湘科版（2024）六上_1单元 _活动3 控制的优化与改进教学设计.docxVIP

课例名称

控制的改进与优化

年级

六年级

章节

身边处处有系统

课时安排

1节

执教教师

学校

一、教学内容分析

本单元以身边处处有系统为主题，意在引导学生多多观察生活中的事物，从身边系统出发，分析系统的各个元素，本堂课师以系统控制的改进与优化为聚焦点，让学生了解控制中的开关量与连续量的定义，并加入逻辑运算的训练，让学生了解可以通过数字、字母等形式来对逻辑运算进行表示，最后让学生了解系统并不是一成不变，而是需要通过程序或者用户的反馈来不断优化，达到更好的系统。

二、教学对象分析

六年级学生在五年级的基础上，已经对算法有了较为深刻的了解，了解了算法对生活的巨大影响，在此阶段，对生活中的观察能力逐渐变强，已经具备一定的分析能力，能够根据学习内容动手制作一些简单编程，并能够通过在线平台或工具去搜寻信息，同时六年级学生热衷于将信息科技所学内容与生活实际联系，通过小组合作和自主设计等形式，加大了学生对于信息科技的兴趣。

三、教学目标

了解开关量与连续量的基本含义（信息意识）

理解实现反馈的基本原理（信息意识）

了解简单逻辑运算规则（计算思维）

能够运用技术手段（数字化学习与创新）

四、教学重点与难点

教学重点：1.了解开关量与连续量的基本含义

2.了解简单逻辑运算规则

教学难点：1.连续量与开关量的关系

2.理解实现反馈的基本原理

3.能够运用数字表示生活中的一些简单逻辑运算

五、教学环境（软、硬件）

教学一体机

六、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

一、回顾旧知

师：上节课我们学习了系统的过程控制室如何实现的，现在虽然已经过了夏天，但炎热的天气还是让大家离不开空调，哪位同学能来说一说空调的空调过程控制的三个环节分别是什么呢？

通过同学们描述，我们不难发现在空调系统中，我们可以把它分为两部分，一部分是开关机的时候，一部分是正在工作的时候，这两者的计算有何区别呢？

思考空调系统过程控制分别是什么？

回顾旧知，联系这节课的开关与连续量（空调的开关与空调运行时）

二、连续量与开关量的概念引入

师：其实在我们的过程控制的输入分为开关量和连续量，以我们的空调为例，当空调开关时，输入只有开和关两种形式，这种形式的输入即为开关量，当空调运行时，我们设定了一个温度，空调的输入方式就变成了不断在获取室温的数值，这种可以连续变化的变量，即为连续量。

那么当连续量达到一定数值，也会转换为开关量，例如当室温已经低于设定温度时，此时空调就会停止出风。

同样在我们的生活中很多这样的系统，如小球沿两根八字形木杆滚下、感应水龙头等，你还有哪些生活中的系统可以举例呢？

请观察下面表格的三个系统，动手尝试补充完整。

学生认识连续量与开关量的含义，能够理解二者之间的关系，并与生活实际结合，

认识连续量与开关量的含义，理解开关量与连续量之间的转换

三、控制中的逻辑运算

师：不同的应用和场景，需要使用不同的控制形式。例如在银行客户保险柜、家里的智能门锁、自动扶梯等不同的系统，这些不同的控制形式可以通过开关量的逻辑运算来表示，开关量“开”和“关”，逻辑值的“真”和“假”，都可以用数字0和1代表。

分别是三种情况：与、或、非，请大家看到书上17页，我们一起了解三种不同的情况各有多少种情况。

我们可以通过简单的电路系统来模拟，准备两个开关，一个小电灯，动手尝试一下把。

请大家根据刚刚对于“与、或、非”的了解，给这三种场景分别连线对应

了解逻辑运算的三种情况：与、或、非，并通过电灯系统来进行简单模拟。

四、通过反馈优化控制

师：在天气炎热的夏季，假设空调没有温度控制，打开电源开关后，空调制冷压缩机会持续工作，温度会持续下降，浪费电能。因此，需要对控制过程进行优化，将房间温度维持在设定的温度附近。

要实现这个功能，需要在输出与输入之间建立关联。通过温度传感器对房间温度进行检测，并将结果反馈到控制输人端，构成一个有反馈的控制闭环，从而实现系统自动控制。

现在我们学习了空调恒温控制系统框图，请同学们小组合作，尝试列举具有反馈控制的实例，并描述其功能和控制过程。

学生尝试列举具有反馈控制的实例，并描述其功能和控制过程

让学生了解反馈优化控制在生活中的重要性与广泛应用。

五、开拓视野

师：带反馈的控制广泛的应用在生活中的各个场景，节约了许多能源实现反馈的方式也多种多样，有机械控制反馈、电子控制反馈和混合式控制反馈等，就连家中的常用的抽水马桶也是如此，同学们可以根据自己感兴趣的方向，如航天、赛车在这些方面有哪些反馈控制呢？。

拓展学生视野，要学生了解更多的带反馈的控制方式

六、单元回顾

师：在这个单元的学习中，我们从生活总的系统出发，对系统的组成、过程与控制、赶紧与优化三个方面，全方位的带同学们了解系统在生活中的应用，但老师只是为大家打开了一