第三单元 第二节 系统中的闭环控制 教学设计-2026-2027学年六年级上册信息科技川教版

系统中的闭环控制 第三单元第二节 教案｜川教版2024信息科技六年级上册｜1课时（40分钟） 一、教材分析 本课是川教版2024信息科技六年级上册第三单元《智能控制更便捷》的第二节。学生在第一节已经认识了控制的四要素、手动与自动控制，并学习了开环控制“输出不影响输入”的特点；本课在此基础上引入闭环控制，帮助学生理解“输出返回到输入端形成闭合回路”这一核心特征，第三节《系统控制中的反馈》再深入讲解反馈的实时性与准确性，第四节讲系统优化。本课是从“按设定执行”走向“根据结果调整”的关键一步，是理解智能控制本质的转折课。 教材以“智能晾衣杆自动收回衣物”这一生活情境导入，先复习开环控制的局限，再搭建从开环到闭环的知识支架，最后通过智能晾衣杆、自动感应水龙头等实例帮助学生建立“输出返回输入端”的回路模型。全课紧扣生活案例，适合六年级学生从现象走向原理。 二、学情分析 经过第一节学习，六年级学生已经能说出开环控制“只看设定、不看结果”的特点，也能举出电风扇定时、微波炉加热等例子。但多数学生对“会看结果的设备”只有模糊感受：知道感应灯会等人走才灭，却说不清它“看”到了什么、信息又是怎么传回去的。 常见误区主要有三个：一是把“传感器”当成控制的全部，以为有感应器就是闭环；二是画回路图时只画一条执行线，忘了把“检测结果返回”这条线画回去；三是以为闭环和开环的区别在于自动还是手动。本课要在回路图上反复操练，把“输出返回输入端”这条线画实。 三、教学目标 1.能说出闭环控制的核心特征：输出返回到输入端，形成闭合回路。 2.能画出闭环控制系统的基本回路图（执行＋检测返回），标出反馈环节的位置。 3.能从“会不会看结果调整”角度区分开环控制与闭环控制，并各举两个生活实例。 4.能合作补全一个生活设备的闭环回路图，用“检测—比较—决定—执行”顺序向全班汇报。 四、教学重难点 教学重点：理解并画出“输出返回输入端形成闭合回路”。学生能认出回路中的执行路径和检测返回路径两条线，知道闭环控制会把结果送回输入端再决定下一步。 教学难点：读懂反馈环节在回路中的位置与作用。学生容易把“传感器检测”孤立看待，难点在于理解检测结果必须“返回”到输入端参与比较，正是这条返回线让闭环与开环区别开来。 五、课前准备 教师准备：智能晾衣杆自动收回的短视频、自动感应水龙头演示视频、闭环回路卡片（执行卡、检测卡、比较卡、决定卡各若干）、闭环回路补全单（每组一张）、小组评价量规（每组一张）。 学生准备：回顾第一节学过的开环控制例子，想一想：家里有没有“会自己看着办”的电器？ 六、教学过程 环节一：复习开环，情境导入（5分钟） 教师提问：“上节课我们学了开环控制，它的口诀是什么？”学生齐答：“只管按设定做，不看结果调。”教师出示智能晾衣杆短视频：“衣服晾在阳台，突然下雨，晾衣杆自己把衣服收回去了。它可没有只看设定——它好像会“看着办”。这是怎么回事？” 学生说“有感应器”“它感应到下雨了”。教师点题：“它感应到结果，还把结果送回去决定收不收。这种会把输出送回输入端的控制，叫闭环控制。今天我们就来认识系统里的闭环。” 教师把本课主问题写在黑板一侧：开环做不到的事，闭环是怎么做到的？ 环节二：发现开环控制的局限（8分钟） 教师带学生看表1，逐一分析：“电风扇定时1小时，屋里热了它不会自己加大风量；自动浇花装置到点浇水、浇完就停，花盆干了它不知道。开环控制最大的问题是——它不看结果。” 教师追问：“不看结果会带来什么麻烦？”学生答“热的时候风扇不加大”“花干了不浇水”“衣服湿了不知道收”。