第二單元第1課洗衣機(jī)系統(tǒng)探秘（桂科版）六年級(jí)下1核心素養(yǎng)目標(biāo)3新知講解5拓展延伸7板書設(shè)計(jì)2新知導(dǎo)入4課堂練習(xí)6課堂總結(jié)課后作業(yè)801核心素養(yǎng)目標(biāo)。信息意識(shí)計(jì)算思維數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新信息社會(huì)責(zé)任認(rèn)識(shí)到洗衣機(jī)等家電產(chǎn)品的核心技術(shù)發(fā)展對(duì)人們生活的影響，思考如何合理利用這些技術(shù)來提高生活質(zhì)量。了解各個(gè)子系統(tǒng)的組成部分和功能，如進(jìn)排水系統(tǒng)由進(jìn)水閥、水位傳感器等組成，鍛煉了數(shù)字化學(xué)習(xí)能力。通過對(duì)洗衣機(jī)洗滌過程（進(jìn)水、洗滌、排水、脫水）的排序，培養(yǎng)邏輯思維能力，理解洗衣機(jī)工作的先后順序和邏輯關(guān)系。能說出洗衣機(jī)部分子系統(tǒng)的名稱及功能，從這些功能中感知到信息技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用。02新知導(dǎo)入活動(dòng)背景“洗衣服啦!”小美打開洗衣機(jī)的艙門，放入衣物，再關(guān)閉艙門。她輕觸按鈕，選擇洗衣程序，按下啟動(dòng)鍵，洗衣機(jī)立刻開始工作?？粗\(yùn)行的洗衣機(jī)，小美心中充滿好奇:這些按鍵是怎么控制洗衣機(jī)工作的？02新知導(dǎo)入活動(dòng)背景02新知導(dǎo)入活動(dòng)目標(biāo)1、能說出洗衣機(jī)部分子系統(tǒng)的名稱及功能。2、能找出洗衣機(jī)各子系統(tǒng)中的開關(guān)量。3、熟練繪制控制系統(tǒng)工作過程示意圖。03新知講解一、議一議結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)對(duì)洗衣機(jī)的一次洗滌過程進(jìn)行排序。1.

2.

3.

4.

