第03课反馈与控制教学设计浙教版信息科技六年级下册.docx

第3课反馈与控制教材分析:反馈与控制是浙江教育出版社小学信息科技（六年级下）第一单元控制系统中的反馈的第3课。该教学内容属于信息科技课程标准中第三学段“过程与控制”内容模块。本课是在已经了解开环控制系统和闭环控制系统的基础上，引导学生进一步了解两种不同控制形态的主要区别就在于是否存在反馈。反馈就是使输出量反馈控制系统的输入端并与输入量进行比较，形成一个闭合的环路。系统的平稳运行就是靠反馈在其中起到的控制作用。本课的内容旨在正式提出“反馈”这一核心概念，主要包括“反馈”和“反馈的控制作用”两部分内容，重点介绍反馈的概念，并明确反馈对系统进行动态调节中的优化作用，并能用图示表示。预设教学目标：1 .通过观察生活中的控制系统，了解反馈的概念，能举例说明生活中自动控制系统的反馈。2 .通过分析控制系统的输入、输出及预期目标，理解反馈的控制作用。3 .通过系统框图分析生活中的实例，认识到反馈是控制系统中的重要手段。预设教学重点：了解反馈的概念。预设教学难点：分析生活中的自动控制系统，找到其中存在的反馈。预设教学课时：1课时预设教学准备：学习单、极域电子教室、教学课件等预设教学过程：一、温故知新【小练习】打开桌面上的“控制的形态练习题”，完成练习。学生进行练习，并进行简单的反馈交流。二、游戏导入【小游戏】1.出示游戏“植物的生长”，说明规则：植物的生长需要合适的土壤湿度在70-80之间，土壤湿度过低或者过高都会影响植物的生长，当土壤的湿度没有达到这个合适的范围时，植物的生长值会下降，当生长值降低到一定程度时，植物会死亡。我们可以通过按键盘上的方向t和I可以控制水壶来浇水，水壶的倾斜角度会影响浇水的水量，当生长值达到100后，植物完成生长，游戏过关。2 .学生玩游戏，利用方向键t和I可以控制水壶来浇水，控制土壤湿度在规定范围内。挑战成功举手示意。问题引导：你是如何控制土壤湿度的？学生描述如何进行控制，让土壤湿度保持在合适范围内。3 .教师总结过程：用方向键控制水壶浇水，这时候我们的眼睛在观察什么？（时刻观察土壤湿度的变化）我们的脑袋在思考什么？（在比较土壤湿度是否在合适范围内）所以在整个游戏中，我们通过眼睛实时观察土壤湿度的值，然后反馈给大脑，大脑不断在比较土壤的湿度值是否在合适范围内，然后根据土壤的实际湿度不断调整水壶的角度来浇水，这个过程就是我们今天的课堂主题。4 .揭题：反馈与控制。三、新知构建1 .在实际生活中，我们在种植植物时其实也是和刚才的小游戏操作是一样的，我们会经常去观察土壤的湿度，当湿度值没有达到合适范围时，我们就会浇水，从而保证植物能正常生长。但是人工去进行浇水，往往也会出现一些状况，比如忘记了，比如外出旅游无法及时进行浇水呀，所以人们就想到了定时浇水。2 .师生共同探讨定时浇水的系统图示。想一想，定时浇水时，设定的是什么值？（浇水时间和浇水量）是的，通过设定浇水时间和浇水量，然后通过定时器进行控制，当到达设定时间时，就会控制浇水设备（浇水壶）进行浇水，从而使得土壤湿度达到预期值。这种定时浇水的控制系统能否实现自动浇水？（能）那么会不会出现一些和预期不一样的状况呢？学生回答。（如果遇到下雨天，有可能会让土壤湿度值过大）3 .对比这两种不同的控制过程，它们的控制形态是一样的吗？（不是）结合上一节课的学习，谁来说一说这两种不同控制形态的最大区别是什么？学生回答，师生共同交流。4 .教师小结：两种不同控制形态的区别就在于输出量，即实际的土壤湿度值能否返回到输入端，与输入量，即合适的湿度值7080之间这个值进行比较，形成一个闭合的环路，也就是我们今天要学习的反馈。出示反馈的概念：在自动控制系统中，将输出量通过检测装置返回到输入端，并与输入端进行比较的过程，就是反馈。定时浇水自动控制系统中没有反馈，所以，定时浇水器无法根据土壤的实际湿度进行精准控制。5 .问题引导：我们如何来改进这个装置，让设备像人一样，根据土壤的实际湿度进行判断后再决定是否浇水呢？课件出示图片，提问，思考：这个系统中，是谁在起作用？学生回答（湿度检测装置、控制器、水泵）让学生说一说，这些设备是如何控制土壤湿度的。6 .教师小结：我们把这个过程转换成系统方框图，来进一步了解系统的运行原理。师生共同交流，梳理反馈的过程，将设备和控制器、执行器、检测装置一一对应，再引出输入量、输出量、比较器和被控对象。任务一：输入量与输出量想一想，智能浇水控制系统中，反馈过程的输入量、输出量和预期目标分别是什么？请完成表格的填写。学生完成练习，反馈并进行简单交流。箱入景输出量7 .你还能想到我们生活中其他的自动控制系统吗？8 .分析生活中常见的自动控制系统中的反馈选择其中一个场景进行分析，拖一拖完成方框图填空，并向同桌描述其中的反馈环节。任务二：系统框图表示反馈过程选择下列图中任一一个自动控制系统，尝试用拖动的方式完成它的工作流程图。学生进行练习，反馈与交流：分别请学生描述三个自动控制系统中的反馈过程。【反馈的控制作用】1 .出示刚才的三种控制系统，提问：反馈是为了什么？反馈实现了什么样的功能呢？2 .恒温花房自动控制系统可以通过反馈对花房内的空气温度、土壤水分和光照强度进行控制，使其始终保持在设定的范围之内。保温电热水壶控制系统可以通过反馈对水温进行控制，使其始终保持在设定的范围之内。自动灌溉控制系统可以通过反馈对土壤水分进行控制，使其始终保持在设定的范围之内。3 .教师小结：反馈在保证系统正常运行中发挥了重要的作用。通过比较输出量和输入量来实现控制系统在预设范围内的输出，反馈在其中发挥了重要的作用，反馈调节了系统的运行状态，保证了系统的正常运行。四、课堂总结如今，各式各样的自动控制系统给我们的生活带来了便利，这些设备在无人直接参与的情况下还能稳定地运行，靠的就是反馈机制。反馈是系统控制的一种方法，也是优化控制的一种手段。反馈已经成为我们生产、生活以及系统中必不可少的存在。【课后反思】