资源简介

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教学设计
课题 第三单元第9课 从人工到自动化 单元 第三单元 学科 信息科技 年级 六年级 上册
教材分析 本课是人教版《信息科技》六年级上册第三单元《有了反馈更优化》的第9课（课本P50—P55）。本单元围绕“反馈与优化”展开：先由人工控制与自动控制的对比引入，再分析开环控制的过程，由开环控制不能满足的需求引出反馈和闭环控制。本课处在单元的起点，承担“认识两种控制方式”的任务：教材先用“两种浇花方式”的讨论交流引出问题，再通过“奶奶在燃气灶上烧水、妈妈用电热水壶烧水”的任务单，让学生在对比中发现“需要人操作”与“不需要人工干预”的差别，从而建立人工控制与自动控制的概念；随后分析生活中人工控制的案例、空调控制室温的过程，为第10课开环控制打下基础。
学习目标 1.信息意识：能结合浇花、烧水、骑自行车等生活场景，找出其中的人工控制和自动控制，关注控制方式在生活与生产中的普遍应用。 2.计算思维：通过比较燃气灶烧水和电热水壶烧水的过程，分析两种控制方式在“是否需要人操作”上的差别，形成按过程描述控制方式的思维方法。 3.数字化学习与创新：能借助表格梳理人工控制与自动控制的特点，用规范的语言描述自动控制的过程。 4.信息社会责任：体会自动控制给生产生活带来的便利，认识到不同场合应合理选择人工控制或自动控制。
重点 重点： 1.了解人工控制和自动控制的应用场景。 2.了解人工控制和自动控制的特点。
难点 难点： 1.理解人工控制和自动控制是针对控制系统工作中的某一段过程而言的。 2.能按“输入—计算—输出”的思路描述自动控制的过程。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 1.提问导入(PPT第4页)：小智家里养了不少花，平常都是妈妈每三天浇一次水。小夏家里也养了一些花，但家里人工作忙，总是忘了浇水，于是小夏妈妈买了一套浇花工具，里面装了定时器，每隔三天就触发喷头浇水，浇10 s自动停止。（图注：小智妈妈：每三天浇一次水；小夏妈妈：定时器自动浇水） 2.主题呈现(PPT第5页)：议一议——以上两种浇花方式，哪一种是人工控制？哪一种是自动控制？小智妈妈浇水，要靠人记得、人动手，这是人工控制。小夏妈妈的浇花工具按定时器自己浇水、自己停，这是自动控制。 讨论并回答：小智妈妈浇水，要靠人记得、人动手，这是人工控制；小夏妈妈的浇花工具按定时器自己浇水、自己停，这是自动控制。 用课本“讨论交流”的浇花情境切入，贴近生活又直指“要不要人操作”这一关键。
讲授新课 1.组织任务单(PPT第6页)：想一想——奶奶喜欢在燃气灶上烧水，妈妈喜欢用电热水壶烧水。逐条讨论三个问题——奶奶烧水时，打开和关闭燃气灶开关都是人去操作的吗？妈妈烧水时，接通电源开关，是人去操作的吗？水烧开后，是人去断开电源还是自动断的？人工控制、自动控制的主要特点各是什么？答：是的，打开和关闭燃气灶开关都要人去做；妈妈手动接通电源，水烧开后电源是水壶自动断开的；人工控制需要人实时监控过程，自动控制不需要人工干预。 2.讲解两种控制方式(PPT第7页)：一、分析两种控制方式的主要特点。奶奶烧水的过程——打开燃气（人工操作）→等待和关注（人工监控）→关闭燃气（人工操作）→水烧开，特点：需要人工实时监控过程；妈妈烧水的过程——接通电源→自动加热→自动断开电源→水烧开，特点：不需要人工监控，人可以走开去做其他事情。 3.讲解人工控制(PPT第8页)：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程需要人做出必要的操作，从而保证控制系统的输出符合预期目标，那么实现这项功能的过程就属于人工控制。判断要点：过程中有一步必须由人来做——那就是人工控制。 读任务单并作答；对照“奶奶、妈妈”两条烧水过程线，说出两种控制方式的差别。 用课本任务单的烧水对比，把生活经验转化为概念，抓住“是否需要人操作”这一关键。
