第二单元第12课 空调恒温来揭秘（教学课件）信息科技泰山版六年级上册（新教材）

该小学信息科技课件聚焦闭环控制系统的稳态及调节作用，课堂导入通过提问恒温空调工作步骤引发思考，新知探究结合温度传感器、热水器等生活实例解析稳态，再扩展到人体、交通系统，搭建从生活现象到原理应用的学习支架。 其亮点是以生活实例为载体，融合信息意识（感知科技应用）、计算思维（抽象建模控制过程）和数字化学习与创新（设计恒温供水系统），通过智慧挑战选择题和兴趣园地设计任务，帮助学生从理解到实践。学生能提升解决实际问题能力，教师可利用丰富案例优化教学。

第2单元 智慧生活我设计 项目主题 Project Theme 12空调恒温来揭秘 泰山版 六年级上 01 Learning goal 学习目标 02 Lead-in 课堂导入 03 Exploring New Knowledge 新知探究 04 Knowledge Summary 知识总结 05 Smart Challenge 智慧挑战 06 Interest Area 兴趣园地 目录 2 学习目标 PART ONE 了解日常生活中的闭环控制系统的稳态 稳态在闭环控制系统的调节作用 项目学习目标 课堂导入 PART TWO 课堂导入 请说出你的步骤： 步骤1: 步骤2: 步骤3: 使用恒温空调可以很好地控制室内的温度和湿度。思考一下，恒温空调是如何工作的呢? 新知探求 PART THREE 新知探究 室内温度传感器会根据用户需要，预设一个恒定的温度值，当室内温度大于恒定值时，空调预热器阀门将关闭。反之，空调预热器阀门将开启预热新风，使预热温度达到并保持恒定值。 在这个闭环控制系统中，室内的温度保持在一个动态平衡的状态，我们称之为稳态。 新知探究 家用热水器系统可以保持稳态。当我们把热水器的温度设定在一个特定的值后，热水器就会一直保持这个设定的温度。 在这个过程中，热水器会不断检测水的实际温度，并根据这个实际温度调整自己的加热状态，以确保出水的温度始终保持在设定的那个值。这个过程也是一个典型的稳态控制过程。 如果水的温度低于这个设定值，热水器就会开始加热 如果水的温度高于这个设定值，热水器就会停止加热 新知探究 这种自我调节的能力使得系统能够在不同的工作条件下保持稳定，实现预期的功能。 在过程控制中，稳态通常指的是系统在受到外部干扰后，经过一段时间的调整，能够回到并维持在一个特定的、稳定的运行状态。 一个稳定的控制系统能够在外部条件变化时，通过调节输入信号，使输出信号保持在一个预定的稳态值附近。 新知探究 闭环稳态控制是确保产品质量和生产效率的关键。通过建模和优化过程，形成标准化操作，可以实现过程的稳态控制。这要求我们对生产过程中的各个环节进行深入的分析和理解，找到影响稳态的关键因素，并采取相应的措施进行控制。 例如，在烧制一款特色菜时，实现过程的稳态控制需要从生产要素的稳态控制着手，建立基于物料、设备、人三位一体的过程工艺稳态控制模型。 新知探究 稳态 稳态也存在于人体系统中。静息状态下，人体维持着恒定的体温。正常情况，人体的体温约为37C，即使周围环坑温度发生变化，人体也能通过调节血液循环、出汗等机制来保持体温的稳定。 在现代社会，交通控制系统作为维护城市运行秩序的重要工具，其稳态性能至关重要。对于交通控制系统而言，稳态意味着在持续变化的交通环境下，系统能够保持高效、稳定的运行状态，确保交通的顺畅与安全。 在交通控制系统中，交通系统中的稳态主要依赖于信号灯的调度与控制。随着科技的不断进步，交通控制系统已经从早期的简单定时控制，发展到如今的智能感应控制。