资源简介

(共15张PPT)
情境导入
自动灌溉系统
它能按植物对水的需求，实时检测土壤湿度、精准浇水。
第三单元 智能控制更便捷　·　第四节 系统的优化与调整
2
争对它的“神奇”，你有什么想知道的？
你听说过“智能灌溉”吗？
想一想
根据图片和流程图，说说它怎样自动浇水。
第三单元 智能控制更便捷　·　第四节 系统的优化与调整
3
自动灌溉系统是怎样工作的？
反馈控制
学一学
反馈是怎样“控制”系统的？
反馈控制：设定好土壤需要的湿度值 → 湿度低于设定值就自动浇水，高于设定值就停止浇水，持续进行。
指着流程图，说说“反馈”是从哪一步回到哪一步的？
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4
学一学
反馈让系统更“聪明”
反馈对系统优化的作用：
实时监测输出，一旦发现与期望有偏差，就自动反馈到输入端、精准调节，逐步逼近期望输出。
发现偏差 → 自动反馈
精准调节 → 逼近目标
不断改进 → 适应环境变化
结合灌溉的例子说一说：有了反馈，系统好在哪里？
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5
想一想
不同植物，喝水也不一样？
想一想
有的植物要少浇水，有的植物要勤浇水。
怎样满足不同植物的浇水需求？
把你的想法写下来（P90）。
提示：可以从“湿度设定值”或“水泵转速”想一想。
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6
调“比较值”
改湿度阈值（如 60 → 40 / 70）
少浇水的植物 → 把阈值调低
勤浇水的植物 → 把阈值调高
让系统适应不同植物对水的需求。
调“转速”
改水泵转速 → 控制水流大小
需水量大 → 转速调高（水流大）
需水量小 → 转速调低（水流小）
让系统适应不同环境的浇水量。
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想一想
不同植物，喝水也不一样？
试一试
模拟自动灌溉功能
三件器材：Arduino UNO 主控板、土壤湿度传感器、抽水泵。
连接方式：土壤湿度传感器 → 主控板 A0 引脚；抽水泵 → 主控板 2 号引脚。
认一认三件器材，说说它们各自的作用。
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做一做
程序编写，让水泵“听话”
程序逻辑拆解
循环执行：
如果　土壤湿度 < 60　→　水泵以 100% 转速转动；
否则　→　水泵转速 0（停止转动）。
效果：湿度低就浇水，够湿就停 —— 自动维持合适的湿度。
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做一做
参数调试：让系统更“合适”
调“比较值”
改湿度阈值（如 60 → 40 / 70）
少浇水的植物 → 把阈值调低
勤浇水的植物 → 把阈值调高
让系统适应不同植物对水的需求。
调“转速”
改水泵转速 → 控制水流大小
需水量大 → 转速调高（水流大）
需水量小 → 转速调低（水流小）
让系统适应不同环境的浇水量。
学生活动
试一试：把比较值改成 40 或 70，说说会发生什么变化？
第三单元 智能控制更便捷　·　第四节 系统的优化与调整
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说一说
生活中还有哪些“反馈优化”？
电热水壶：水烧开自动断电
恒温壶：水温低了自动加热
感应灯：有人亮、人走灭
智能雨棚：下雨自动收 / 关
扫地机器人：遇障碍自动转向
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小组内分享你还知道生活中哪些“反馈优化”？
学一学
恒温电热水壶
同样的原理：温度检测装置实时监测水温 → 低于设定值就加热，达到设定值就停止加热，从而维持恒定水温。
比一比：恒温水壶和自动灌溉的流程图，有什么相同的地方？
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10
学一学
优化：从“定频”到“变频”空调
定频空调：靠开、关压缩机调温 → 忽冷忽热、耗电多。
变频空调：自动调节工作频率、不停机 → 温度稳定、更省电。
说一说：变频空调“优化”在哪里？它想解决什么问题？
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练一练