1.讲解人工控制的案例(PPT第9页)：人工控制注水；手动开车门锁。 2.讲解自动控制(PPT第10页)：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程不需要人工干预，就能保证控制系统的输出符合预期目标，那么这个过程中是自动控制。判断要点：全程不需要人工干预，结果也符合预期目标——那就是自动控制。 3.讲解自动控制的案例(PPT第11页)：饭煮熟后能自动切换到保温状态；天色变暗会自动亮起，天色变亮会自动熄灭；烟雾浓度超过一定范围时会自动报警；不需要司机手动控制方向盘，汽车就能自动根据路况变道、转弯、掉头等。 举例补充自己生活中的人工控制、自动控制案例，说明需要人做哪些操作、哪一步不需要人管。 用课本的多个案例扩大感知面，让两个概念在对比中落地。
1.组织任务单填表(PPT第12页)：二、分析生活中人工控制的案例。根据所列举的案例场景，分析其中包含的人工控制过程——驾驶汽车（非智能驾驶）车速变大或变小：配合使用加速踏板或制动踏板；左转或右转：适当旋转方向盘。用手机听音乐音量变大或变小：按手机上的音量按钮。用洗衣机洗衣服设置洗衣模式：按下操作面板上对应的按钮。触摸式开关灯灯亮：触摸开关。表格内为参考答案。 2.组织任务单(PPT第13页)：三、分析空调控制室温的过程。今天气温高达35 ℃，家里需要开空调——1．空调制冷温度不能低于多少摄氏度才符合国家节能规定？2．保证已经接通电源的前提下，你先按遥控器上的哪个按钮，然后按哪个按钮把空调设为制冷模式，最后按哪个按钮把温度设为26 ℃？3．设置风速大小、温度高低，是人工控制吗？4．空调让室温由高变低的过程是自动控制吗？参考：1．26 ℃。2．电源开关→模式→温度（26 ℃）。3．是，设风速、设温度都要人操作。4．是，空调自动检测室温并自动开停。 先独立填表，再对照逐行出现的参考答案自查、修正；回答空调四问，说出每一步是人做还是空调自己做。 表格任务训练归纳与表达能力；问题链让学生分清“设定温度靠人、维持温度靠机器”。
1.讲解空调控制室温的过程(PPT第14页)：夏天开空调前，室内温度是30 ℃，我们希望降为26 ℃，于是通过遥控器设定26 ℃为标准温度（阈值），空调开始制冷；当空调检测到室内温度为26 ℃以下时，空调停止制冷；检测到室温上升，空调又开始制冷……自动控制，不需要人的干预，直到关空调。关键一步：设定阈值（26 ℃）→ 检测室温 → 与阈值比较 → 决定继续或停止。 2.讲解具备自动控制功能的设备(PPT第15页)：现在很多电气设备都具备一定的自动控制功能，工作时有些环节不需要人的干预——小夏妈妈使用定时自动浇花工具，这个过程中不需要人工干预；使用洗衣机洗衣服，人们只要选定洗衣程序，它就自动完成洗衣的全过程；还有扫地机器人，人们只要设置好参数，它就能自动清扫地面。想一想：这些设备的共同点是什么？答：只要人设定好输入（参数、程序），设备就自己按程序完成工作，中间不需要人再操作。 说出空调“设定阈值—检测—比较—开停”的过程；举例说出自己用过的自动控制设备。 用阈值与比较把“自动”讲清楚，为第11课的反馈作铺垫。
组织讨论交流(PPT第16页)：你用过完全自动控制的控制系统吗？洗衣机、空调等，它们工作的哪一段过程还需要人工控制？——我家的洗衣机，放衣服、选模式、按启动都还得我来。空调的温度、风速是我用遥控器设的。电热水壶的水要我自己灌，开关也自己按。人工控制和自动控制，一般是针对控制系统工作时的某一段过程来说的。例如，接通洗衣机电源和选择洗衣模式是人工控制，但洗衣过程是自动控制。 讨论“同一台设备哪一段靠人、哪一段靠机器”，举出自己家的例子。 用课本“讨论交流”收束新知，避免学生把“自动控制”理解成“全程不用人”。
