第10课 开环控制应用广（教学设计）信息科技人教版六年级全一册

该小学信息科技教学设计聚焦“开环控制”核心知识点，通过“小智使用家电”生活化情境导入，以闹钟案例引出概念，再借助洗衣机、电风扇等数字化体验程序，引导学生梳理“输入—计算—输出”工作流程，为后续闭环控制学习搭建认知支架。 该资料亮点在于以素养为导向，运用数字化体验程序将抽象概念直观化，通过问题驱动引导学生主动探究开环控制特点，结合微波炉等生活案例培养计算思维与信息意识。情境教学法提升学生实践兴趣，清晰的教学流程与评价体系帮助教师高效教学，助力学生提升数字化创新与实践能力。

第 10 课 《开环控制应用广》教学设计 一、教学设计理念（新课标） 依据《义务教育信息技术课程标准》要求，本课以 “素养导向” 为核心，遵循 “做中学、用中学、创中学” 的教学理念。聚焦小学六年级学生的认知特点，通过生活中常见的家电案例，将抽象的 “开环控制” 概念转化为可体验、可探究的实践活动。注重引导学生在数字化环境中观察、分析、实践，培养其信息意识、计算思维、数字化创新与实践能力，同时渗透信息社会责任感，让学生感受信息技术与生活的紧密联系，提升运用技术解决实际问题的意识和能力。 二、教学内容分析 本课是第三单元 “有了反馈更优化” 的第 10 课，主要围绕 “开环控制” 展开教学。内容分为四个部分：通过 “固执” 的洗衣机体验，分析开环控制的特点；借助 “呆萌” 的电风扇探究，绘制开环控制的过程；结合 “古板” 的家电们实例，了解开环控制在生活中的广泛应用；最后通过微波炉拓展任务，巩固所学知识。本课是控制系统知识的入门内容，为后续学习闭环控制奠定基础，具有较强的实践性和生活性，核心是帮助学生理解开环控制 “只按设定程序执行，不检测结果” 的本质特征。 三、教学对象分析 本课的教学对象是小学六年级学生，他们具备以下特点： 1. 生活经验：日常频繁接触洗衣机、电风扇、闹钟等家电，对其操作流程和工作状态有直观认知，这是学习开环控制的重要基础。 1. 认知水平：思维从具体形象向抽象逻辑过渡，能够进行简单的分析、归纳和推理，但对 “控制系统” 这类抽象概念的理解仍需借助具体案例和实践体验。 1. 技术能力：具备基本的计算机操作能力，能够打开指定文件、进行简单的界面交互（如选择模式、拖动滑块等），适合开展数字化实践活动。 1. 学习特点：对趣味性、实践性强的学习内容兴趣浓厚，喜欢动手操作和探究发现，不满足于单纯的理论讲解。 四、教学目标 （一）信息意识 1. 能够感知开环控制系统在生活中的广泛应用，认识到信息技术对生活的影响。 1. 学会从信息角度分析家电的工作过程，提炼输入、计算、输出等关键信息环节。 （二）数字化创新与实践 1. 能够熟练操作数字化体验程序（洗衣机、电风扇、微波炉），完成指定的探究任务。 1. 尝试运用数字化工具记录探究结果，如填写活动探究单、绘制开环控制过程示意图。 （三）计算思维 1. 能够分析开环控制系统的工作流程，归纳 “输入 — 计算 — 输出” 的基本框架。 1. 理解开环控制 “不检测结果、无法自动修正” 的核心特点，能运用该特点判断生活中的开环控制系统。 （四）信息社会责任 1. 了解开环控制系统的优势与不足，树立合理使用信息技术工具的意识。 1. 在小组合作探究中，培养协作精神和沟通能力，遵守数字化实践的基本规范。 五、教学重难点 （一）教学重点 1. 理解开环控制的定义和 “只按设定程序执行，不检测结果” 的核心特点。 1. 掌握开环控制系统 “输入 — 计算 — 输出” 的工作过程。 1. 识别生活中常见的开环控制系统。 （二）教学难点 1. 抽象出开环控制系统的通用模型，并用其分析具体案例。 1. 