第二单元第3节《计算机智能控制系统》教学设计-2026-2027学年川教版信息科技六年级上册

第二单元 智能家居细分析 第3节《计算机智能控制系统》教学设计 ——2026-2027学年川教版（2024）信息科技六年级上册 一、教学基本信息 课题 计算机智能控制系统 年级 六年级（上册） 课时 1课时 课型 新授课 教材版本 川教版（2024）信息科技 授课学期 2026—2027学年 所属单元 第二单元 智能家居细分析 授课教师 ＿＿＿＿＿＿ 二、教材分析 本课是川教版（2024）信息科技六年级上册第二单元的第3节，在学生已经认识智能家居信息系统四大组成的基础上，进一步聚焦计算机智能控制系统的工作原理。教材通过对比普通开关灯和人体感应自动亮灯，引导学生理解计算机控制系统的三个基本组成——传感器采集信息、控制器做出决策、执行器执行动作。本课是从信息系统组成走向控制过程理解的关键一课，也为下一课综合设计智能灯光系统奠定原理基础。 三、学情分析 六年级学生已经通过前两课了解了智能家居的子系统和信息系统组成，对传感、网络、计算、执行有初步认识。学生每天都在接触自动感应水龙头、电梯、自动门等控制系统，但很少从传感器、控制器、执行器三个组成角度去理解它们。学生具备一定的对比分析能力，但手动控制和自动控制的本质区别是新概念，需要教师借助对比实验和实例分析帮助学生理解。 四、教学目标（基于2022版信息科技课程标准核心素养） ● 信息意识：通过对比普通开关灯和人体感应灯，感知计算机控制系统与手动操作的区别，能主动发现身边自动控制系统的工作现象。 ● 计算思维：理解计算机智能控制系统的三个基本组成——传感器采集、控制器决策、执行器动作，并能以自动感应灯、电梯等为例说明各部分的作用。 ● 数字化学习与创新：能借助对比分析和学习单，把一个自动控制系统的三个组成部分用流程图方式描述出来。 ● 信息社会责任：体会自动控制系统给生活带来的便利和节能效果，同时思考系统失灵时的应对方法，增强安全使用和维护公共设施的意识。 五、教学重难点 【教学重点】理解计算机智能控制系统的三个基本组成——传感器采集信息、控制器做出决策、执行器执行动作。 【教学难点】对比手动控制和计算机自动控制的本质区别，理解控制器是按照事先设定的规则自动做出决策的核心部件。 六、教学准备 多媒体课件（含普通开关灯和人体感应灯对比图、自动感应水龙头、电梯、自动门工作原理示意图） 一个墙壁开关和一盏台灯（演示手动控制） 一个人体感应灯模型或感应灯工作原理动画 《手动与自动对比表》学习单每生1份 磁吸式三组成标签：传感器、控制器、执行器 七、教学过程 教学环节（时长） 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入：两种开灯方式 （3分钟） 教师现场演示两种开灯方式：第一种，按墙壁开关，台灯亮；第二种，播放人体感应灯动画——人走进房间，灯自动亮。提问：同学们，这两种开灯方式有什么不一样？第二种方式里，灯的眼睛在哪里？大脑在哪里？手又在哪里？板书课题——计算机智能控制系统。 观察两种开灯方式，自由发言：第一种是人手动按开关；第二种是没人按，灯自己亮了。第二种方式里肯定有个东西在检测人，再让灯亮。初步感知自动控制和手动控制的区别。 用现场对比演示导入，让学生直观看到手动和自动的区别；连续追问眼睛、大脑、手在哪里，自然引出传感器、控制器、执行器三个概念。 新知探究一：三个组成部分 （10分钟） 教师引导学生拆解人体感应灯自动亮的过程，边讲边贴标签：①传感器——人体红外传感器检测到有人走进房间，负责采集信息，就像系统的眼睛；②控制器——智能控制器收到有人这个信息后，按照事先设定好的规则（晚上有人就开灯）做出决策，就像系统的大脑；③执行器——灯收到开灯指令后亮起，负责执行动作，就像系统的手脚。教师强调：这三个部分合在一起，就是一个计算机智能控制系统。 