第3课 反馈与控制（教案）2023-2024学年六年级下册信息技术浙教版

第3课《反馈与控制》教学设计 【课标内容要求】 通过分析具体案例，了解反馈是过程与控制中的重要手段，初步了解反馈对系统优化的作用。 【教学内容分析】 《反馈与控制》一课内容选自浙江教育出版社《小学信息科技（六年级下）》第一单元《控制系统中的反馈》第3课。在前一节课学习了开环和闭环两种控制形态的基础上，本课主要涉及反馈的概念和反馈的控制作用。通过本课的学习，学生能分析生活中自动控制系统的反馈及其作用，并用图示表示。 【教学目标】 1.通过分析浇水行为，理解反馈的基本概念。 2.通过对比自动浇水系统和没有反馈的定时浇水器，了解反馈为何能实现系统的优化。 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。 重点：理解反馈的概念。 难点：分析生活中的自动控制系统，找到其中存在的反馈。 【核心素养指向】 发现生活中的过程与控制场景，认识自动控制系统普遍存在于日常生活中。了解常见的控制形态，理解反馈在自动控制系统的作用，分析控制系统中反馈的实现过程。 【学情分析】 本课授课的对象是小学六年级学生，这个阶段的学生好奇心强，认知发展处于从具象思维到抽象思维的过渡时期，且已经具备一定的信息科技基础和探究能力。学生在生活中能见到大量的具有过程与控制系统的设备，但是学生可能无法自动意识到这点，他们很少从计算机处理信息的角度去探究身边系统运行的原理。反馈、环路、优化等概念对学生来说较为陌生，所以本课重点引导学生从生活实际出发，降低学习难度。 【设计构想】 课堂教学由于诸多限制，学生并不能在课堂现场亲身经历过程与控制的全过程。而计算机在仿真模拟仿真方面却可以表现得很好，因此应用仿真技术，将是过程与控制模块未来教学中会经常采用的一种教学策略。 采用仿真技术开展实验研究的课堂教学反而可以聚焦研究的问题，营造深厚的探究氛围，取得了很好的教学效果。为了让学生理解反馈的作用和意义，设计制作了“小花农”的小游戏，通向上向下的方向键来控制水壶的出水量，从而控制土壤湿度，如果土壤温度过高或过低，种子都无法继续生长，只有将土壤湿度一直控制在合适的范围内，就可以让花朵绽放。通过小游戏，学生知道了成功培育出花朵的秘诀是控制土壤温度。 游戏之后，然后让学生观察自动浇花系统是如何成功培育出花朵的，并与学生讨论人浇花和自动浇花系统浇花有共同点——存在反馈。然后师生共同学习反馈与控制的过程。 在这个仿真实验的过程中，每个学生都非常专注的探究，探究之后能积极发表观点和看法，通过讨论顺利得引出了反馈的概念，理清了反馈与控制的过程和原理。跟真实的实验相比，仿真实验快速地运行，节约了时间，提高了效率，并且快速实现了问题聚焦，有效地突破了教学难点。 【教学环境及资源准备】 1. 小花农仿真游戏 2. 教学课件 【教学活动设计】 学习任务 学习过程 设计意图 用时（分钟） 教师活动 学生活动 一、浇水游戏初体验 出示游戏“小花农”，说明规则： 植物生长需要的土壤湿度在80~90之间 土壤湿度过低或者过高都会影响植物的生长 按键盘方向键 ↑ 和 ↓ 可以控制水壶来浇水 水壶的倾斜角度会影响浇水的水量 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。 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到达设定值）所以在整个游戏中，我们时刻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。 揭示课题：《反馈与控制》 学生玩“小花农”游戏，利用方向键 ↑ 和 ↓ 可以控制水壶来浇水，控制土壤湿度在规定范围内 学生说如何控制土壤湿度 从贴合生活实际的简单小游戏出发，在玩中学，调动学生课堂积极性，自然而然引出本节课主题。 5 二、浇水模式作对比 根据校园阳光菜园假期无人浇水的真实问题引出设置定时浇水器的方案 学生点评是否可行。 问题引导：这个装置确实能自动浇水，但是如果遇上下雨天呢？ 学生再次推测可能发生的实际情况。 对比两种工作过程，发现开环系统与闭环系统的最大区别就在于有无反馈的过程，即形成一个闭合的回路。没有反馈，定时浇水器无法根据土壤的实际湿度进行精准控制。 学生推测可能发生的情况：花草会 从游戏过渡到真实情境，引发学生思考。 多数学生会认为这种方案可行，没有考虑到真实环境对开环系统的影响。通过对比两种系统深化反馈的作用。 10 三、自动系统细探究 问题引导：那如何让设备像人一样，根据土壤的具体湿度浇水呢？ 体验游戏“自动浇水系统” 思考：这个系统中，是谁在起作用？ 学生回答（湿度监测装置、控制板、水泵） 学生说一说，这些设备是如何控制土壤湿度的。 教师总结：我们把这个过程转换成系统方框图，来进一步了