第12课闭环控制助稳定 教学设计-2026-2027学年信息科技六年级全一册人教版

该小学信息科技教学设计聚焦闭环控制系统的特点与工作原理，通过生活实例（如空调视频）分析反馈过程，衔接已学的开环控制知识，以“输入-计算-输出-反馈”流程为支架，引导学生建立闭环控制认知。 特色在于生活化情境与数字化工具结合，通过虚拟仿真实验（恒温热水器）体验反馈机制，小组合作设计班级闭环系统方案，培养计算思维与数字化学习能力。提供电子学习单和评价表，助力教师高效教学，提升学生问题解决与创新应用能力。

教学设计 课程基本信息 学科 信息科技 年级 六年级 学期 第一、二学期 课题 第12课 闭环控制助稳定 教学目标 1. 能结合控制系统实例描述闭环控制的特点；遇到控制场景，会从“输入－计算－输出”过程来分析是否存在反馈来判断是不是闭环控制系统；能用自然语言、流程图等方式描述闭环控制系统的工作过程。（信息意识、计算思维） 2. 会用电子学习单、虚拟仿真实验等工具学习闭环控制系统知识；能和同学合作，通过数字化方式交流想法，完成学习任务。（计算思维、数字化学习与创新） 教学重难点 教学重点：理解闭环控制系统的工作原理和特点。 教学难点：准确绘制闭环控制系统工作过程示意图。 学情分析 六年级学生已初步掌握了部分控制系统知识，如开环控制系统的特点、反馈等，可以从输入、计算、输出三个环节分析开环控制系统的工作过程。闭环控制系统相对复杂，学生在理解反馈机制以及系统内部循环过程时可能会存在困难。 教学具准备 电子学习单、电子评价表、虚拟仿真实验 教学过程 一、谈话导入（3分钟） 和学生聊天，分小组汇报说说在生活中见到过哪些存在反馈的控制系统。 以空调为例，观看视频并分析空调的工作过程，出示空调工作过程图示，突出闭环， 引出闭环控制系统。 小结：因为有了反馈，控制系统形成了闭环，空调运行更稳定。可实现室内温度保持不变，调整温度也方便，空调运行更稳定。 出示课题：闭环控制促稳定 今天，我们就一起来了解闭环控制系统的特点，并以小组为单位设计一个可以方便我们学习和生活的简易闭环控制系统。 【设计意图】谈话导入，结合已学知识分析生活中的常见的控制系统，引出新知，明确项目任务。 二、小组探究（16分钟） （一）闭环控制系统是怎样工作的呢？ 图示空调的工作过程原理图，分别从输入、计算、输出三个环节分析空调闭环控制的过程。 1：输入－－－设置阈值（参考值）T0； 2：（反馈输入）温度传感器检测当前室内温度T； 3：计算－－－比较检测到的温度（T）与设定的温度(T0)； 4：输出－－－根据比较结果生成升温或降温的指令。 反馈－－－检测当前室内温度T，对输出结果进行检测并返回影响输入。 因为存在反馈，使“输入－计算－输出”的过程形成闭环，闭环控制系统运行更稳定。 【设计意图】学习新知，从空调工作原理图入手，直观感受和了解闭环控制系统的特点和工作原理，突出重点。运用抽象、分解等方法，把复杂系统变成好理解的逻辑步骤，建立起闭环控制的思考模式。 （二）根据空调的工作过程示意图完善流程图，从流程图中寻找闭环。 各小组同学对照空调的温度调节过程，完善电子学习单上的流程图，用红色描出反馈通路。 展示各小组填写情况，抽取1－2组做汇报。小组内部自评，组间互评。 完成评价表第1项内容。 引导学生小结：在反馈过程中，不断将输出的温度（连续量）与阈值对比检测，形成了开关量。 