资源简介

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六级上册信息技术教学设计
课题 第1节《认识系统中的控制》 单元 三单元 学科 信息技术 年级 六年级
学习 目标 【核心素养】 （一）信息意识 能够精准识别生活中的开环控制系统，掌握开环控制单向、无反馈的核心特征，区分开环控制的适用场景，理解简单控制系统的运行逻辑，建立“控制分类型、运行有规律”的科学信息认知。 （二）计算思维 熟练掌握开环控制系统“输入—计算—输出”的固定流程，能够独立绘制生活电器的开环控制流程图，通过无人机编码实操，锻炼结构化、程序化的逻辑思维，学会用数字化规则解决模拟控制问题。 （三）数字化学习与创新 能够主动探究生活中开环控制设备的工作原理，结合无人机编队灯光编码规则，自主完成数字指令补全设计，学会运用控制知识创新解读智能设备运行模式，提升数字化实操与创新应用能力。 （四）信息社会责任 学习无人机飞行管理相关法律法规，明确无人机使用的规范与禁忌，知晓智能设备使用的法律边界与安全底线，树立合法、安全、文明使用智能设备的责任意识，养成规范的数字行为习惯。 【教学目标】 （一）知识与技能 1.理解开环控制系统的定义与核心特点，知晓开环控制也叫无反馈控制系统，输出结果不会反向影响输入指令。 2.掌握开环控制系统“输入—计算—输出”的通用工作流程，能够绘制电视机、电风扇等生活电器的控制流程图。 3.熟悉生活中常见的开环控制设备，能够快速判断设备是否属于开环控制系统。 4.掌握无人机编队灯光编码规则，能够独立补全0-9数字对应的无人机控制指令，完成数字化控制实操。 5.了解无人机飞行管理条例，掌握无人机合法使用的基本规范与禁止行为。 （二）过程与方法 通过情景回顾、概念精讲、案例辨析、流程图绘制、无人机编码实操、法规拓展的递进式流程，掌握开环控制系统的分析方法，学会归纳同类控制系统的共性特征，提升知识迁移与实操应用能力。 （三）情感态度与价值观 感受简单控制系统在生活中的广泛应用，体会数字化编码控制的趣味性与逻辑性，理解科技使用有规范、有底线，培养严谨的探究态度、规范的使用意识和乐于创新的科学精神。
重点 开环控制系统的定义、核心特征与通用工作流程；生活中开环控制设备的识别与流程图绘制；无人机编队灯光编码规则与指令设计。
难点 理解开环控制“无反馈、单向运行”的核心本质；熟练运用编码规则自主设计无人机数字指令；区分开环控制设备的共性与个性特征。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
教学设计 教学设计 教学设计 一、新课导入 1、情景展示 上一节课我们认识了系统中的控制，掌握了控制的四大核心要素，也区分了手动控制、自动控制和智能控制三种形态。我们知道，所有控制系统都遵循“输入指令—主机判断—输出动作”的基础逻辑。 但是大家有没有发现，生活中很多设备的控制过程非常简单，我们下达指令之后，设备完成动作，整个流程就直接结束了，不会根据动作结果调整后续操作。比如我们调高音响音量、切换电风扇挡位，操作完成后，设备就保持当前状态，不会反向改变我们的操作指令。 2、揭示课题 这种最简单、最常见的单向控制，就是我们本节课要学习的核心内容——开环控制系统。今天我们就深入探究开环控制的奥秘，解锁生活简单智能设备的工作原理，还能化身无人机指挥官，完成专属数字指令设计。 二、新课讲授：逐层拆解，精讲重难点（23分钟） 1.认识开环控制系统，掌握核心定义（8分钟） 我们依然以课本经典的无人机上升案例入手，梳理完整控制流程。我们向上推动遥控器左摇杆，遥控器向无人机发送上升指令，无人机主机接收、判断指令，随后完成上升动作，整个控制流程直接结束。 大家仔细思考一个问题：无人机飞高之后，会不会反过来影响我们最开始推摇杆的操作？答案是不会。无人机的输出动作，完全不会反向改变最开始的输入指令，整个控制过程是单向进行的。 由此我们得出开环控制系统的标准定义：在控制系统模型中，如果设备的输出结果不会对最初的输入指令产生任何影响，我们就称这种系统为开环控制系统，也叫做无反馈控制系统。单向运行、无反馈，是开环控制最核心、最独一无二的特征。 这也能解释为什么我们操控无人机上升时，松手之后无人机就会停止上升，因为没有持续输入指令，系统也不会根据飞行状态自主调整，完全依靠单次输入完成单次输出。 2.列举生活案例，归纳共性特征（8分钟） 开环控制系统在我们的生活中无处不在，大部分家用简易电器都采用开环控制模式。课本中给我们列举了三类典型设备，分别是电风扇风力切换、抽油烟机挡位切换、音响音量调节。 我们以电风扇为例简单分析，我们手动调节风速挡位，这是指令输入；风扇主机识别挡位信息，这是计算处理；风扇对应改变转速，这是动作输出。调节完成后，风扇只会固定保持当前风速，不会根据室内温度、风力大小反向调整我们的挡位操作，完美符合开环控制单向无反馈的特点。 