：认识反馈（约12分钟）
教师活动：
1. 打开交互式教学工具“空调温控模拟”，拖动目标温度与环境温度滑块，引导学生观察空调输出变化。
2. 结合教材图示，讲解反馈的定义：将被控量的实际值与期望值进行比较，根据比较结果调节系统，以达到或维持期望状态。
3. 带领学生完成“反馈流程互动”：设定目标温度→检测环境温度→比较→调节输出，并归纳出“输入—计算—输出—再输入”的简化模型。
学生活动：观察模拟现象，尝试用自己的话描述空调工作流程，并在学习单上补全流程图。
设计意图：通过可视化的温度变化与流程互动，帮助学生建立反馈的基本概念与流程模型。
环节三：反馈的特点（约8分钟）
教师活动：
1. 结合空调持续运行的现象，讲解反馈的三个特点：实时性、准确性、自我校正。
2. 提问：“如果空调没有反馈系统会怎样？”引导学生认识到没有反馈就无法自动调节。
学生活动：举例说明生活中需要“自动调节”的场景，讨论反馈的重要性。
设计意图：深化学生对反馈价值的理解，强化“闭环控制”与“开环控制”的对比。
环节四：生活中的反馈（约10分钟）
教师活动：
1. 展示交互工具中的“冲水马桶”与“智能台灯”案例，分别讲解机械反馈和传感器反馈。
2. 引导学生对比：马桶利用浮球机械结构检测水位，台灯利用光线传感器检测亮度。
学生活动：分小组讨论并填写学习单：还有哪些生活中的反馈系统？它们分别属于哪种反馈方式？
设计意图：联系生活实际，拓展学生视野，培养迁移应用能力。
环节五：动手实践——温控风扇模拟系统（约15分钟）
教师活动：
1. 提出任务：根据输入的温度，自动调节风扇转速，并给出提示。
2. 出示参考规则：温度≥35℃高速，30~35℃中速，25~30℃低速，<25℃停止。
3. 打开“温控风扇模拟”交互工具，与学生一起验证规则。
学生活动：
1. 以两人小组为单位，在学习单上设计自己的“温控风扇”反馈规则。
2. 上机使用交互工具调节温度，观察风扇转速变化，验证规则合理性。
设计意图：让学生在实践中体验“获取实际值—比较—调节输出”的完整反馈过程。
环节六：课堂小结与评价（约5分钟）
教师活动：
1. 引导学生回顾：什么是反馈？反馈系统的工作流程是什么？反馈有哪些特点？
2. 利用“知识小测”进行当堂检测，了解学生掌握情况。
学生活动：参与知识小测，举手分享本节课收获。
设计意图：巩固知识，及时反馈学习效果，落实评价环节。
五、板书设计
系统控制中的反馈
一、什么是反馈？
实际值 与 期望值 比较 → 调节系统 → 维持期望状态
二、空调反馈系统
设定目标温度 → 检测环境温度 → 比较温差 → 调节输出（冷风/热风/自然风）
简化：输入 → 计算 → 输出 → 再输入
三、反馈的特点
实时性、准确性、自我校正
四、生活中的反馈
冲水马桶 —— 机械反馈
智能台灯 —— 传感器反馈
五、动手实践
温控风扇模拟系统：获取温度 → 比较 → 调节转速
六、作业设计
基础题：用自己的话向家人解释“反馈”，并画出空调反馈系统的流程图。
提高题：观察家中另一种带有反馈的电器（如电饭煲、洗衣机、扫地机器人等），写出它的“实际值”“期望值”和“调节输出”。
拓展题（选做）：在图形化编程平台中尝试编写一个简单的“温控风扇”程序。
七、教学反思
本节课以空调温控为切入点，借助交互式工具实现了“设定温度—检测温度—比较调节”的闭环可视化，学生能直观感受反馈过程。生活中的马桶、台灯案例有效帮助学生区分机械反馈与传感器反馈。动手实践环节时间略显紧张，后续可提前让学生完成规则设计，课堂上重点进行验证与讨论。同时，可进一步引导学生将反馈思想与开源硬件结合，设计更真实的控制系统。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