教师总结：“需要“看着办”的场合，开环就不够用了，于是人们给系统加了一条“回头看”的线。” 开环控制设备 它按什么执行 结果变了它会知道吗 带来的麻烦 电风扇定时 按设定时间 不知道屋里热不热 热了不会自己加大风量 自动浇花装置 到点浇水、浇完就停 不知道花盆干不干 花干了也不会多浇 晾衣架（普通定时） 按设定时间伸缩 不知道下没下雨 下雨了不会自己收衣服 环节三：认识闭环控制——智能晾衣杆的“回头看”（12分钟） 教师回到晾衣杆：“普通晾衣架按时间伸缩，是开环；智能晾衣杆为什么知道下雨了？”学生在教师引导下说出：雨滴传感器检测到雨，把信息送回控制器，控制器比较后决定收不收，再命令电机收衣服。 教师把四张卡片摆成一条链：“检测（雨滴传感器）→比较（控制器判断“下雨了，该收”）→决定→执行（电机收回）。”教师再补关键一问：“执行完之后呢？结果有没有被送回去？”学生答“有，检测一直在看”。教师把“检测结果返回”这条线画成一个圈，强调：输出（收衣服的结果）返回到输入端（控制器），形成一个闭合回路，所以叫闭环控制。 教师带学生填表2，把智能晾衣杆的每一步对应到“检测—比较—决定—执行—返回”五个词上，并提示：“晾衣杆是不是开环？关键看它有没有那条返回线。” 步骤 智能晾衣杆里发生的事 对应词语 第1步 雨滴传感器检测到雨 检测 第2步 控制器把“下雨”和“该收”比较 比较 第3步 控制器决定收回衣服 决定 第4步 电机执行，收回晾衣杆 执行 第5步 检测结果返回输入端，继续看雨停没停 返回（闭环） 教师强调闭环的判断口诀：“执行之后回头看，结果送回输入端，形成闭合回路——闭环控制。”学生跟读一遍。 环节四：开环与闭环对比（8分钟） 教师把表3发给学生，同桌讨论两分钟。学生容易把“自动”填进闭环栏，教师追问：“自动感应灯没人按，但它是不是闭环？要看它有没有把结果送回去决定下一步。人走了灯灭、人来了灯亮，它确实“看着办”，是闭环；如果只是定时亮灭，就还是开环。” 对比项目 开环控制 闭环控制 结构 一条线：设定→执行 一个圈：执行＋检测返回 会不会看结果 不看，按设定执行 看，结果返回输入端再决定 输出影不影响输入 不影响 影响（返回参与比较） 生活例子 电风扇定时、微波炉加热 智能晾衣杆、自动感应水龙头 判断口诀 只管按设定做 执行之后回头看 教师小结：“开环是一条线，闭环是一个圈。判断一个控制系统，先找那条返回线。” 环节五：课堂活动——补全自动感应水龙头的闭环回路（7分钟） 教师出示任务：“洗手时手伸过去，水自动流出；手拿开，水自动停。请小组用补全单画出它的闭环回路：哪里是检测？哪里是执行？结果返回哪里？”每组拿到一张闭环回路补全单，先看示例行（智能晾衣杆），再补自动感应水龙头。 学生讨论时，教师巡回，对把“手”当控制对象的小组追问：“被控制动作的是谁？是阀门。手是检测的对象，检测结果返回控制器，才决定开阀还是关阀。” 完成后请两组上台，用卡片边说边摆回路。其余小组按量规打分：回路画得成不成圈、检测返回线有没有、例子对不对。 环节六：总结与随堂练习（5分钟） 教师指着板书小结：开环是一条线，只管按设定做；闭环是一个圈，执行之后回头看，输出返回输入端形成闭合回路。 随堂练习8题（答案见练习附页）：判断4题、选择填空4题，先独立完成，再逐题讲评，错题当场说清原因。 练习附页——判断题（对的打“√”，错的打“×”）： 1.闭环控制和开环控制的区别在于自动还是手动。（×）判断窍门：区别在于有没有那条返回线，自动的也有开环。 2.智能晾衣杆把“下雨”的信息送回到控制器，形成闭合回路。（√）判断窍门：这就是输出返回输入端。 3.自动感应水龙头是闭环控制。