资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
教学设计
课题 第三单元第10课 开环控制应用广 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10课（课本P56—P60）。第9课认识了人工控制与自动控制，本课进一步按“是否检测输出结果”区分开环与闭环：开环控制按给定输入运行后就形成输出，这一次的结果已无法改变。教材先用“闹钟响完就停、洗衣机洗完就停”的讨论交流引出问题，再通过洗衣机、电风扇两个任务单，让学生用“输入—计算—输出”的模式补充工作过程示意图，接着在“你知道吗”中归纳开环控制的优缺点，最后分析生活中的开环控制系统案例，为第11课“反馈”、第12课“闭环控制”做铺垫。
学习目标 1.信息意识：能发现闹钟、洗衣机、电风扇等设备“只管按程序做事、不检查结果”的现象，关注开环控制在生活中的普遍存在。 2.计算思维：能按“输入—计算—输出”的模式分析并绘制开环控制的工作过程示意图，理解开环控制“结果无法改变”的原因。 3.数字化学习与创新：能借助示意图和表格梳理开环控制系统的输入与输出，用规范的语言描述其工作过程。 4.信息社会责任：体会开环控制结构简单、操作方便的优点，也认识到它缺乏自我修正能力，形成合理选用控制方式的意识。
重点 重点： 1.了解开环控制的特点。 2.能绘制开环控制的工作过程示意图。
难点 难点： 1.理解“开环”的关键在于不检测输出结果，因此结果无法改变。 2.能按“输入—计算—输出”的模式规范地绘制工作过程示意图。
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)：小智设定每天早上7点钟闹钟响并持续10 s，提醒自己起床——那么，小智是否起床，闹钟能控制吗？爸爸洗衣服，这次的衣服特别脏，但他还是选用平时的洗衣模式——洗衣机能控制这些衣服一定洗得干净吗？（图注：闹钟：响完就停；洗衣机：按模式洗） 2.主题呈现(PPT第5页)：想一想——闹钟响完就停，它知道小智起没起吗？洗衣机能知道衣服洗干净没有吗？闹钟只负责到点响，我起不起床它管不了；洗衣机只按选好的模式转，衣服干不干净它也不知道。由此进入“一、分析开环控制的特点”。 讨论并回答：闹钟只负责到点响，我起不起床它管不了；洗衣机只按选好的模式转，衣服干不干净它也不知道。 用课本“讨论交流”的两个情境制造认知冲突，引出开环控制。
讲授新课 1.回顾旧知(PPT第6页)：开环控制不会根据输出的结果，重新调整自己的工作过程；大家还记得第4课学习的控制系统工作的三个环节吗？ 2.组织任务单1(PPT第7页)：爸爸用洗衣机洗衣服，他选择“标准模式”，然后按“启动”按钮，最后发出警报声提示洗衣结束——按“输入—计算—输出”补充洗衣机的工作过程示意图，横线上填出输入“洗衣模式、启动指令”和输出“洗衣机运转”。 3.追问(PPT第8页)：洗衣过程是不是从头到尾都按流程一步步往下走？衣服不够干净，是不是只能重新选模式再运转一遍？洗衣机会根据干净程度重新调整吗？它的洗衣过程属于开环控制吗？——是，从头到尾按流程一步步往下走；是，只能重新选模式再运转一遍；不会重新调整，它的洗衣过程属于开环控制。 4.归纳(PPT第9页)：把洗衣机的工作过程用“输入—计算—输出”的模式来表示——输入：人给出指令；计算：系统按预设程序生成动作；输出：系统状态发生变化。一旦设定了洗衣模式，洗衣机就按设定的程序运转，直到洗衣过程结束；在开环控制过程中，当控制系统按给定的输入运行后，会按预期的目标形成输出结果，而且这次的结果无法改变。 在示意图横线上补出输入与输出；逐题作答并对照答案，说出“这次的结果无法改变”的含义。 用课本任务单把文字描述结构化，建立“输入—计算—输出”的分析框架。
1.组织任务单2(PPT第10页)：人们接通电源，然后选择风速挡位，电风扇就会按预定的模式转动起来——按“输入—计算—输出”的模式补充电风扇的工作过程示意图；追问：如果电风扇不转动或者不按指定挡位转动，这个结果会传回输入端，让电风扇重新按最初选择的挡位转动吗？电风扇（会／不会）根据最后吹风结果重新调整自己的工作过程，所以它的工作过程（属于／不属于）开环控制。 2.出示示意图(PPT第11页)：电风扇工作过程示意图——输入：风速挡位；计算：按选定的模式生成指令；输出：风扇按指定挡位转动。 3.核对答案(PPT第12页)：不会；属于开环控制。 在示意图横线上补出输入与输出；讨论并回答，得出“不会；属于开环控制”的结论。 通过第二个任务单迁移应用，让学生自己发现开环的局限。
