第10课 计算机在控制系统中的作用（教学设计）-2025-2026学年五年级下册信息技术浙教版

作业练习 课程基本信息 学科 信息科技 年级 五年级 学期 春季 课题 计算机在控制系统中的作用 教科书 书 名：义务教育教科书信息科技五年级上 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月 作业练习 1.（多选题）在以下四个场景中，存在计算机控制系统的是？（ ACD ） A.在自动售货机前买水 B.按下开关打开教室的灯 C.语音控制窗帘 D.小区道闸自动开启 2.（单选题）“光控路灯”控制系统中，属于核心环节的是（ A ） A.计算机 B.光控开关 C.灯泡 D.光敏值 3.（多选题）摄像头可以精准识别特种车辆如120，进而调节交通信号灯，加快通行效率。此场景中，主要体现了计算机控制系统的哪个优势？（ AB ） A.实现更加的灵活控制 B.实现更高精度的控制 C.实现复杂功能的控制 D.实现更强抗干扰能力的控制 学科网（北京）股份有限公司 $ 教学设计 课程基本信息 学科 信息科技 年级 五年级 学期 春季 课题 计算机在控制系统中的作用 教科书 书 名：义务教育教科书信息科技五年级上 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月 教学内容与学习对象分析 一、学习内容分析 本课内容主要包括“计算机控制系统”和“计算机控制系统的优势”，重点学习的大概念是“通过体验和认识身边的计算机控制系统，进一步认识计算系统可以抽象为输入、计算和输出三个典型环节”。 本课是第三单元的第2课，把第一单元“系统的构成”中学习的计算机系统应用到庞大、更复杂的控制系统中，与五下第5课“控制系统的三个环节”和第9课“控制系统中的计算”等内容密切相关。同时为第15课恒温箱实验的系统分析与设计打好知识基础，也为六年级下册控制系统中的运算做好认知铺垫，达成概念构建的螺旋上升。 本课继续围绕“算法”核心逻辑主线展开，融合了“数据”“信息安全”等多条逻辑主线。承载了计算机参与控制系统的作用，与控制系统中的计算环节紧密相关，主要探讨了计算机控制系统的概念、原理及优势，并围绕主题“自动光控路灯控制系统”，探究分析控制系统的三个环节，对运行过程进行抽象建模，转化为原理图，结合生活中的计算机控制系统实例，感受计算机控制系统的优势，体会自主可控系统重要性。 二、学习对象分析 本课的学习对象是五年级学生，从认知基础来看，经过前两个单元的学习，学生已经认识了控制系统和控制系统的基本环节，能够从“输入-计算-输出”三个基本环节认识生活中的控制系统。经过前一课的学习，学生认识了控制系统中的计算，并知道计算是控制的核心环节；从生活经验来看，学生在生活中体验了各式各样的控制系统，初步知道控制系统中计算机的是控制的核心，但学生尚未从系统控制的角度理解计算机对被控对象的控制作用，也不知晓计算机在控制系统中的具体环节和作用目标，对计算机控制的优势较为模糊。因此，本课的重点在于计算机控制系统的基本原理，包括计算机控制系统的基本要素和运行机制，在此基础上提炼计算机控制系统的优势，前者也作为本课的难点。 教学目标分析（含核心素养导向） 1.通过探究光控路灯控制系统,借助“输入-计算-输出”模型，进一步分析计算环节，认识计算机控制系统的概念及原理。 2.通过调整计算机的控制策略，分析具体生活场景，体会计算机在控制系统中的作用和优势。 3.通过对生活实例的分析讨论，感受计算机对于自动控制系统的影响，体会自主可控系统对数据安全和国家安全的重要性。 重点：认识计算机控制系统的概念及原理 难点：计算机控制系统中计算过程的抽象与分析 教学过程 观察车闸控制系统工作过程的视频，思考以下两个问题，并准备发言。 1.车闸系统中的计算过程是怎样的？ 2.这些控制系统中，计算的类型有哪些？ （一）探索：生活中用计算机实现的控制系统 观察PPT出示的图片和视频,思考“哪些是由计算机实现的控制系统”并准备发言。 