我的家居系统优化调整
任务：仿照示例，为你的家设计一套“反馈优化”系统。
参考例子：
漏水 → 自动关闭总水阀；下雨 → 自动关窗；有陌生人 → 自动报警。
填一填：系统名称　功能　组成要素　功能说明
小提示：想清楚“谁来检测、和谁比较、接着控制什么”。
4 人一组，各自填一填，下节课分享你的“智能家居”方案。
第三单元 智能控制更便捷　·　第四节 系统的优化与调整
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小结
本节课你学到了什么？
反馈控制
检测—比较—控制
自我修正
减少误差
更可靠稳定
系统优化
变频空调
课后作业　
找一找身边利用“反馈”优化系统的家电，
记录它的“检测—比较—控制”过程，下节课分享。
学生活动
一起回顾：指着关键词，说说今天每部分讲了什么。
第三单元 智能控制更便捷　·　第四节 系统的优化与调整
14信息科技学科六年级第（三）单元第（4 ）课时教学设计
课时名称 系统的优化与调整
课时核心问题 怎样利用反馈来优化系统，让系统更“聪明”？
1. 信息意识 （1）通过“自动灌溉系统”情境，感知反馈控制普遍存在于智能家居中，感受反馈优化给日常生活带来的便利。 （2）能够主动观察身边的反馈优化系统，识别其检测—比较—控制过程，激发对系统优化与调整的探究兴趣。 2. 计算思维 （1）理解反馈控制的工作过程：设定目标值→检测实际值→比较器比较→控制器控制→执行器执行→反馈→循环。 （2）知道反馈对系统优化的作用：实时监测输出，发现偏差自动反馈，精准调节，逐步逼近期望输出。 （3）理解参数调试的方法：调“比较值”（改湿度阈值）和调“转速”（改水泵转速），让系统适应不同需求。 （4）能分析恒温电热水壶、变频空调等系统中的反馈优化原理。 3. 数字化学习与创新 （1）借助“模拟自动灌溉功能”实践，认识Arduino UNO主控板、土壤湿度传感器、抽水泵，理解程序逻辑，体验反馈优化系统的工作过程。 （2）能尝试修改比较值和转速，观察系统变化，培养数字化学习与创新能力。 4. 信息社会责任 （1）感受智能技术改善生活，体会反馈优化在解决生活问题中的价值。 （2）在小组合作、同桌互评的学习过程中，学会倾听他人想法，客观评价同伴的设计。 （3）树立合理看待智能设备、理性使用数字化产品的意识。
教学重点：理解反馈控制的工作过程；知道反馈对系统优化的作用；能分析恒温电热水壶、变频空调等系统中的反馈优化原理。 教学难点：理解参数调试的方法（调比较值、调转速）；能设计一套“反馈优化”系统。
课时设计思路 本课以“自动灌溉系统”情境导入，引出反馈控制；接着讲解反馈控制的工作过程（设定湿度值→检测→比较器→控制器→水泵→浇水→反馈→循环）；讲解反馈对系统优化的作用（实时监测、发现偏差、自动反馈、精准调节、逼近目标）；通过“不同植物，喝水也不一样”的讨论，讲解参数调试的方法（调比较值、调转速）；开展“模拟自动灌溉功能”实践，认识三件器材，理解程序逻辑，尝试修改参数；通过恒温电热水壶和变频空调的案例，加深对反馈优化的理解；最后开展“我的家居系统优化调整”设计活动，进行课堂小结和课后作业。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一：情境导入与新知讲授——反馈控制（10分钟） 1. 教师播放PPT，出示自动灌溉系统图片，讲述情境：它能按植物对水的需求，实时检测土壤湿度、精准浇水。
2. 提问：针对它的“神奇”，你有什么想知道的？
3. 出示流程图，讲解反馈控制：设定好土壤需要的湿度值→湿度低于设定值就自动浇水，高于设定值就停止浇水，持续进行。
4. 引导学生指着流程图，说说“反馈”是从哪一步回到哪一步的。
5. 讲解反馈对系统优化的作用：实时监测输出，一旦发现与期望有偏差，就自动反馈到输入端，精准调节，逐步逼近期望输出。发现偏差→自动反馈；精准调节→逼近目标；不断改进→适应环境变化。 1. 认真观看课件图片，聆听情境，进入课堂情境。
2. 思考并提问：它是怎么检测湿度的？怎么知道该浇多少水？
3. 认真听讲，理解反馈控制的工作过程。
4. 指着流程图，说出反馈是从“浇水”回到“湿度检测装置”，再回到“比较器”。
5. 结合灌溉的例子，说一说有了反馈，系统好在哪里。 选用学生感兴趣的自动灌溉场景，激发探究好奇心；通过流程图分析，帮助学生理解反馈控制的工作过程；通过讨论，帮助学生理解反馈对系统优化的作用。
环节二：新知讲授与讨论——参数调试（8分钟） 1. 提问：有的植物要少浇水，有的植物要勤浇水。怎样满足不同植物的浇水需求？
