内容正文:
课时编号
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课 题
第五单元 系统控制中的量 第1课 认识控制过程中的量
教学目标
(一)信息意识
1.了解控制系统中“量”的概念,认识土壤湿度、水位、温度等可测量参数对系统运行的影响。
2.学会通过观察生活中的控制场景,识别其中的控制量,初步形成用数据支撑控制决策的意识。
(二)计算思维
1.能通过自动浇灌、自动冲水箱、空调控温等案例,理解控制系统如何通过检测、比较和调整控制量,实现预定目标。
2.了解“阈值”的概念,认识控制过程中量的运算、分析和处理对控制策略的影响。
(三)数字化学习与创新
1.能参与教材“做一做”活动,通过查找资料、检测数据,为校园植物设计合理的浇水建议,提升数字化探究能力。
2.能结合生活经验,分析自动冲水箱、空调等设备的控制量和控制方式,尝试设计简单的控制场景。
(四)信息社会责任
1.体会控制系统在农业、家居等场景中的应用价值,感受技术对生活的改善作用。
2.了解控制过程中合理设定参数的重要性,培养严谨、负责地使用和设计控制系统的意识。
教学重点
认识控制过程中的“量”,理解控制系统如何通过控制量实现预定目标。
教学难点
理解控制过程中量的检测、比较、调整逻辑,以及 “阈值” 在控制中的作用。
教学方法
情境教学法、案例分析法、小组讨论法、实践探究法
教学准备
1.多媒体课件、教材内容
2.自动浇灌系统、自动冲水箱、空调遥控器的图片或视频
3.课堂学习单(含植物土壤湿度记录表、控制量分析表)
4.土壤湿度传感器/检测仪(可选)、校园植物图片
教 学 过 程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、情境导入,初识控制中的量(5 分钟)
1.创设情境:展示自动浇灌系统的工作视频,提问:“为什么它能自动判断植物是否需要浇水?它是如何知道土壤干湿度的?”
2.引出课题:自动浇灌系统通过检测“土壤湿度”这个量来控制浇水。今天我们就来认识控制过程中的量。
1.观看视频,思考自动浇灌的原理,激发对控制量的兴趣。
2.明确本节课的学习主题。
通过学生熟悉的自动浇灌场景导入,让学生直观感受控制中 “量” 的作用,激发学习兴趣。
二、探究自动浇灌系统,理解控制量(10 分钟)
1.讲解控制系统中“量”的定义:系统内部或外部可测量的参数,直接影响系统运行。
2.以自动浇灌系统为例,讲解控制过程
检测:传感器采集土壤湿度信息 比较:与预设湿度范围对比
调整:控制设备浇灌与否
3.组织教材 “做一做” 活动:选择校园植物,查找其适宜的土壤湿度范围,记录数据并提出浇水建议。
1.学习控制中 “量” 的概念。
2.理解自动浇灌系统中土壤湿度的控制逻辑。
3.完成 “做一做” 活动,为校园植物查找湿度数据并设计浇水建议。
通过案例讲解和实践活动,让学生理解控制量的作用,培养信息收集与分析能力。
三、探究自动冲水箱,认识阈值(8 分钟)
1.组织教材 “议一议” 活动:展示自动冲水箱结构,
提问:“冲水箱中哪些量可以被控制?由什么设备控制?”
2.讲解冲水箱的控制过程:水位作为输入量,达到预设阈值(最高水位点)时,触发停止进水、开始排水的动作。
3.讲解“阈值”的概念:控制中的“警戒线”,超过或低于它会触发特定动作。
1.参与讨论,分析冲水箱中的控制量和控制设备。
2.理解水位阈值如何控制冲水箱的工作过程。
3.认识 “阈值” 在控制中的作用。
通过冲水箱案例,让学生理解阈值的概念,深化对控制逻辑的理解。
四、探究空调控温,拓展控制量应用(7 分钟)
1.组织教材 “想一想” 活动:观察空调遥控器按键,思考它们分别控制哪些量,实现什么目标。2.以变频空调制冷为例,讲解控制过程:设定温度为目标量,通过监测温度调整冷气量输出,维持室温稳定。
3.小结:控制过程中的量与传感器、执行器、控制器等环节紧密相连,共同实现控制目标。
1.观察空调遥控器,分析不同按键控制的量和目标。
2.理解空调如何通过控制冷气量维持室温稳定。
3.梳理控制过程中各环节与量的关系。
通过空调案例,拓展学生对控制量应用的认知,理解控制过程的系统性。
五、课堂小结与拓展(5 分钟)
1.回顾总结:梳理控制中 “量” 的概念、典型控制场景(浇灌、冲水箱、空调)及控制逻辑。
2.布置拓展任务:回家观察家里的其他自动控制设备(如自动晾衣架、加湿器),分析其中的控制量和控制过程。
1.回顾本节课的重点内容,梳理知识脉络。
2.记录拓展任务,延伸探究兴趣。
帮助学生梳理知识,同时引导学生将所学应用到生活中,深化对控制量的理解。
板书设计
第1课 认识控制过程中的量
一、控制中的“量”:系统中可测量的参数,影响系统运行
二、典型控制场景:
1.自动浇灌:土壤湿度→控制浇水量
2.自动冲水箱:水位(阈值)→控制进水/排水
3.空调控温:温度→控制冷气量输出
三、控制过程:检测量→与目标/阈值比较→调整输出
教学反思
1.成功之处:通过教材中的 “做一做”“议一议”“想一想” 活动,学生的参与度很高,能结合生活案例理解控制量的概念和作用。自动浇灌、冲水箱、空调等案例贴近生活,有效帮助学生理解抽象的控制逻辑。
2.待改进之处:部分学生对“阈值”的概念理解不够深入,后续可以增加更多生活化的类比(如冰箱温度设定、楼道声控灯),帮助学生理解。控制过程中“检测-比较-调整”的逻辑链条,部分学生梳理不清,需要更多引导。
3.后续调整:可以增加简单的控制模拟实验(如用光敏电阻控制 LED 灯亮灭),让学生直观感受控制量的作用,提升实践体验。
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