【教师引导】 展示多种类型的图片和视频，它们分别是：一部分为计算机控制、一部分没有电子元件的机械控制装置、一部分有电子元件但无计算机控制的装置。具体图片和视频可以为：车闸控制系统、自动售货系统、人脸识别系统工作视频、使用木制门闩的门锁系统、使用机械钥匙的门锁系统、楼梯双联开关系统、声控灯系统、光控灯系统。 由计算机参与并作为核心环节的自动控制系统，称为计算机控制系统。 随着计算机技术的发展，在现实生活中，大量的控制系统通过计算机来实现控制，那么计算机在控制系统中到底起着怎样重要的作用呢？今天就让我们一起走进第10课《计算机在控制系统中的作用》。（板书：计算机在控制系统中的作用） （二）建构：车闸控制系统的控制原理及优势 活动一：计算机控制系统的梳理 继续思考小区车闸控制系统的工作过程，思考以下问题： 1.车闸控制系统中的输入、输出分别是什么？ 2.系统中的计算机是如何对输入信号进行分析，是否需要程序？ 3.总结：在车闸控制系统中，从输入、计算、输出的角度梳理设备，突出计算机在控制系统中的作用有3个，一是通过摄像头识别车牌图像，把它转换成输入数据即车牌号；二是将输入数据与计算机中的数据库文件中存放的数据进行匹配；三是把匹配后生成的指令发送给舵机，从而带动杆抬起或放下。 活动二：完成计算机控制系统的原理图 借助车闸控制系统的工作过程分析出计算机控制系统的原理图 (三)应用：计算机控制系统的应用 1.借助信息科技实验板模拟光控灯（如图6），同桌合作，一人负责操作，一人负责记录数据。 图6 信息科技实验板 将实验板与计算机相连，运行程序“光控灯.py”，将光敏传感器置于不同环境光线。及时记录实验数据，多次实验，验证实验数据是否填写正确，填写空光控灯工作分析表（如表2），探究出光控灯亮灯的条件。 表2 光控灯工作分析表 实验次数 输入 （光敏值） 计算过程 输出（灯的状态） （在□内打“√”） 1 10 □灯亮 □ 灯灭 2 31 □灯亮 □ 灯灭 3 200 □灯亮 □ 灯灭 1.修改程序中的亮灯条件，体验计算机控制系统的灵活性和高度精准性。 2.总结优势：优势1：计算机控制系统可以根据需求，及时调整控制规则（有利于实现更加灵活的控制）。 优势2：通过修改精准的光敏值的阈值实现路灯的控制（有利于实现更高精度的控制）。 (四)小结： 1.结合板书，针对计算机控制系统中计算机的价值和作用，说一说本节课你收获了什么？你想对生活中的哪些控制系统进行创新性的改造？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 学习任务单 课程基本信息 学科 信息科技 年级 五年级 学期 春季 课题 计算机在控制系统中的作用 教科书 书 名：义务教育教科书信息科技五年级上 出版社：浙江教育出版社 出版日期：2023年7月 学习目标 1.通过探究光控路灯控制系统,借助“输入-计算-输出”模型，进一步分析计算环节，认识计算机控制系统的概念及原理。 2.通过调整计算机的控制策略，分析具体生活场景，体会计算机在控制系统中的作用和优势。 3.通过对生活实例的分析讨论，感受计算机对于自动控制系统的影响，体会自主可控系统对数据安全和国家安全的重要性。 课前学习任务 1. 准备实验器材：信息科技实验板、USB Type-C 数据线 2. 课前自行准备学习任务单 课上学习任务 【学习任务一】 以下场景分别体现了计算机控制怎样的优势？请填写：（增加抑制干扰） A.复杂功能控制 B.更高精准的控制 C.更强的抗干扰能力 D.更加灵活的控制 场 景 计算机控制的优势 ①车牌识别系统通过摄像头和图像处理技术，自动识别车辆特种车如120，进而调节交通信号灯，加快通行效率。‌ ②城市智慧交通控制系统能实现对整个城市交通系统的管理和控制。 ③交通信号控制系统，几乎不受到复杂气候环境的干扰，能稳定运行。 ④智慧路灯能根据环境光线，时段等因素自动调节亮灯时间和路灯亮度。 推荐的学习资源 1. 控制系统的工作过程与方式 学科网（北京）股份有限公司 $