。進(jìn)水洗滌排水脫水03新知講解二、查一查通過上網(wǎng)查詢等方式了解洗衣機(jī)有哪些常用的功能，了解這些功能的主要作用，并完成下表。03新知講解二、查一查功能主要作用混合洗棉麻洗化纖洗可同時(shí)處理多種質(zhì)地、顏色衣物，通過智能程序調(diào)節(jié)水位、轉(zhuǎn)速、洗滌時(shí)間等針對(duì)棉、麻質(zhì)地衣物設(shè)計(jì)，合理設(shè)置水位、洗滌力度、水溫適配化纖面料（如聚酯纖維等）衣物，以輕柔洗滌模式不同品牌的洗衣機(jī)，功能名稱可能會(huì)有所不同，但功能設(shè)計(jì)的宗旨是一樣的，都是提高洗滌效率、保護(hù)衣物、節(jié)能省水等03新知講解知識(shí)拓展機(jī)械控制階段：早期洗衣機(jī)采用機(jī)械定時(shí)器和凸輪結(jié)構(gòu)，通過齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)洗滌時(shí)間和程序控制。例如，雙桶洗衣機(jī)的洗滌定時(shí)器通過發(fā)條驅(qū)動(dòng)，用戶旋轉(zhuǎn)旋鈕設(shè)定洗滌時(shí)長(zhǎng)，機(jī)械觸點(diǎn)按預(yù)設(shè)順序接通或斷開電路，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)和排水閥動(dòng)作。這種控制方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，但功能單一，程序調(diào)整困難，無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的洗滌邏輯。03新知講解三、議一議洗衣機(jī)的各種功能分別由哪些控制系統(tǒng)控制？與小組成員討論并完成下表。功能控制系統(tǒng)洗滌漂洗單片機(jī)接收“洗滌”指令后，達(dá)到設(shè)定水位后，啟動(dòng)電機(jī)按預(yù)設(shè)程序洗滌完成后，單片機(jī)控制排水閥排水，排完后再次控制進(jìn)水閥進(jìn)水單片機(jī)接收排水信號(hào)，控制排水閥打開，監(jiān)測(cè)水位傳感器信號(hào)，水排盡后關(guān)閉排水閥排水完成后，單片機(jī)控制電機(jī)高速單向運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，利用離心力脫水單片機(jī)接收預(yù)約時(shí)間設(shè)置，內(nèi)置時(shí)鐘模塊計(jì)時(shí)，到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，按設(shè)定的洗衣程序排水脫水預(yù)約洗衣機(jī)提供了許多常用功能，借助先進(jìn)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)洗滌程序的個(gè)性化定制，充分滿足我們多樣化的洗滌需求。03新知講解做一做洗衣機(jī)屬于復(fù)雜控制系統(tǒng)，它包含多個(gè)子系統(tǒng)。上網(wǎng)找一找洗衣機(jī)組成示意圖，說一說洗衣機(jī)各個(gè)子系統(tǒng)的組成部分和功能，并完成下表。03新知講解做一做子系統(tǒng)名稱組成部分功能洗滌脫水系統(tǒng)盛水桶、洗滌脫水桶、波輪通過波輪的旋轉(zhuǎn)和水流的變化將衣物洗干凈;通過脫水桶的高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)衣物脫水的功能進(jìn)排水系統(tǒng)進(jìn)水閥、水位傳感器、排水管、排水閥控制系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)主控板、操作面板、各類傳感器皮帶、皮帶輪、傳動(dòng)軸等進(jìn)水閥接收控制信號(hào)開啟，向洗衣機(jī)內(nèi)注水，水位傳感器監(jiān)測(cè)水位接收用戶通過操作面板輸入的指令，依據(jù)內(nèi)置程序，協(xié)調(diào)控制進(jìn)排水系統(tǒng)、洗滌脫水系統(tǒng)等工作在有刷電機(jī)機(jī)型中，電機(jī)通過皮帶、皮帶輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)洗滌脫水桶、波輪轉(zhuǎn)動(dòng)03新知講解知識(shí)拓展洗衣機(jī)類型控制系統(tǒng)特點(diǎn)典型技術(shù)應(yīng)用波輪式洗衣機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，以電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制為主，通過離合器實(shí)現(xiàn)洗滌和脫水功能的切換。采用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)，通過單片機(jī)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，配合排水閥電磁鐵控制排水過程。滾筒式洗衣機(jī)控制邏輯更復(fù)雜，需要精確控制滾筒的轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向和洗滌溫度。使用三相變頻電機(jī)，通過矢量控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)滾筒的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)和精確調(diào)速。攪拌式洗衣機(jī)結(jié)合了波輪和滾筒的特點(diǎn)，通過攪拌葉片的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)衣物洗滌?？刂葡到y(tǒng)注重?cái)嚢枞~片的運(yùn)動(dòng)節(jié)奏和力度控制，以達(dá)到高效洗滌且減少衣物磨損的效果。不同類型洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)特點(diǎn)03新知講解四、寫一寫小美將手洗過的衣物放入洗衣機(jī)，選擇“脫水”功能，洗衣機(jī)就啟動(dòng)脫水程序。請(qǐng)簡(jiǎn)單描述洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)的工作過程并繪制示意圖。1.洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)的工作過程。第一步:

。第二步:

。輸入指令接收?qǐng)?zhí)行脫水動(dòng)作03新知講解四、寫一寫2.按“輸入-計(jì)算-輸出”的模式完成洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)工作過程示意圖的繪制。用戶選擇“脫水”功能的指令信號(hào)脫水桶高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)衣物脫水，排出水分03新知講解知識(shí)拓展智能控制階段：隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代洗衣機(jī)普遍采用單片機(jī)或DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）作為主控單元，實(shí)現(xiàn)了高度智能化的控制。

例如，模糊控制技術(shù)的應(yīng)用，洗衣機(jī)通過重量傳感器、水位傳感器和臟污程度傳感器等獲取衣物信息，主控芯片根據(jù)預(yù)設(shè)的模糊規(guī)則自動(dòng)調(diào)整洗滌時(shí)間、水位、轉(zhuǎn)速和洗滌劑用量。