课堂练习 1.组织案例(PPT第17页)：案例——小智家的一天。早上，小智用电热水壶烧水，按下开关就去做别的事，水开后水壶自动断电。出门骑自行车上学，想快就用力踩脚踏板，遇路口就捏闸减速。中午，他用遥控器把空调设到26 ℃，之后室温一直保持在26 ℃左右。思考：这些过程中，哪些是人工控制？哪些是自动控制？参考答案：按下开关是人工控制，水开后自动断电是自动控制；骑车加速、减速都是人工控制；设定26 ℃是人工控制，维持26 ℃是自动控制。 2.组织做一做(PPT第18页)：1．说出家里两个属于人工控制的过程，并说明需要人做哪些操作。2．说出家里两个属于自动控制的过程，并说明哪一步不需要人工干预。3．想一想：为什么洗衣机的“选择洗衣模式”是人工控制，而“洗衣服的过程”是自动控制？——用燃气灶炒菜，点火、调火力、关火都要人操作；用遥控器换台，按遥控器上的按键。电热水壶烧水，水开后自动断电；空调控温，达到设定温度后自动停止制冷。因为人工控制和自动控制是针对控制系统工作中的某一段过程来说的，同一台设备可以既有人工控制的过程，也有自动控制的过程。 3.组织说一说(PPT第19页)：说一说——你用过哪些具备自动控制功能的设备？它们哪一步不需要人管？ 阅读案例并作答，对照参考答案核对；完成做一做的三项任务；结合生活经验交流。 通过案例、实践与交流三种形式巩固“是否需要人操作”这一判断标准。
拓展延伸 1.组织活动(PPT第20页)：活动——遥控小汽车与自动循迹机器人。1．准备一个遥控小汽车，控制小汽车直行、左转、右转。2．运行自动循迹机器人程序，观察机器人沿着路线行走的过程。3．上网搜索资料，进一步了解人工控制和自动控制的优缺点。 2.完成任务单(PPT第21页)：1．遥控小汽车运行的过程属于（人工／自动）控制。2．自动循迹机器人，其直行、拐弯都属于（人工／自动）控制。3．你认为哪些场合，人工控制更有优势？举1~2个例子说明。4．你认为哪些场合，自动控制更有优势？举1~2个例子说明。参考：遥控小汽车属人工控制（√）；自动循迹机器人属自动控制（√）；精度要求高、规模大、反应快或危险的场合，如生产线、自动驾驶；情况简单、变化多、需要人临场判断的场合，如手工炒菜、课堂演示实验。 动手操作并比较两种体验；完成任务单四问，举出具体例子说明理由。 在动手与讨论中体会两种方式各自的优势，形成合理选择控制方式的意识。
课堂小结 课堂总结(PPT第22页)归纳本课6点要点： 1．两种方式：人工控制需要人操作，自动控制不需要人工干预。 2．人工控制：需要人做出必要的操作，保证输出符合预期目标。 3．自动控制：不需要人工干预，就能保证输出符合预期目标。 4．浇花对比：小智妈妈人工浇水；小夏妈妈用定时浇花工具自动浇水。 5．烧水对比：奶奶烧水要人关火；妈妈的电热水壶水开后自动断电。 6．关键一句：人工控制与自动控制，是针对某一段过程来说的。 结合“浇花对比→两种控制方式→生活中的人工控制→空调自动控温”的知识脉络整体回顾。 回顾要点，用自己的话复述两种控制方式的特点，提出疑问，整理笔记。 构建“人工控制—自动控制”的知识框架，完成本课学习。
课后作业 布置课后作业(PPT第23页)：1．思考：人工控制和自动控制各有什么优点和缺点？为什么有的场合更适合自动控制？2．观察与发现：观察教室里的灯、空调、多媒体教学设备，说一说哪些过程需要人操作、哪些不需要。3．调查与记录：观察家里的一件电器，找出它身上“人工控制”和“自动控制”的过程各一段，记录下来。4．实践：完成拓展与提升的任务单：控制遥控小汽车直行、左转、右转，再观察自动循迹机器人沿路线行走，比较两者的不同。 课后完成思考与实践任务，完成观察记录与家庭设备调查。 将课堂所学延伸到课外与家庭生活，培养观察、记录与调查能力。
板书 板书设计(PPT第24页)：主题：从人工到自动化；核心：浇花对比 → 两种控制方式 → 生活中的人工控制 → 空调自动控温；概念：控制系统在运行时，如果实现某项功能的过程需要人做出必要的操作，从而保证控制系统的输出符合预期目标，那么实现这项功能的过程就属于人工控制；不需要人工干预就能保证输出符合预期目标，这个过程就是自动控制；核心：人的操作 ｜ 人工干预 ｜ 预期目标 ｜ 阈值 ｜ 过程分段；示例：小智妈妈浇水→人工控制；小夏妈妈定时浇花→自动控制；奶奶燃气灶烧水→人工控制；妈妈电热水壶烧水→自动控制；流程：接通开关 → 设备工作 →（人关注结果并操作 ／ 设备自动检测并动作）→ 达到预期目标。（见PPT第24页板书设计） 对照板书回顾本课知识结构。 呈现知识主线，帮助整体建构。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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