第12课 闭环控制助稳定 教学设计 2026-2027学年六年级全一册信息科技人教版

该小学信息科技教学设计聚焦闭环控制的特点、应用及反馈作用，通过空调控温生活实例导入，衔接上节课微波炉案例，以问题导向构建学习支架，帮助学生梳理闭环控制工作过程。 资料特色在于结合空调、冰箱、饮水机等生活实例，通过小组合作搜索资料、绘制流程图，培养计算思维与数字化学习能力，对比开环与闭环控制深化信息意识，提升学生逻辑分析和合作探究能力，助力教师突破反馈机制理解难点。

第12课《闭环控制助稳定》教案 一、教学目标分析 知识与技能 1.能够结合控制系统实例描述闭环控制的特点。 2.能够了解闭环控制系统的应用。 3.能够了解反馈对控制系统的优化作用。 过程与方法 1.通过分析闭环控制的微波炉、空调等实例的工作过程，培养逻 辑分析能力。 2.通过以小组为单位上网搜索资料、讨论闭环控制系统的特点及 应用，提升合作学习和信息搜集整理能力。 情感态度价值观 1.学生在不断完善作品的过程中，养成认真严谨、精益求精的学 习态度。 2.学生体验在线评价的便捷高效，感受信息技术为学习生活带来 的便利，激发学习兴趣。 二、教学内容及重点 教学重点 1.闭环控制的特点，包括存在反馈、自我调节能力较好、抗干扰 能力较强等。 2.闭环控制系统工作过程示意图的绘制，如空调、冰箱、温室大 棚等。 教学难点 1.理解闭环控制系统中反馈的作用机制以及如何实现自我调节。 2.能够准确绘制不同闭环控制系统的工作过程示意图，并理解其 工作原理。 三、教学过程设计 教学过 教学内容 教学方 程 法 情景导 师：同学们，生活中我们常接触空调，空调能 问题导 入 维持舒适室温，它是如何做到的呢？这就涉及 向学习 (5分 到一种神奇的控制方式，闭环控制，今天我们 钟) 就一起深入探究！ 》闭环控制助稳定 急问题情景 生活中的闭环控制 白动调温空调 师：本节课有三个学习目标：结合实例描述闭 环控制特点；了解其应用；知晓反馈对控制系 统的优化作用。 》闭环控制助隐定 学习目标 01能结合控制系统实例描述闭环控制的特点。 02了解闭环控制系统的应用。 03了解反馈对控制系统的优化作用。 师：我们将依次展开讲解，分析闭环控制过 程；描述空调控温过程；了解闭环控制系统主 要特点及应用。 闭环控制助稳定 学习内容 01 02 03 猫述空调控制室内温 了解闭环控制系统的 分析闭环控制的过程 度的过程 主要特点及应用 师：上节课我们分析了具有反馈的微波炉的工 作过程示意图。输入端先设定温度阈值，经计 算确定加热挡位和时间生成指令，微波炉据此 加热，期间不断检测食物温度并反馈给输入 端，依此维持温度稳定，这就是本节课我们要 学习的闭环控制。 闭环控制助稳定 输入 计算 编出 设定的漂 俊选空的加路 液护加热 值 指位和加热到 物或不加格 一食物温度 同，生成指令 反 闭环控制 师：闭环控制系统中，输出端和输入端之间存 讲授法 在反馈通路。通过反馈，系统能将输出结果回 实践操 传至输入端，进而影响工作过程，实现对系统 作 运行状态的调节与控制。 师生互 动 闭环控制助稳定 合作探 ◆学习活动1：分析闭环控制的过程 究 (实践 刀环控制系统在输出和输入之存在反，使输出对工作过程产生影响 操作) (10 分钟) 师：这是微波炉控制加热的过程。先设温度T0 检测装置测食物温度T,将T与T0比较。 若T小于T0,反馈继续加热；若T达到或超 过T0,则停止加热，实现精准控温。 闭环控制助稳定 微波炉控制加热过程 1设置建度T0, 2检测溪检测食物度。得到温度T 3.把与10速行比级， 4.判图。 (1)如暴1T0。说明食物还没加热好，输入端获得反使 数招，产生新的输入数据，腿使加格： (2)否判。食物温度符合要求，微波炉停止加格。 师：闭环控制中，若控制系统工作时有反馈， 即为闭环控制。