（√）判断窍门：检测人手、决定开关，结果返回再决定。 4.电风扇定时1小时，屋里热了它会自己加大风量，所以电风扇是闭环控制。（×）判断窍门：它不会看结果，没有返回线。 练习附页——选择题： 5.闭环控制与开环控制最本质的区别是（C）。A.有没有人参与 B.是不是自动的 C.有没有把输出返回输入端 D.控制对象是谁 6.智能晾衣杆中，“雨滴传感器检测到雨”属于闭环回路中的（A）。A.检测环节 B.执行环节 C.决定环节 D.供电环节 7.下列属于闭环控制的是（D）。A.微波炉定时加热 B.红绿灯定时变化 C.电风扇定时 D.空调保持26℃恒温 8.闭环控制系统中，检测结果返回后，控制器要做的事情是（B）。A.直接关机 B.把结果和设定值比较后决定下一步 C.把结果存起来 D.把结果发给手机 练习讲评要点：第1、5题是核心概念题，出错说明“开环/闭环”和“手动/自动”两把尺子混用了，讲评时回到两条判断口诀；第7题空调恒温是下节课反馈的引子，讲评时点到为止：“空调靠什么知道屋里26℃？它把结果送回去比较了，所以是闭环。” 七、板书设计 主板书一行：开环＝一条线（设定→执行）；闭环＝一个圈（执行→检测→返回→比较→执行）。 关键词逻辑：左边画一条直线箭头，标注“开环·只管按设定做”；右边画一个圆环箭头，标注“闭环·执行之后回头看”，环上依次写检测、比较、决定、执行、返回。 八、作业设计 1.观察作业：回家找到一台“会看着办”的电器（如空调、感应灯、自动冲水马桶），画出它的闭环回路图，标出检测和执行两个环节。检查方式：下周上课前请两三名同学展示，全班按“有没有返回线”核对。 2.思考作业：电梯门快关上时有人走进来，门会重新打开。想一想，这条“返回线”检测的是什么？如果把这条线去掉，会出什么问题？检查方式：把想法写在学习单背面，小组内互相说一说。 九、教学反思 本课最容易踩的坑是学生把“有传感器”当成闭环：看到感应灯就说闭环，不看有没有返回线。这说明“输出返回输入端”必须落实到画图，光讲概念不够。下一课讲反馈时，可以直接用本课空调恒温的例子开场：闭环控制里，返回的比较是怎么做到“实时又准确”的？ 若时间紧张，环节五的补全单可改为课后完成，把时间让给练习讲评；但课上至少要让学生亲眼看一遍“检测结果返回”这个圈的画法，否则难点突破不了。 十、附：课堂工具包 （一）闭环回路补全单（活动单） 设备 检测（看什么） 比较与决定（怎么判） 执行（做什么） 结果返回（送给谁） 示例：智能晾衣杆 雨滴传感器看有没有雨 控制器判断“下雨了，该收” 电机收回晾衣杆 检测结果返回控制器，继续看 自动感应水龙头 （自选一台电器） （二）小组评价量规 评价点 达标标准 自评 师评 回路成不成圈 四要素＋返回线画全，形成一个闭合回路 ☆☆ ☆☆ 检测返回线有没有 明确画出“结果返回输入端”这条线 ☆☆ ☆☆ 说得清不清楚 能按“检测—比较—决定—执行—返回”顺序讲明白 ☆☆ ☆☆ （三）高频错误与纠错话术 高频错误 教师纠错话术 把“有传感器”当成闭环 “传感器负责看，还要看结果送回去没有。没有返回线，看也白看，还是开环。” 画回路只画执行线 “执行完要回头看。把检测结果这条线补回去，圈就闭合了。” 把“自动”当成闭环 “自动说的是没人管，闭环说的是会看结果。自动感应灯是闭环，定时灯就是开环。” （四）分层作业 基础作业（人人必做）：画出家中一件“会看着办”电器的闭环回路图，标出检测与执行环节。 挑战作业（选做）：给闭环回路图补一段说明，写清楚“如果返回线断了，设备会变成什么样”。检查方式：用评价量规现场评星，三星以上记为完成。 学科网（北京）股份有限公司 $