跟随教师拆解感应灯过程，在学习单上填写三个组成：传感器是人体红外传感器；控制器是智能控制盒；执行器是灯。同桌互相说一说三个部分分别做了什么。 以感应灯为范例完整讲解三个组成部分；用眼睛、大脑、手脚的类比帮助学生记忆；强调控制器按事先设定规则决策，为突破难点做铺垫。 新知探究二：手动和自动有什么不一样 （9分钟） 教师引导学生对比分析：普通开关灯时，谁在采集信息？谁在做决策？谁在执行动作？引导学生回答：人看到天黑了（人眼=传感器），人决定该开灯了（人脑=控制器），人按下开关（人手=执行器）。教师归纳：手动控制时三个角色都由人来担任；计算机控制时，传感器、控制器、执行器由机器代替人来完成，而且控制器是按照事先写好的规则自动决策，不需要人实时盯着。教师再举例自动感应水龙头：手伸过去传感器检测到→控制器判断该出水→执行器打开阀门。 小组讨论手动开关灯的三个角色分别是谁：眼睛是人眼，大脑是人脑，执行是人手。对比自动控制：三个角色都由机器代替。在学习单上填写手动与自动对比表。 通过对比手动和自动控制，突破控制器按规则自动决策这一难点；用自动感应水龙头再做一遍分析，巩固三组成的理解。 实践活动：找一找身边的控制系统 （10分钟） 布置任务：每组从「电梯从一楼到五楼」「自动感应冲水马桶」「学校电铃到点响铃」三个情境中任选一个，在学习单上写出它的三个组成部分——传感器是什么、控制器是什么、执行器是什么。教师巡视，提醒学生：有些系统的传感器可能是人按下按钮（如电梯按钮就是输入传感器），不要以为只有电子传感器才算。 小组合作分析。例如电梯：传感器是楼层按钮和重量传感器；控制器是电梯机房里的控制柜，决定先上还是先下、停在哪层；执行器是电梯马达开关门。在学习单上完整写出三组成。 让学生在迁移运用中巩固三组成分析方法；选三个不同类型的实例——机电设备、卫浴设备、学校设备，帮助学生体会控制系统的广泛性。 展示交流：谁是传感器谁是大脑 （5分钟） 请两组派代表汇报本组分析的控制系统，重点讲清楚：这个系统的传感器采集什么信息？控制器按照什么规则决策？执行器执行什么动作？教师引导其他组评价：他们的三组成分得合理吗？有没有把执行器误说成控制器？ 代表汇报；其他组同学倾听并提出疑问，例如：学校电铃的传感器应该是时钟，控制器是控制电铃的电脑，执行器是电铃；自动马桶的传感器是红外线探头，控制器是冲水阀控制板，执行器是冲水阀。 通过展示和互评，让学生在交流中深化对三组成的理解；辨析执行器和控制器的区别是常见易错点。 总结拓展 （3分钟） 师生共同梳理：计算机智能控制系统由传感器、控制器、执行器三个部分组成，传感器采集信息、控制器按规则决策、执行器执行动作。下节课我们将综合运用这些知识，自己设计一个智能灯光系统。 口头总结三组成和手动自动的区别，记录作业。对下一课设计实践课充满期待。 结构化梳理本课知识，为下一课综合实践课——智能灯光系统设计做铺垫。 八、板书设计 主板书居中：第二单元 智能家居细分析 第3节 计算机智能控制系统 三个基本组成： 传感器（采集信息）→ 控制器（按规则决策）→ 执行器（执行动作） 对比： 手动控制：人眼 → 人脑 → 人手 自动控制：传感器 → 控制器 → 执行器 实例：感应灯 · 感应水龙头 · 电梯 · 电铃 九、作业设计（分层） 【基础作业】（全体必做） 在作业本上写出计算机智能控制系统的三个基本组成，并各举2个生活实例。 【拓展作业】（学有余力选做） 观察学校或小区里的一个自动控制系统（如自动门、停车场道闸等），分析它的传感器、控制器和执行器分别是什么，写一段说明下节课交流。 十、教学反思 本课对比手动和自动控制的设计很有效，学生能清楚看到三个角色由人转移到机器。不足在于：部分学生把电梯按钮也算作执行器，下次教学可专门强调——按钮是告诉系统我要去哪一层，属于传感器（输入信息），不是执行器；另外自动感应马桶的实例如果能带一段现场视频，学生理解会更直观。 学科网（北京）股份有限公司 $