以图示为例，输入阈值45℃ ,采集温度T,T小于45℃就继续加热，否则 停止加热，实现闭环调节。 闭环控制助稳定 闭环控制的算法流程图 师：目前还买不到闭环控制的微波炉，生活中 有哪些闭环控制的设备呢？ 生：思考并回答。 师空调。 》闭环控制助稳定 指 目前证买不到闭环控制的微液炉，生活中有愿些 用环控制的设品呢1 空调 师：我们刚刚说空调属于闭环控制的设备，现 讲授法 在我们参照闭环控制微波炉加热过程的描述方 讨论法 式，来阐述空调控制室内温度的过程，同时绘 实践操 制出空调控温的算法流程图。 作 闭环控制助稳定 ◆学习活动2：描述空调控制室内温度的过程 1.参考闭控制的微法护金热过程的信运方式，帽运空调控料室内区蜜的过程 师生互 动 合作探 师：使用空调控制室温时，先设参考温度0 究 (如26℃)，温度传感器测室温T,将T (实践 与0比较，T>T0时，空调降温，T=T0 操作) 时停止降温（升温） (10 闭环控制助稳定 冰时霞 分钟) 描述空调控制室内温度的过程 (1)设置一个参考温度（司值）T0=26℃ (2)温度传感云检测室内温度，得到温度值T」 (3)把T与T0作比较 (4)判断：如果DT0 空调降温：如果TT0一空词 停止降温（升温）。 师：以制冷26℃为例，空调控温时，输入制冷 26℃阈值，计算环节比较检测温度与阈值并生 成指令，输出制冷或停止制冷操作，检测进行 反馈。 闭环控制助稳定 绘制空调控制温度的工作过程示意图（以制冷26℃为例） 输入 计算 输出 制冷26℃ 检测到树的温度数据与 空调制冷→当前温度 (阔值】 园值比较，生成指今 或停止制冷 反馈 检测 师：空调里的温度传感器会不断检测室内温 度，与我们设定的温度阈值进行比较。一旦两 者数值存在差值，空调就能自动调节温度，维 持室内舒适温度，这就是闭环控制在发挥作 用。 》闭环控制助稳定 空调中的温度传感器检洲室内溶度，与 设定的温度周值比较，数值之闻存在差值， 空调白动调节温度， 师：大家以小组形式，借助网络搜索资料，探 讲授法 究闭环控制系统的主要特点，以及在日常生活 师生互 中的应用实例。 动 ,闭环控制助稳定 合作探 究 心学习活动3：了解闭环控制系统的主要特点及应用 (实践 以小组为单位，上网程本资料，了帮们环控制系线主要有用 操作) 点特点，在我们生活中有事唐应用 (9分 钟) 师：闭环控制在生活中有诸多应用，如冰箱可 维持恒温保鲜，温室大棚能精准调控温湿度， 保障作物生长环境。 》闭环控制助稳定 生活中闭环控制的应用 冰雅示安图 温空大示图 师：冰箱控温时，温度传感器检测实际温度输 入，控制器将其与设定温度对比计算，输出指 令控制压缩机启停制冷，检测制冷后的温度并 反馈给输入端。 闭环控制助稳定 T保士表更友用】 绘制冰箱控制温度的过程示意图 输入 计算 输出 温度传感器检 控制高对比实际温度 压缩机启动（停 测实际温度 与设定温度 止)制冷 反馈 检测 师：温室大棚控温，温度传感器测实时温度输 入，经计算环节对比实际与设定温度范围，输 出指令启停通风、遮阳设备，检测实时大棚温 度并反馈给输入端，实现闭环控制。 ,闭环控制助稳定 了常类点员虎用 绘制温室大棚控制温度的过程示意图 输入 计算 输出 温度传感器检 控制系统对比实标际温 启动（停止）递 测实时温度 度与设定温度苑国 风、遮阳设备 反馈 检测 师：下面我们一起来分析开环和闭环控制系统 特点。开环无反馈，缺自我调节，抗干扰弱， 输出难精准，胜在结构简单成本低。闭环有反 馈能自调，抗干扰强，输出准，不过结构复杂 成本高，像冰箱、空调都用它。 闭环控制助范定 了裤士资神员皮用 开环和闭环控制系统特点比较 对比项日 开环拉制系线 环控2制聚线 反馈机制 无及惯 存在及领 自我调节能力 能白发调节 技干状能力 较辑 饺预 验出结果准鸿的 难保狂 易保证 结构复杂程立 箱单 复杂 成本 应用例 如通的灯定对系 如冰液、空调、但漂大 师：控制系统工作易受多种因素干扰，致输出 结果可能不达标。