理解开环控制系统在受到干扰时输出会出现偏差的原因。 六、教学策略 1. 情境教学法：创设 “小智使用家电” 的生活化情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望。 1. 实践体验法：让学生亲自操作数字化体验程序，在实践中观察、感知开环控制的工作过程和特点。 1. 问题驱动法：通过一系列层层递进的问题（如 “洗衣机能自己重新洗吗？”“电风扇为什么一直不凉快？”），引导学生思考、分析，突破教学重难点。 七、教学资源 多媒体课件（PPT）预设的数字化体验程序（“固执的洗衣机”“呆萌的电风扇”“古板的家电们”“微波炉加热食物” index.html 文件） 八、教学过程 教学环节 教 师 讲 解 学 生 活 动 设 计 意 图 情景导入 （5分钟） 小智是一个热爱科技的学生，他家里有很多智能家电。今天，他要帮爸爸妈妈完成几项任务，却发现这些“聪明”的电器有时候并不那么“聪明” 比如小智每天早帮妹妹设定7点闹钟响，提醒她起床，但是我们可以看到。闹钟一直响到停，小智妹妹都没起床，闹钟能继续响吗？（不会）那其实闹钟响铃的这个过程，就属于开环控制。 过渡：到底什么是开环控制呢？下面进入我们今天的学习 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、师生互动 5、观看视频 用闹钟案例引出 “开环控制” 概念，结合生活场景激发兴趣，快速切入主题 新课讲授 （30分钟） 一、固执的洗衣机 本页注意事项：图片插入了超链接连接到学生文件的固执的洗衣机【程序体验】--index.html程序，如果点击无效，请重新插入 本页逐字稿： 现在小智需要用洗衣机来洗衣服，这个过程中的输入、计算和输出分别是什么呢？ 请同学们带着这个问题，一起来体验“固执”的洗衣机程序，并完成下面的知识总结部分。 下面请同学们打开1、学生文件--固执的洗衣机【程序体验】--index.html开始体验程序吧！（学生实践并简单总结） 过渡：但是我们在用洗衣机洗衣服的时候，经常会遇到的问题就是 第一个问题：洗衣机的工作过程是否从开始到结束，都按设定的程序执行？（邀请学生回答） 通过我们的观察，我们会发现洗衣机一旦选好模式，就按照这个模式一直运作下去； 第二，洗衣机能够自己发现衣服洗的不够干净而自己重新洗？（邀请学生回答） 不能，它只能按照设定的模式去运作 那么聪这两个问题我们就可以得出洗衣机控制过程可以理解为：只按设定程序执行，不检测结果 这种控制我们就叫做开环控制， 过渡：那什么又是开环控制系统？这个系统又有什么特点呢？下面我们去探索另外一个设备！ 二、呆萌的电风扇 本页注意事项：图片插入了超链接连接到学生文件的2、呆萌的电风扇【程序体验】--index.html程序，如果点击无效，请重新插入 本页逐字稿： 洗完衣服的小智觉得有点热，准备打开电风扇，但是还是一直觉得热，这是为什么呢？ 接下来同学们可以体验“呆萌”的电风扇程序，分析电风扇的工作过程，并找出小智觉得热的原因，将探究的结果记录到活动探究单上 下面请同学们打开1、学生文件--2、呆萌的电风扇【程序体验】--index.html开始体验并完成互动探究单的内容吧！（学生实践） 时间到，哪个同学来说说：洗完衣服的小智觉得有点热，准备打开电风扇，但是还是一直觉得热，这是为什么呢？（邀请同学回答） 你一下子就回答到点子上啦！ 因为电风扇是开环控制系统，它不会感知温度变化，也不会自动调整风速 那么电风扇的工作过程又是如何的呢？ 我们先来看到输入环节，应该输入什么内容？（邀请学生回答-按下电风扇掉风速档位） 紧接着当我们按下风速档位之后，在计算环节又会做什么处理？