我们再拓展课本开动脑筋环节的电视控制案例，不管是旋钮切换电视频道、遥控器切换频道，还是语音控制切换频道，所有控制流程都统一遵循“输入—计算—输出”的开环逻辑。人为或设备下达换台指令，电视系统识别处理，最后播放对应频道节目，输出结果不会反向修改输入指令。 通过大量案例我们可以总结出，所有开环控制系统的共同特征：流程单向、无反馈、无法自主纠错，依靠固定指令完成固定动作，结构简单、操作便捷，广泛应用于各类家用基础电器。 3.无人机编码实操，化身智能指挥官（7分钟） 学完理论知识，我们进入本节课最有趣的动手实践环节，化身无人机指挥官，完成无人机编队灯光指令设计。首先我们明确编码规则，本次编队为5行4列，一共20架无人机。编码中数字1代表对应位置无人机开灯，数字0代表对应位置无人机关灯。 我们先对照标准范例理解，无数字显示的指令是全部归零，也就是二十个0，所有无人机全部关灯。显示数字1的指令是每行首位为1，其余为0，五组排列整齐，形成竖线的数字1图案。 大家结合数字外形特征，按照开灯为1、关灯为0的规则，依次补全数字2到数字9的完整指令。在设计过程中，大家可以发现，每一组指令都是固定输入，无人机只会按照预设指令执行开灯关灯动作，不会根据画面效果调整指令，这也是典型的开环控制应用。 大家在填写指令时，注意保持5行4列的格式统一，保证编队图案整齐规范，感受数字化编码控制的精准性和趣味性。 三、拓展延伸：法规学习，学以致用（12分钟） 掌握了无人机的控制原理和编码方法，我们不能只学会操作，更要学会合法、规范地使用无人机。接下来我们结合课本扩展阅读内容，学习《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》，树立规范用机的责任意识。 首先是基础登记规范，所有民用无人机必须依法实名登记，这是合法飞行的前提。其次是操控规范，未成年人操控无人机，必须有成年监护人现场指导，不能独自随意飞行。 然后是飞行申请规范，开展无人机飞行活动，需要提前一日向空管部门提交申请，未经批准，严禁在管制空域飞行，杜绝私自违规飞行。 最重要的是禁止行为红线，大家必须牢记，严禁用无人机拍摄涉密场所、扰乱公共秩序、投放违规物品、危害公共安全、非法采集泄露信息等违法行为。无人机是科技工具，绝不能成为违规违纪的工具。 接下来开展集思广益讨论活动，请同学们结合生活实际，说一说合规合法的无人机可以应用在哪些场景。比如航拍取景、农业植保、灾情巡查、赛事拍摄等安全合规场景，感受无人机技术的正向价值。 （学生自主讨论发言，教师巡视引导，梳理无人机合法应用场景，强化规范使用意识） 通过讨论和法规学习，大家既掌握了无人机的控制原理，也明确了使用底线，做到懂技术、守规则、会应用。 四、课堂小结（1分钟） 我们快速复盘本节课核心知识点。第一，开环控制系统是单向、无反馈的控制系统，输出不影响输入。第二，开环控制通用流程为输入—计算—输出，广泛应用于各类家用电器。第三，掌握无人机编队灯光编码规则，能够自主设计控制指令。第四，熟知无人机飞行法律法规，树立合法规范使用智能设备的责任意识。 五、作业布置（1分钟） 1.基础作业：熟记开环控制系统的定义、特征与工作流程，整理课堂笔记，完善课堂电器控制流程图。 2.实操作业：完整补全课本中数字2-9对应的无人机编队控制指令，保证格式规范、图案准确。 3.拓展作业：列举3个生活中的开环控制设备，简单写出其输入、计算、输出流程，并梳理一条无人机使用规范。 六、板书设计 认识系统中的控制 一、开环控制定义：单向运行、无反馈控制系统 核心特点：输出→不影响→输入 二、通用工作流程 指令输入→主机计算处理→动作输出 三、生活案例 风扇调速、油烟机换挡、音响调音量、电视换台 四、无人机编码规则 1=开灯0=关灯5行4列固定编队 五、使用准则：实名登记、合规飞行、严守红线、合法应用 观看 学习 学习 学习 操作实践 了解 交流；分享 操作练习 交流表达 创设趣味的学习情境，更能激发学生的兴趣； 培养倾听习惯 增加知识面 拓展知识面 学生利用自主探究、小组合作、实践操作的方法去解决问题；师生直观演示更具说服力，加深印象。 培养倾听习惯 培养表达能力 培养学生举一反三、学习迁移的能力； 培养表达能力
教 学 反 思 本节课为《认识系统中的控制》第二课时，聚焦开环控制系统核心知识点，贴合教材65页及后续全部内容，以生活案例+无人机实操为主线，贴合六年级学生趣味化、实操化的学习特点，有效规避理论知识的枯燥感。课堂遵循“概念认知—案例辨析—流程建模—动手实操—德育拓展”的递进逻辑，层层拆解重难点，将抽象的系统控制理论转化为可视化、可操作、可辨析的课堂任务，有效落实四大核心素养，实现知识教学与德育育人的深度融合。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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