而反馈可补偿外界及人为干 扰产生的误差，对系统起到优化作用，推动其 持续完善。 ,闭环控制助稳定 了士须特九及金用】 一个系统的运行会壁到很多国索的干扰 反漆对系统具有优化作用，控制系统引入反 领，可以补他误差，使系统的运行不断优化 师：前面我们了解了闭环控制的原理、特点及 讨论法 应用。接下来是拓展与提升部分。学校常见的 讲授法 自动加热饮水机，能保证学生喝到温开水。大 家以小组为单位，围绕相关问题开展探究，进 一步体会闭环控制。 闭环控制助稳定 先 拓展深 化，回 \拓展与提升 归生活 学校一般会配备自动加热的饮水机，保证学生喝到温开水 以小细为单位，国绕以下问原开展探究活动： (8分 钟) 师：适宜人们直接饮用的水温是多少摄氏度？ 生：适宜直饮水温：10-40℃。 师：学校饮水机保持的温度是多少摄氏度？ 生：35-55℃。 》闭环控制助稳定 (1)适宜人们直接饮用的水温是多少摄氏 度？学校饮水机保持的温度是多少摄氏度？ 适宜直饮水温：10-40℃. 学校饮水机温度：35一55℃。 师：影响饮水机加热效果的因素有很多，大家 知道有哪些吗： 生：加热元件性能：功率、材质、耐用性影响 加热。 生：环境温度：冷时散热快，热时散热慢。 师：很正确，还有，电源电压，电压不稳致功 率波动；水箱容量，容量大加热慢，小则快： 水垢积累，阻碍热量传递，降低效率。 闭环控制助稳定 风桂并 (2)影响饮水机加热效果的因素有哪些？ 加热元件性能：功率、材质、耐用性影响加热 电源电压：电压不稳致功率波动。 环境温度：冷时敞热快，热时敬热慢。 水箱容量：容量大加热慢，小则快。 水后积累：用碍热量传递，降低效率。 生：老师，这台饮水机使用什么检测装置？获 得什么反馈呢？ 师：这台饮水机使用温度传感器测水温，反馈 信号控制加热启停；水位传感器测水位，低水 位反馈防止干烧。 》闭环控制助稳定 (3)这台饮水机使用什么检测装置？获得什么反馈？ 温度传遮器：测水温，反债信号控加热启停 水位传感器：测水位，低水位反馈防干绕。 师：自动加热饮水机工作时，水位和温度传感 器检测数据输入，计算环节判断水位和水温， 输出指令控制加热启停，检测实现反馈。 》闭环控制助隐定 与座开 绘制工作过程示意图 输入 计算 输出 水位传耐器 水位是香过低，水温 水位低时停止加格，水温低时启动 检测水位、 >加格元件。水温高时停止加格元件 是否低于设定下限或 温陵传露器 高于设定上限 检测水置 反馈 检测 1.请简述闭环控制的特点，与开环控制有什么 不同？ 2.列举3个生活中闭环控制系统的应用实 例，并简单说明其工作原理。 课后作 》闭环控制助稳定 业(1 分钟) 课后作业 1,请简述闭环控制的特点，与开环控制有什么不同？ 2列举3个生活中闭环控制系统的应用实例，并简单说阴其工作 原理， 课堂小 本节课，大家学会了结合实例讲清闭环控制特 点，熟知了它在生活里的应用，还得明白反馈 对控制系统优化的关键作用。 闭环控制助稳定 结与评 价 学习总结 (2分 01能够结合控制系统实例描述闭环控制的特点。 钟) 02了解了闭环控制系统的应用。 03了解了反馈对控制系统的优化作用。 1.反思点：在教学过程中，需重点反思学生对 闭环控制特点的理解深度。从课堂表现和作业 情况看，部分学生理解浮于表面。绘制工作过 程示意图时，存在逻辑不清等问题。小组讨论 参与度不均衡，部分学生积极性欠佳，影响整 教学反 体学习效果。 思 2.改进措施：针对理解困难，后续教学可增添 工业自动化生产线、智能灌溉系统等实例，详 细剖析其闭环控制原理。优化小组合作时，提 前明确分工，依据学生能力、性格分组，定期 轮换角色，激发全员参与热情。