（邀请学生回答-按照设定好的风速生成指令） 最后输出环节接收到了计算环节的指令，会做出什么反应？（邀请学生回答-按照设定好的风速生成指令） 过渡：通过电风扇掉运作过程，我们一起来总结开环控制系统的特点！ 首先，根据我们前面的理解，你觉得什么样的系统是开环控制系统？（邀请学生回答） 如果一个系统主要利用了开环拉制，就可以叫作开环控制系统 那开环控制系统相比其他系统，有什么优势呢？（邀请学生回答） 操作简单，结果也固定的，人们只需控制输人，就得到预定输出 那是不是所有的系统都可以设置成开环控制系统呢？也就是说开环控制系统可能会带来哪些不足？（邀请学生回答） 因为没有自我调节和修正的能力，任何环节受到干扰，输出结果都会出现偏差，最终无法实现预期功能 请同学们思考，生活中，有哪些用应用到开环控制系统？（邀请同学回答） 开环控制系统普遍存在于人们日常生活中，如台灯、电风扇、电烤箱、 微波炉、电饭锅、定时红绿灯、定时浇灌系统等 过渡：刚才我们体验了小智家里的洗衣机和电风扇，其实他们家还有很多设备用到了开环控制系统，下面我们继续去体验吧！ 三、古板的家电们 小智家里还有一些不太“聪明”的家电，一起来体验这些家电并分析输入和输出内容吧！ 所以下面同学们可以体验“古板”的家电们程序，分析每个家电运作过程中的输入和输出，完成体验总结部分 请同学们打开1、学生文件--3、古板的家电们【程序体验】--index.html开始体验并完成体验总结部分把！（学生实践） 时间到，那个同学愿意分享自己的探究成果呢？（邀请学生回答） 那么下面我们顺着这位同学的思路，一起来总结这些家电的输入和输出环节吧！ 首先是电子闹钟，输入环节时我们输入了什么内容？（设定的响铃时间），最终输出的结果是？（闹钟发出响铃的声音） 其次就是电热水壶，输入环节时我们输入了什么内容？（按下加热按钮），最终输出的结果是？（电热水壶加热） 过渡：到这里，我们也将小智家的设备都体验了一遍，课程也即将接近尾声，一起来总结今天都学习了哪些内容吧！ 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 通过程序体验，引导学生观察洗衣机流程，思考输入、计算、输出环节。 用问题引导学生总结开环控制 “只按程序执行、不检测结果” 的核心特点 以 “热” 的困惑，让学生体验风扇程序，分析其开环控制的工作逻辑 明确风扇的开环属性，拆分输入、计算、输出环节，深化对开环流程的认知 从定义、优劣势、应用场景多维度梳理，帮助学生系统理解开环控制 通过电子闹钟、电热水壶的程序操作，让学生实践分析开环系统的输入输出 用表格形式，引导学生梳理家电的输入、输出环节，巩固开环系统的要素认知 课堂总结 （3分钟） 首先我们学习了什么是开环控制，那个同学来说说自己对开环控制的理解？（邀请学生回答-只按设定程序执行，不检测结果的控制） 那么什么又是开环控制系统呢？（邀请学生回答-如果一个系统主要利用了开环拉制，就可以叫作开环控制系统） 过渡：下面我们通过几道练习题来巩固今天的学习成果吧！ 1、答案：B 解析： 开环控制系统不检测输出结果，只是按预定程序执行 2、答案：B 解析： 开环控制的基本流程是“输入—计算—输出”，没有反馈环节。 3、答案：C 解析： 电风扇是开环控制，不会根据人的感觉自动调整。 4、答案：B 解析： 开环控制系统不会自动调整，需人工重新设置。 5、答案：C 解析： 自动保温型电饭煲有温度检测和反馈，属于闭环控制。 6、答案：C 解析： 开环控制系统没有自我调节能力，受干扰时输出容易出错。 1、 认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 总结课堂知识，梳理重点，帮助学生巩固所学，同时为拓展提升提供方向。 