2. 组织学生把你的想法写下来（P90），提示可以从“湿度设定值”或“水泵转速”想一想。
3. 出示PPT，讲解参数调试的方法：
（1）调“比较值”：改湿度阈值（如60→40/70）。少浇水的植物→把阈值调低；勤浇水的植物→把阈值调高。让系统适应不同植物对水的需求。
（2）调“转速”：改水泵转速→控制水流大小。需水量大→转速调高（水流大）；需水量小→转速调低（水流小）。让系统适应不同环境的浇水量。
4. 组织学生分享想法，教师点评总结。 1. 思考并回答：可以调整湿度设定值，或者调整水泵转速。
2. 把你的想法写下来（P90）。
3. 认真听讲，理解参数调试的两种方法。
4. 小组交流，分享各自的想法。
5. 小组代表发言，分享讨论结果。 通过讨论和讲解，帮助学生理解参数调试的方法；通过写想法和分享，培养学生的创新思维和表达能力。
环节三：实践探究——模拟自动灌溉功能（12分钟） 1. 出示三件器材：Arduino UNO主控板、土壤湿度传感器、抽水泵。讲解连接方式：土壤湿度传感器→主控板A0引脚；抽水泵→主控板2号引脚。
2. 组织学生认一认三件器材，说说它们各自的作用。
3. 出示程序编写界面，讲解程序逻辑：
循环执行：如果土壤湿度<60→水泵以100%转速转动；否则→水泵转速0（停止转动）。
效果：湿度低就浇水，够湿就停——自动维持合适的湿度。
4. 组织学生尝试修改比较值（改成40或70），说说会发生什么变化。
5. 教师巡视指导，点评总结。 1. 认一认三件器材：Arduino UNO主控板（控制核心）、土壤湿度传感器（检测湿度）、抽水泵（执行浇水）。
2. 理解程序逻辑：湿度<60就浇水，否则停止。
3. 尝试修改比较值（改成40或70），观察系统变化，说说会发生什么。
4. 小组内分享自己的发现。 通过动手实践，让学生亲身体验反馈优化系统的工作过程；通过修改参数，帮助学生理解参数调试的方法。
环节四：案例分析、设计活动与小结（10分钟） 1. 出示恒温电热水壶流程图，讲解：温度检测装置实时监测水温→低于设定值就加热，达到设定值就停止加热，从而维持恒定水温。
2. 提问：比一比，恒温水壶和自动灌溉的流程图，有什么相同的地方？
3. 出示变频空调案例，讲解：定频空调靠开、关压缩机调温→忽冷忽热、耗电多；变频空调自动调节工作频率、不停机→温度稳定、更省电。提问：变频空调“优化”在哪里？它想解决什么问题？
4. 布置任务：我的家居系统优化调整。4人一组，仿照示例，为你的家设计一套“反馈优化”系统。参考例子：漏水→自动关闭总水阀；下雨→自动关窗；有陌生人→自动报警。填一填：系统名称、功能、组成要素、功能说明。小提示：想清楚“谁来检测、和谁比较、接着控制什么”。
5. 引导学生回顾本节课核心知识点：反馈控制、检测—比较—控制、自我修正、减少误差、更可靠稳定、系统优化、变频空调。
6. 布置课后作业：找一找身边利用“反馈”优化系统的家电，记录它的“检测—比较—控制”过程，下节课分享。 1. 认真听讲，理解恒温电热水壶的反馈优化原理。
2. 思考并回答：恒温水壶和自动灌溉的流程图都有检测装置、比较器、控制器、执行器，都有反馈回路。
3. 观看变频空调案例，思考并回答：变频空调优化在自动调节工作频率，解决忽冷忽热、耗电多的问题。
4. 4人一组，各自填一填“我的家居系统优化调整”表格。
5. 小组内分享，下节课分享自己的“智能家居”方案。
6. 跟随教师回顾本节课重点内容。
7. 记录课后作业。 通过案例分析，帮助学生理解反馈优化在不同系统中的应用；通过设计活动，培养学生的创新思维和系统思维；通过小结和课后作业，巩固新知并延伸到课后生活。
课时教学评价 评价内容 1. 知识掌握：能否说出反馈控制的工作过程；能否说出反馈对系统优化的作用；能否说出参数调试的两种方法。 2. 实践能力：能否理解模拟自动灌溉功能的程序逻辑；能否尝试修改参数并观察变化。 3. 创新思维：能否设计一套“反馈优化”系统，功能、组成要素匹配合理。 评价标准 - ★★★：能完整复述反馈控制的工作过程和优化作用，准确分析恒温水壶、变频空调等案例，能独立设计一套完整的反馈优化系统。 - ★★：基本理解反馈控制的工作过程和优化作用，能分析部分案例，能设计一套基本可行的反馈优化系统。 - ★：对反馈控制的工作过程和优化作用模糊，不能正确分析案例，设计反馈优化系统困难。 评价方法：课堂观察、学生任务单展示、小组/同伴互评、课后作业批阅。
教学反思

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