例如，感应式控制能够根据交叉口各入口的车辆检测器所收集的交通信息，灵活地控制绿灯开放时间，从而实现交通流量的动态平衡。 此外，交通控制系统的稳态还体现在其应对突发事件的能力上。在交通事故、道路施工等突发事件发生时，系统能够迅速作出反应，调整信号灯的控制策略，以最大限度地减少交通拥堵，保障道路畅通。 现实生活中实现交通控制系统的稳态并不容易。这需要对交通流量、道路状况等数据进行实时监控与分析，同时还需要考虑到天气、节假日等外部因素的影响。因此，未来的交通控制系统需要借助大数据、人工智能等先进技术，进一步提升其稳态性能，为城市的交通运行提供更加稳定、安全的保障。 新知探究 现代交通控制系统中的稳态 知识总结 PART FOUR 知识总结 稳态的定义（稳定在目标值附近微小波动） “稳态”及其在闭环控制中的调节作用 智慧挑战 PART FIVE 2.恒温空调能够将房间温度稳定在设定值附近，主要依赖于闭环控制系统中的反馈机制。关于反馈在维持稳态中的作用，下列说法正确的是： A. 反馈让系统忽略实际温度，只按固定时间工作 B. 反馈持续检测实际温度与设定值的偏差，并不断调整输出，使系统始终趋近于稳态 C. 反馈只在系统启动时起作用，进入稳态后就不需要了 D. 反馈会让温度波动越来越大，无法稳定 1.小明将空调设定为26℃，开机一段时间后，房间温度稳定在25.8℃~26.2℃之间来回微小波动，不再大幅变化。此时空调系统所处的状态称为： A. 启动状态 B. 稳态 C. 瞬态 D. 失控状态 解析：在闭环控制系统中，当系统的输出量（实际温度）经过一段时间的调节后，稳定在目标值附近允许的误差范围内，且不再随时间大幅变化时，系统就进入了稳态。 1.答案：B 智慧挑战 解析：反馈在维持稳态中起着核心作用。系统通过传感器持续检测实际温度（反馈信息），控制器将实际温度与设定值比较，发现偏差后立即调整执行器（如启动或停止压缩机）。这种“检测→比较→调整→再检测”的循环不断进行，使实际温度始终围绕设定值波动，从而维持稳态。 2.答案：B 兴趣园地 PART SIX 通过AI查询等方式，谈一谈过程与控制中，稳态对于设备的意义有哪些? 兴趣园地 讨论 稳态：设备经过调节后，输出量保持在目标值附近小幅波动的稳定状态。 意义： 1. 保障设备正常工作：设备维持稳态，各项参数稳定，能够按照设计要求完成工作任务。例如空调稳定在设定温度，正常实现控温。 2. 提升工作精度：稳态让输出不会大幅偏离目标，控制结果更准确。 3. 保护设备，延长寿命：避免参数剧烈波动，减少部件反复超负荷工作，降低损坏故障的概率。 4. 抵抗外界干扰：当外界环境变化，系统维持稳态，工作效果不会被干扰破坏。 5. 使用体验稳定：输出效果稳定，满足人的使用需求。 请尝试设计一款能够处于稳态的系统，并说明你设计的系统是如何保持稳态的，稳态对你设计系统又有哪些意义。 兴趣园地 智能系统名称：恒温出水供水系统 如何保持稳态： 1. 设定目标出水温度 2. 温度传感器实时检测实际出水温度（反馈） 3. 控制器对比实际温度和设定温度 4. 如果水温偏低，调大加热功率；水温偏高，降低加热功率 5. 不断循环检测、调节，让出水温度稳定在目标值附近，维持稳态 稳态对本系统的意义： 1. 出水温度稳定，不会忽冷忽热，保障使用舒适与安全，防止烫伤； 2. 系统参数平稳，加热器不会频繁大功率启停，延长设备使用寿命； 3. 外界水压、进水冷水温度变化时，依然可以稳定供水，抗干扰； 4. 控制效果稳定，达成系统设计目标。 谢谢 下节课见！ Thanks！ $