主题一 身边处处有系统活动三 控制的改进与优化 课件控制的改进与优化 课件-2026-2027学年信息科技六年级上册湘科版

单元主题一 · 身边处处有系统 · 活动三 控制的改进与优化 好系统，不只是"能动"，更要"运行得好、控制得准"。 六年级上册 · 信息科技 湘科版 这一节课，我们要去哪里 学习路线 从"输入"出发， 先分清两种量， 再学会控制里的运算， 最后让系统自己变聪明。 带着问题出发 👀 01 开关量与连续量 控制的输入只有两大类？先认识它们 02 控制中的逻辑运算 "与、或、非"如何决定系统怎么做 03 通过反馈优化控制 系统怎样"看着结果"调整自己 04 开拓视野与课堂小结 到生活中找一找反馈控制的影子 身边处处有系统 · 活动三 空调的困扰 从一个夏天的烦恼说起 你有没有遇到过？ 外面烈日炎炎，房间开了空调—— 可有时冷得发抖，有时又不够凉。 想一想 💭 音乐电铃按时响铃，空调却要"看情况"工作—— 这两种控制，有什么不一样？ 控制系统的问题，常常要从 它收到的"输入"里找原因。 身边处处有系统 · 活动三 01 第一章 开关量与连续量 过程控制的输入， 其实只有两大类。 两种输入方式 过程控制的输入主要有开关量与连续量两种 开 开关量 只有"开"或"关"两种状态。 在系统控制中，常用它实现系统的启动或停止。 ~ 连续量 可以连续变化的变量，如温度、水位、风力和光线强度。它是控制的主要输入形式。 关键词：连续量可以转化为开关量 ⚡ 开与关的世界 开关量只回答"是"或"否" 电灯开关 不是开，就是关 门的开与关 只有两种状态 设备按钮 按下是"开"，松开是"关" 门锁状态 锁上 / 打开，非此即彼 两种状态，非此即彼——这就是开关量。 会连续变化的量 温度不是"冷/热"两档 26.3 ℃ 室温可以是 18.5℃，也可以是 26.3℃ 温度、水位、风力、光线强度…… 它们能在一定范围内连续变化，有无数个可能的取值。 这样的量，叫作连续量。 找出身边的两种量 先自己判一判，再和同桌说理由 教室灯的开关 只有两种状态？ 今天的气温 能连续变化吗？ 水龙头的水流 转把手试试看 音箱的音量 可以调大调小 电风扇的档位开关 一档还是二档？ 窗帘透进的光线 强度怎么变？ 判断口诀：能不能"连续地变"？能 → 连续量；只有开/关 → 开关量。 揭示答案 · 你会了吗 判断依据：它能不能"连续地变" 看变化的"样子" 开关量像台阶，只有两级； 连续量像斜坡，可以停在任何位置。 连续量 水龙头把手 旋转角度可以连续变化，水流随之变大变小 开关量 灯的开关 按下导通、再按断开，只有两种状态 要看方式 门禁验证 刷卡按键是开关量；滑动输入则是连续量 连续量也有"开关时刻" 水一开一关之间，藏着转化 电热水壶的秘密 水温一路连续上升， 达到预设温度后，电源自动断开、停止加热。 抽水马桶也一样 水箱水位连续升高， 到达一定高度后，进水阀门自动关闭。 连续量越过某个点，就变成了开关量。 阈 值 那个关键的界线 没到它，系统不动； 越过它，系统立刻动作。 这个设定的界线值，叫作阈值——连续量转为开关量的桥。 橙子是怎么分大小的 信息链接 · 自动分拣的智慧 两根"八"字形木杆 两杆之间的距离是连续量，越往下滑越宽。 掉下去的那一刻 当距离大于橙子直径，小球就掉入桶中——宽度越过阈值，动作就发生。 大用处 利用这个原理，橙子可以按大小自动分拣，大大提高工作效率。 手一伸，水就来 电子系统里更常见的转化 感应水龙头怎么"知道"你来洗手？ 手与水龙头之间的距离是连续量， 它在不停地被测量。 距离小于设定值时 探测器输出一个开关量， 控制电水阀打开——水就流出来了。 那个"设定值"，就是上一页的 关键界线——阈值。 