1.讲解开环控制系统及其特点(PPT第13页)：一般来说，以开环控制为主的系统可称为开环控制系统。这种控制系统结构比较简单，不需要对输出结果进行检测。优点——结构比较简单，不需要检测输出结果；操作往往也比较简单，很多工作过程都是厂家设定好的；结果基本固定，控制输入就能得到预定输出。局限——没有自我调节和修正的能力；重要环节一旦受到干扰，预设程序就可能不适合；输出结果出现偏差，无法实现预期功能。 结合洗衣机、电风扇的例子理解“重要环节一旦受到干扰，预设程序就可能不适合”；举例补充身边的开环控制系统。 把优点与局限成对讲解，避免学生只记住“简单方便”。
1.讲解应用实例(PPT第14页)：三、分析生活中开环控制系统应用的实例。开环控制系统被普遍应用于日常生活中，如各种照明设备、电风扇、电烤箱、微波炉、电饭锅、定时红绿灯、定时浇灌系统等。 2.组织填表并核对(PPT第14页)：表格内为参考答案——电子闹钟（输入：设定的响铃时间／输出：响铃）、电热水壶（加热的指令／加热）、电风扇（风速挡位／按指定挡位转动）、台灯（开关指令／灯亮）、定时红绿灯（设定的时间／按时换灯）。 先独立填表，再对照参考答案自查、修正；说出自己判断输入与输出的依据。 表格任务训练归纳与表达能力；答案逐条呈现，便于边讲边核对。
课堂练习 1.组织案例(PPT第15页)：小智定了7点的闹钟，铃声停了，他还在睡——闹钟不知道他起没起。爸爸用标准模式洗衣服，衣服太脏没洗干净——洗衣机不知道洗得干不干净。小智把微波炉定时3 min，食物太多没热透——微波炉不知道食物热没热透。思考：这三个过程中，控制系统分别缺少了哪一步？参考答案：都缺少“检测输出结果”这一步。它们只按设定的程序执行，不检测结果，所以结果无法改变，属于开环控制。 2.组织做一做(PPT第16页)：说出家里两个开环控制系统，写出它们的输入和输出；按“输入—计算—输出”的模式，画出电饭锅煮饭的工作过程示意图；想一想：为什么开环控制系统“这次的结果无法改变”？ 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并交流。 通过案例与实践两种形式巩固“不检测结果”这一判断标准。
拓展延伸 组织拓展与提升(PPT第17页)：补充微波炉加热食物时的工作过程示意图，把输入、输出填在横线上——输入：加热的模式、加热的时间、启动的指令；计算：按选定的加热挡位和加热时间，生成指令；输出：加热。 补全微波炉示意图的输入与输出，并说明判断依据。 在第三个设备上迁移应用“输入—计算—输出”的分析方法，形成稳定的分析路径。
课堂小结 课堂总结(PPT第18页)归纳本课5点要点： 1．开环控制：按给定输入运行后形成输出，这一次的结果已无法改变。 2．工作过程：输入 → 计算 → 输出，过程中不检测结果。 3．系统特点：结构简单、操作简单，结果基本固定。 4．局限：没有自我调节和修正能力，受干扰就出现偏差。 5．常见例子：照明设备、电风扇、电烤箱、微波炉、电饭锅、定时红绿灯。 结合“闹钟与洗衣机→开环控制的特点→电风扇的工作过程→生活中的开环系统”的知识脉络整体回顾。 回顾要点，用自己的话复述开环控制的特点，提出疑问，整理笔记。 构建“输入—计算—输出”的知识框架，完成本课学习。
课后作业 布置课后作业(PPT第19页)：设置机器人运动的各项参数，让它走出正多边形（如正方形、正六边形等）的轨迹。阅读程序，设置参数，运行程序，最后分析程序的执行过程，观察它是否具备开环控制的特点。讨论——机器人走正多边形过程属于开环控制吗？我认为是的。因为它只会按程序一步步执行任务，如果走出的轨迹不完美，只能由编程人员修改程序，重新让它走一遍，它自己不会调整。 课后运行程序并调整参数，记录机器人的轨迹，判断其是否具备开环控制的特点。 把课堂所学延伸到程序实践中，在调试中体会开环控制“只按程序执行、不会自我调整”的本质。
板书 板书设计(PPT第20页)：一、分析开环控制的特点；二、绘制并分析电风扇的工作过程；三、分析生活中开环控制应用的实例。（见PPT第20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）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