内容正文:
课时编号
备课时间
上课时间
课 题
第五单元 系统控制中的量 第3课 控制过程中的连续量
教学目标
(一)信息意识
1.认识连续量的概念,理解其“在一定范围内可取得无限个数值、随时间连续变化”的特点,了解温度、湿度、光照度等典型连续量。
2.学会识别生活中的连续量,理解其在控制系统中通过监测、分析和调整实现控制目标的作用。
(二)计算思维
1.能通过农植园养护、温度湿度变化等案例,理解连续量的监测逻辑,认识传感器如何将物理量转换为电信号,为控制提供数据支撑。
2.能设计并编写校园农植园自动通风模拟系统程序,理解温度连续变化如何控制电扇转速,实现温度的自动调节。
(三)数字化学习与创新
1.能参与教材“实验室”活动,通过搭建电路、编写程序、下载测试,完成校园农植园自动通风模拟系统实验。
2.能尝试拓展实验,思考如何为通风系统增加自动除湿功能,培养数字化探究与创新能力。
(四)信息社会责任
1.体会连续量控制在智慧农业、智能家居等场景中的价值,感受技术对生产生活的改善作用。
2.在实验过程中培养严谨的操作习惯和安全意识,理解合理监测和控制连续量对系统稳定运行的重要性。
教学重点
理解连续量的概念和特点,认识其在控制系统中的监测与控制作用。
教学难点
理解温度连续变化如何通过程序控制电扇转速,完成校园农植园自动通风模拟系统实验。
教学方法
情境教学法、案例分析法、实验探究法、任务驱动法
教学准备
1.多媒体课件、教材内容
2.过程与控制实验板(温湿度传感器、电扇、显示屏)、数据线、编程软件
3.课堂学习单(含实验记录表、拓展功能设计表)
4.农植园自动浇灌、温度湿度变化的图片或视频
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,初识连续量(5分钟)
1.创设情境:展示农植园养护系统,提问:“为了让植物健康生长,我们需要监测哪些随时间变化的环境参数?”
2.引出课题:温度、湿度、光照度等在一定范围内可连续变化的量,就是连续量。今天我们就来学习控制过程中的连续量。
1.观察农植园系统,思考植物生长需要的环境参数,激发对连续量的兴趣。
2.明确本节课的学习主题。
通过学生熟悉的农植园场景导入,让学生直观感受连续量的特点,激发学习兴趣。
二、探究连续量的概念与应用(8 分钟)
1.讲解连续量的定义:在一定范围内可取得无限个数值、随时间连续变化的变量,如温度、湿度等。
2.组织教材 “议一议” 活动:观察温度、湿度变化曲线,讨论身边还有哪些连续量,它们如何随时间变化。
3.讲解连续量的控制作用:通过传感器监测、分析数据、调整输出,确保系统按预定目标运行。4.组织教材 “想一想” 活动:讨论生活中温度传感器的应用及带来的便利。
1.学习连续量的基本概念和特点。
2.完成 “议一议” 活动,列举生活中的连续量,分析其变化规律。
3.理解连续量在控制系统中的监测与控制逻辑。
4.参与讨论,了解温度传感器的应用场景和价值。
通过案例和讨论活动,让学生理解连续量的概念和生活应用,建立初步认知。
三、探究校园农植园自动通风模拟系统实验(15 分钟)
1.组织教材 “实验室” 活动:设计校园农植园自动通风模拟系统,讲解实验准备和步骤。
2.演示实验过程:
硬件连接:用数据线将实验板连接至计算机
软件设置:加载 “过程与控制实验板” 扩展中心
编写程序:实现实时监测温度并显示,根据温度调节电扇转速(温度越高,转速越快)
下载测试:选择COM口,下载程序并观察运行情况
3.引导学生完成实验,填写实验结论。
思考交流:农植园中还有哪些连续量会随温度变化,如何为系统增加自动除湿功能。
1.明确实验任务和步骤,学习硬件连接方法。
2.分组完成实验:搭建电路、编写程序、下载测试,观察温度变化与电扇转速的对应关系。
3.填写实验结论,思考拓展功能设计方案,探究连续量控制的拓展应用。
通过完整的实验探究,让学生亲身体验连续量如何通过程序控制设备,突破教学难点,培养数字化实践能力。
四、课堂小结与拓展(7 分钟)
1.回顾总结:梳理连续量的概念、特点、生活应用和实验控制过程。2.组织学生分享实验成果和拓展功能设计思路,交流探究心得。3.布置拓展任务:观察生活中更多的连续量控制设备(如恒温器、加湿器),分析其控制逻辑。
1.回顾本节课的重点内容,梳理知识脉络。2.分享实验成果和设计思路,交流探究心得。3.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,深化对连续量控制的理解。
板书设计
第3课 控制过程中的连续量
一、连续量的概念:
特点:一定范围内可无限取值,随时间连续变化
例子:温度、湿度、光照度
二、控制作用:
监测→分析→调整输出,实现预定目标
三、实验:校园农植园自动通风模拟系统
逻辑:温度监测→显示数值→调节电扇转速(温度越高,转速越快)
教学反思
1.成功之处:通过教材中的 “议一议”“想一想”“实验室” 活动,学生的参与度很高,尤其是实验环节,让学生直观感受到连续量的控制作用,有效突破了教学难点。学生能通过编程和硬件操作,理解温度连续变化与电扇转速的对应关系,培养了计算思维和实践能力。
2.待改进之处:部分学生对连续量 “可无限取值” 的概念理解不够深入,后续可以增加更多生活化的类比(如 “温度从 20℃到 30℃之间可以有无数个值”),帮助学生理解。程序中温度与转速的映射关系,部分学生理解不清,需要更多引导。
3.后续调整:可以增加更多连续量控制的趣味实验(如自动加湿器控制),让学生通过更多实践深化理解;同时可以引导学生尝试修改程序,调整温度阈值和转速范围,培养创新思维。
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