水位与温度，各守一条线 装置不同，道理相同 抽水马桶 水位连续升高，到达高度就关阀 电热水壶 水温连续上升，到温就断电 连续量遇上阈值，控制就发生了。 连续量 阈值 开关量 第一章 · 回头看 三个概念，一座桥 你记住了吗？ 用自己的话说一说： 什么是开关量？ 什么是连续量？ 什么是阈值？ 能说清楚，才算真的懂。 开关量 管"启动 / 停止" 连续量 管"精细调节" 阈值 是两者之间的桥 02 第二章 控制中的逻辑运算 一把钥匙不够，两把才能开—— 控制里的"和、或、反"。 为什么控制需要"算一算" 同一件事，逻辑不同 银行保险柜 客户和银行员工各有一把钥匙，需要同时转动才能打开 智能门锁 为了更可靠，可以有多种打开方式 自动扶梯 遇到意外情况，紧急按钮要立刻起作用 这些不同的控制形式，可以用开关量的逻辑运算来表示。 "与"运算：都要满足 两把钥匙同时转 开关量"开"和"关"，逻辑值"真"和"假"， 都可以用数字 1 和 0 代表。 规则 只有开关量 A 和 B 都为 1 时，"与"运算结果才为 1。 1 1 与 1 ← 全 1 才出 1 1 0 与 0 0 1 与 0 0 0 与 0 "或"运算：满足一个就行 最宽松的逻辑 开关量 A 和 B 只要有一个为 1，"或"运算的结果就为 1 1 1 或 1 1 0 或 1 0 1 或 1 0 0 或 0 生活里的"或" 家里有人按室内铃，或客人按门外铃，门铃都会响。 一眼记住 只有全 0 才输出 0——"或"最宽容。 "非"运算：反着来 输出总跟输入相反 规则 开关量的值经过"非"运算后，结果取相反值： 1 变 0，0 变 1。 冰箱里的小机关 门开 → 灯亮；门关 → 灯灭。 灯的状态总是门的"非"。 1 0 0 1 三种运算放在一起看 一张表看懂全部可能 A B A 与 B A 或 B 非 A 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 与 最严格：全 1 才出 1 或 最宽容：有 1 就出 1 非 唱反调：1、0 互换 想一想，连一连 它们分别对应哪种运算？ 银行保险柜 客户和员工两把钥匙，同时转动才能打开 我的答案：＿＿＿ 运算 智能门锁 密码、指纹、刷卡，任一方式都能开锁 我的答案：＿＿＿ 运算 扶梯急停按钮 正常运行时灯不亮；按下按钮，扶梯立刻停止 我的答案：＿＿＿ 运算 第三章 03 通过反馈 优化控制 系统要学会 "自己看结果，自己调自己"。 没有反馈的空调有多笨 它不知道房间已经多少度 假如空调没有温度控制 打开电源开关后，制冷压缩机会持续工作，温度越降越低。 越吹越冷 浪费电能 体感不适 病根：输出与输入之间没有建立关联。 反馈让系统变聪明 从"一路狂吹"到"刚好合适" 26 ℃ 附近 温度在设定值附近小幅浮动 反馈，就是把输出的结果送回输入端， 与目标对比，据此调整系统运行—— 系统从此能"自己管好自己"。 橙线是目标，蓝线是实际温度。 没有反馈，蓝线会一路向下； 有了反馈，它始终贴着目标线。 04 第四章 开拓视野与课堂小结 带反馈的控制，早就藏在 马桶、汽车和我们的身体里。 生活中的反馈控制 机械 · 电子 · 混合，方式多种多样 抽水马桶 机械反馈 浮球随水位升起，到高度就关闭进水阀 反馈方式：机械控制反馈 汽车定速巡航 电子反馈 车速低了加油门，快了减油门，稳稳保持 反馈方式：电子控制反馈 人体体温调节 天然反馈 热了出汗、冷了收缩血管，身体自己调温 反馈方式：天然控制反馈 课堂小结 开关量管启停，连续量会变化， 逻辑运算做判断，反馈让它更聪明。 控制的改进与优化，永不停步。 下节课，我们一起设计自己的控制系统！ 开关量与连续量 与 · 或 · 非 反馈闭环 湘科版 · 六年级上册 · 信息科技 $