第12课 闭环控制助稳定（教学设计）信息科技人教版六年级上册（新教材）

该小学信息科技教学设计聚焦闭环控制的“检测-比较-调整”过程及反馈通路。课堂导入通过回顾上节课微波炉工作示意图，引导学生观察数据“输出→检测→计算→输出”的循环流动，衔接开环控制旧知，自然引出闭环控制概念，搭建知识支架。 特色在于以案例分析（微波炉、空调）和图示法为主，结合小组合作探究。通过空调流程图绘制、生活应用（电冰箱、恒温大棚）分析，培养计算思维（抽象过程、绘制示意图）和数字化学习与创新（虚拟仿真模拟），帮助学生将抽象原理转化为直观能力，教师可借助结构化活动突破反馈通路理解难点，提升教学实效。

第12课 闭环控制助稳定 教学设计 学科 信息科技 年级 6年级 备课时间 主备人 教案持有教师 备课组 成员 教学内容 课 题 12.闭环控制助稳定 课 型 新授课 课时 第 1课时 课程标 准要求 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。 学科核心素养目标 信息意识：通过微波炉、空调等案例，感知闭环控制在保持系统稳定中的重要作用。 计算思维：分析闭环控制“检测-比较-调整”的工作过程，理解其与开环控制的本质区别，能绘制闭环控制系统工作过程示意图。 数字化学习与创新：通过虚拟仿真工具或流程图绘制，模拟闭环控制过程，体验系统优化设计。 信息社会责任：认识闭环控制系统在提升生活品质、保障生产安全等方面的价值，培养利用技术优化系统的意识。 教学重点 1.能结合实例描述闭环控制的特点。 2.了解闭环控制系统的应用。 教学难点 1.理解闭环控制系统中反馈通路的形成与作用。 2.掌握闭环控制系统工作过程示意图的绘制方法。  教学方法 案例分析法、对比法、图示法、小组合作探究法 教 学 过 程 教学活动 教师活动 学生活动 教学意图 环节1 导入新课 展示上节课设计的“具备反馈的微波炉”工作过程示意图。 提问：示意图中数据流动的路径有什么特点？与开环控制对应，这种控制方式可以叫什么名字？ 引出闭环控制。 观察示意图，发现数据在“输出→检测→计算→输出”之间循环流动，形成一个环。 通过回顾旧知，观察图形特征，自然引出“闭环控制”概念，建立新旧知识联系。 环节2 闭环控制的概念与过程 1.讲解概念：控制系统工作时，如果存在反馈，输出结果能影响输入，这种控制过程就属于闭环控制。在输出端和输入端之间存在反馈通路。 2.案例分析-微波炉： 展示闭环控制微波炉加热过程的文字描述。 引导学生梳理关键步骤：设定阈值→检测温度→比较判断→执行指令。 呈现对应的算法流程图，讲解判断逻辑。 1.聆听并记录核心概念：闭环控制、反馈通路。 2.阅读案例，跟随教师分析步骤。 3. 观察并理解流程图，明确闭环控制的决策过程。 从具体案例出发，分解闭环控制的工作步骤，帮助学生理解其“检测-比较-调整”的循环机制，为绘制示意图打下基础。 环节3 绘制空调闭环控制示意图 1.引导学生参考微波炉案例，描述空调控制室温的过程。 2.指导绘图： 提供空调控制过程的文字描述填空。 展示不完整的空调工作过程示意图，引导学生补充“计算”环节和反馈通路。 指导绘制空调控制室内温度的算法流程图。 1.小组合作，完成学习任务单活动1 2.拖动对应模块，补充算法流程图。 通过知识迁移和动手绘制，将抽象原理转化为直观图示，巩固对闭环控制工作过程的理解，培养系统分析与表达能力。 环节4 生活中的闭环控制系统 1.小组探究学习任务单活动2：以小组为单位，查阅资料，了解闭环控制系统的2-3个特点及2-3个生活应用。 2.特点总结：结合课件讲解，闭环控制系统能“检测-自动调节-保持稳定”。结构相对复杂，成本较高，但结果更符合预期。 3.应用举例： 电冰箱、保温电水壶、空气净化器、恒温蔬菜大棚、自动蓄水池。 小组合作，完成探究任务： 特点：如自我调节、抗干扰、保持稳定等。 应用：如智能马桶、恒温热水器、汽车定速巡航等。 将理论知识与广阔的生活、生产实际相联系，了解闭环控制的普遍性和重要性，培养信息搜集与归纳能力。 环节5 对比归纳 开环控制与闭环控制 1.引导学生回顾开环控制（如普通洗衣机、发条小车）的特点。 2.组织小组讨论并完成对比表格。 3.总结闭环控制的核心优势：能通过反馈自动调节，抗干扰能力强，有助于保持系统稳定。 小组讨论，完成对比 将之前学习的开环控制与闭环控制对比归纳，加深学生印象，更好的理解两种控制方式的特点。 环节6 知识总结 引导学生回顾本课核心： 存在反馈的控制系统属于闭环控制； 闭环控制能自我调节，抗干扰能力强，有助于系统稳定 总结闭环控制的关键：反馈通路、自动调节、保持稳定。 系统梳理本课知识，形成结构化认知。 环节7 智慧挑战 1.闭环控制与开环控制的本质区别是（ ） A.闭环需要人工操作，开环可自动运行 B.闭环结构更简单，成本更低 C.闭环有反馈循环，能自动调整维持稳定 D.闭环只能用于家电，开环应用范围更广 2.闭环控制能“助稳定”的关键原因是（ ） A.设定了足够精准的目标阈值 B.具备反馈循环，可实时修正偏差 C.有大功率的执行器保障运行 D.完全不需要人工干预 独立完成题目，小组互评并讲解答案。 检测学习效果，巩固重点知识。 环节8 兴趣园地 布置探究任务：以学校自动加热饮水机为例，分析其闭环控制过程。 1.适宜水温是多少？饮水机保持的温度是多少？ 2.影响加热效果的因素？ 3.使用什么检测装置？获得什么反馈？ 4.在虚拟仿真工具中运行并绘制其工作过程示意图。 小组合作探究，完成任务。 1.查阅资料或实际观察：适宜水温约25-37℃，饮水机通常保持约95-100℃（再冷却）。 2.讨论因素：进水温度、环境温度、功率等。 3.分析：使用温度传感器检测水温，将当前水温作为反馈。 4.尝试绘制示意图。 将课堂所学应用于分析真实的校园设施，深化对闭环控制原理的理解，培养观察、分析和解决实际问题的能力。 学习评价与反思 评价内容 达成情况 1.能说出闭环控制的概念和核心特征 2.能描述闭环控制（如空调）的基本工作过程 3.能正确区分开环控制与闭环控制 4.能列举2-3个闭环控制系统在生活中的应用 ☆☆☆☆☆ 1.明确任务分工，开展组内协作 2.积极参与小组讨论，分享观点 3.能理解反馈对系统优化的作用（保持稳定） 4.交流合作，促成新认知 ☆☆☆☆☆ 1 学科网（北京）股份有限公司 $