【设计意图】通过“画”与“说”的环节梳理知识，运用清晰的流程图建立对闭环控制系统的认识，直观感受输入与输入环节中的连续量经由阈值判断形成开关量的过程，同时进一步感受闭环控制过程中“闭环”的特点。 三、体验虚拟仿真实验（3分钟） 1.打开“恒温热水器”实验，仔细阅读实验说明。 2.设置开始加热的温度和停止加热的温度，单击“运行仿真”按钮后观察恒温热水器反馈当前温度和阈值进行比较的工作过程，体会闭环控制系统的工作原理。在虚拟实验中体验闭环控制系统的工作原理。 【设计意图】通过虚拟仿真实验进行观察、体验 ，进一步理解闭环控制过程的工作原理以及“闭环”的特点。 4、 总结闭环控制系统的特点。（3分钟） 小组讨论、总结闭环控制系统的特点。 1.闭环控制系统可以进行自我调节； 2.闭环控制系统可以保持系统运行的稳定性； 3.闭环控制系统最终的输出更接近预期目标。 完成评价表第2、3项内容。 【设计意图】通过前面几个环节从理论到实践的过程，对闭环控制系统的特点应有较为深刻的体会，可以引导学生总结闭环控制系统的特点。 五、探究闭环控制系统能够自我调节和保持稳定的秘密。（3分钟） 分析在闭环控制系统中给系统提供数据反馈的设备是传感器。 了解传感器的种类和作用：光线传感器、光线传感器、超声波传感器、图像传感器、声音传感器、烟雾传感器…… 分析生活中常见的闭环控制系统应用。恒温烧水壶、电冰箱、自动驾驶汽车、飞行器等。 【设计意图】在了解了闭环控制系统的工作原理和特点之后，引导学生探究闭环控制系统能够提供反馈的秘密是什么，进而联系生活实际，寻找生活中的闭环控制系统。 六、课堂实践：为班级教室设计简单的闭环控制系统方案。（8分钟） 小组活动：设计一个简易闭环控制系统并填写《闭环控制系统设计方案表》。完成后进行随机小组成果展示。 完成的小组根据作品内容打开“作品评价表”进行作品评价。 【设计意图】通过小组讨论，结合班级教室的需求形成闭环控制系统设计方案，进一步巩固对闭环控制系统应用的认识，提升创造性思维和关爱集体的班级责任感。 七、总结提升（2分钟） 1.同学们，今天我们学习了闭环控制系统的特点及与开环控制系统的区别。引导学生利用闭环控制系统的原理试着设计出方便学习和生活的简易智能装置。 2.引导学生对今天的学习内容及个人学习效果进行自评。 完成评价表第4、5、6项内容。 【设计意图】总结提升学生对闭环控制系统的认识，希望学生能将所学知识运用到实际生活中，进一步感受闭环控制系统的稳定与智能。同时抛出一个开放性问题，留给学生课下思考的时间和空间。 八、课末检测 请从自动运输无人机、智能温室大棚和人体经外感应灯3个设备中选出中存在闭环控制系统的设备。 【设计意图】对学生本节课的学习情况做出检测，3个设备中，自动运输无人机和智能温室大棚都可以通过自我调节保持系统的稳定性，因此存在闭环控制系统；人体红外感应灯虽然有人体热释电传感器，但是这个传感器并没有将输出改变为新的输入进行自我调节，只起到了开关的作用，因此人体红外感应灯为开环控制系统。 八、课后作业 基础任务：多次体验虚拟仿真实验《恒温热水器》，深度感受闭环控制系统的原理。 2、 智能浇花系统的动画效果用图形化编程软件为你在第4关完成的设计方案制作一个工作过程动画（拓展作业）。 【设计意图】通过反复体验虚拟实验进一步感知闭环控制系统中通过反馈进行自我调节的工作过程，切身感受闭环系统的智能性和稳定性。模仿动画效果搭建程序可以对学生计算思维的提升有帮助，进一步了解了闭环控制系统的工作过程和原理。 板书设计 评价表 学科网（北京）股份有限公司 $