通过选择题检测学生对开环系统的理解，强化知识点的应用与区分。 课后拓展 干完活的小智觉得有一些饿了，准备用家里的微波炉加热食物，那微波炉又是属于什么控制系统呢？它的工作示意图又是如何的？ 下面同学们可以体验微波炉加热食物，分析微波炉运作过程，并完成程序的总结部分 请同学们打开1、学生文件--4、微波炉加热食物【拓展】--index.html程序开始体验吧！（学生实践） 1、认真聆听 2、仔细思考 3、积极回答 4、程序体验 通过微波炉模拟操作，引导学生分析其开环控制系统属性，梳理工作流程，巩固开环控制的输入、输出认知。 九、板书设计 第 10 课 开环控制应用广 一、什么是开环控制？ 只按设定程序执行，不检测结果的控制 二、开环控制系统的工作过程 输入 → 计算 → 输出 （设定指令）（生成操作指令）（执行指令） 三、开环控制的特点 1. 优势：操作简单、结果固定 1. 不足：无自我调节能力，受干扰易出偏差 四、生活中的应用 洗衣机、电风扇、电子闹钟、电热水壶、台灯、定时红绿灯等 十、教学反思 （一）成功之处 1. 情境创设贴近生活，有效激发了学生的学习兴趣，让学生快速融入课堂探究中。 1. 数字化体验程序的运用，将抽象的概念转化为直观的操作，突破了教学难点，符合六年级学生的认知特点。 1. 采用 “体验 — 问题 — 讨论 — 总结” 的教学流程，层层递进，引导学生主动探究，培养了学生的计算思维和实践能力。 （二）不足之处 1. 部分学生在操作数字化程序时速度较慢，导致小组讨论和展示的时间不够充裕，未能充分交流探究成果。 1. 对于开环控制系统 “受干扰易出偏差” 这一知识点，仅通过理论讲解和简单举例，学生理解不够深入，可增加实际干扰模拟的体验环节。 （三）改进措施 1. 课前提前让学生熟悉计算机操作流程，缩短课堂上程序操作的时间，为讨论和展示预留更充足的空间。 1. 优化数字化体验程序，增加干扰模拟功能（如模拟洗衣机进水异常、电风扇电压不稳等），让学生直观感受干扰对开环控制系统的影响。 十一、教学评价 （一）过程性评价 1. 实践操作：观察学生是否能熟练打开并操作数字化体验程序，是否能按要求完成体验任务。 1. 探究思考：关注学生在小组讨论中是否能积极发言，是否能围绕问题进行有效思考，是否能准确提炼输入、计算、输出环节。 1. 合作交流：评价学生在小组合作中是否能主动参与，是否能与组员有效沟通、互相配合完成任务。 （二）终结性评价 1. 课堂练习：通过 6 道练习题，评价学生对开环控制的定义、特点、工作过程及应用的掌握情况。 1. 拓展任务：评价学生能否准确判断微波炉是否为开环控制系统，能否正确绘制其工作示意图。 1. 课后作业：检查学生课后观察记录的家电案例，评价学生能否运用所学知识判断开环控制系统，能否清晰描述其输入和输出环节。 （三）评价标准 评价维度 优秀 良好 合格 信息意识 能准确列举多种开环控制应用，清晰分析其与生活的联系 能列举常见的开环控制应用，了解其与生活的联系 能识别少数开环控制应用 数字化创新与实践 熟练操作所有体验程序，能创造性地完成探究任务和示意图绘制 能操作体验程序，完成探究任务和示意图绘制 基本能操作体验程序，勉强完成探究任务 计算思维 能准确归纳开环控制特点和工作过程，熟练运用其分析具体案例 能理解开环控制特点和工作过程，能分析常见案例 基本理解开环控制概念，能简单分析案例 信息社会责任 积极参与小组合作，遵守数字化实践规范，能合理看待开环控制的优劣 参与小组合作，遵守数字化实践规范，了解开环控制的优劣 能参与小组合作，基本遵守数字化实践规范 学科网（北京）股份有限公司 $