部分高端機(jī)型還具備物聯(lián)網(wǎng)功能，可通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制洗衣機(jī)，實(shí)時(shí)查看洗滌進(jìn)度、下載新的洗滌程序，甚至根據(jù)衣物材質(zhì)和污漬類型自動(dòng)推薦最佳洗滌方案。03新知講解五、試一試洗衣機(jī)由很多個(gè)子系統(tǒng)組成，它們?cè)谶\(yùn)行時(shí)都會(huì)生成各種開關(guān)量指令。請(qǐng)和小伙伴一起，試著找一找各個(gè)子系統(tǒng)中哪些環(huán)節(jié)產(chǎn)生了開關(guān)量，并完成下表。子系統(tǒng)開關(guān)量舉例洗滌脫水系統(tǒng)波輪轉(zhuǎn)動(dòng)用1表示，波輪停止用0表示進(jìn)排水系統(tǒng)控制系統(tǒng)加熱系統(tǒng)（若有）啟動(dòng)按鍵按下（開機(jī)/選程序）用1表示，按鍵未按下用0表示；預(yù)約功能啟用（設(shè)定延遲洗衣）用1表示，預(yù)約關(guān)閉用0表示；加熱器工作（加熱水溫）用1表示，加熱器停止用0表示；超溫保護(hù)觸發(fā)（水溫過高切斷加熱）用1表示，保護(hù)未觸發(fā)用0表示進(jìn)水閥開啟（注水）用1表示，進(jìn)水閥關(guān)閉用0表示；排水閥打開（排水）用1表示，排水閥關(guān)閉用0表示；03新知講解議一議當(dāng)我們按下洗衣機(jī)的啟動(dòng)鍵，洗衣機(jī)就開始工作。用1表示“是”0表示“否”來描述輸入和輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成下表。輸入(按啟動(dòng)鍵)輸出(洗衣機(jī)啟動(dòng))1010洗衣機(jī)工作過程中還有哪些輸入和輸出狀態(tài)?03新知講解知識(shí)拓展能源回收技術(shù)：部分高端洗衣機(jī)在脫水制動(dòng)過程中，通過能量回饋電路將電機(jī)產(chǎn)生的電能回收到電源或儲(chǔ)能裝置中，用于下次洗滌的用電需求，進(jìn)一步提高能源利用率?？刂葡到y(tǒng)需要精確監(jiān)測(cè)電機(jī)狀態(tài)和能量回饋過程，確保安全和高效。03新知講解任務(wù)拓展給洗衣機(jī)加裝一個(gè)水位檢測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)水位超過標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定時(shí)，向進(jìn)排水系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)，停止進(jìn)水，并打開排水閥;當(dāng)水位低于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定時(shí)，關(guān)閉排水閥，并打開進(jìn)水閥。分析水位檢測(cè)系統(tǒng)在工作環(huán)節(jié)中采集或生成的數(shù)據(jù)，哪些是連續(xù)量哪些是開關(guān)量，并完成下表。工作環(huán)節(jié)水位檢測(cè)判斷水位是否超標(biāo)進(jìn)水閥開與關(guān)進(jìn)水排水閥開與關(guān)排水連續(xù)量開關(guān)量水位的具體數(shù)值超標(biāo)（1表示是，0表示否）開（1）/關(guān)（0）進(jìn)水量的實(shí)時(shí)累計(jì)值開（1）/關(guān)（0）排水量的實(shí)時(shí)累計(jì)值04課堂練習(xí)一、選擇題1.洗衣機(jī)脫水系統(tǒng)的工作過程中，“脫水桶高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)衣物脫水”屬于哪個(gè)環(huán)節(jié)？（

）A.輸入環(huán)節(jié)B.計(jì)算環(huán)節(jié)C.輸出環(huán)節(jié)D.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)節(jié)2.下列屬于洗衣機(jī)進(jìn)排水系統(tǒng)中開關(guān)量的是？（

）A.水位的具體數(shù)值B.進(jìn)水閥的開與關(guān)C.進(jìn)水量的實(shí)時(shí)累計(jì)值D.洗滌時(shí)間的設(shè)定值3.智能洗衣機(jī)中，通過重量傳感器、水位傳感器等獲取衣物信息，再由主控芯片自動(dòng)調(diào)整洗滌參數(shù)的技術(shù)是？（

）A.模糊控制技術(shù)B.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)C.區(qū)塊鏈技術(shù)D.云計(jì)算技術(shù)ACB04課堂練習(xí)二、判斷正誤，正確的畫

“√”,錯(cuò)誤的畫“X”1.波輪式洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)通過離合器實(shí)現(xiàn)洗滌和脫水功能的切換。（

）2.洗衣機(jī)的“預(yù)約功能啟用”屬于連續(xù)量數(shù)據(jù)。（

）3.滾筒式洗衣機(jī)使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)，通過單片機(jī)控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。（

）√××05拓展延伸洗衣機(jī)控制系統(tǒng)的技術(shù)演進(jìn)機(jī)械控制的原理與局限：早期洗衣機(jī)通過機(jī)械定時(shí)器（如發(fā)條驅(qū)動(dòng)）和凸輪結(jié)構(gòu)控制洗滌時(shí)間，機(jī)械觸點(diǎn)按預(yù)設(shè)順序接通電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)與排水閥動(dòng)作。智能控制的技術(shù)突破：現(xiàn)代洗衣機(jī)采用單片機(jī)/DSP作為主控單元，結(jié)合傳感器（重量、水位、臟污程度）實(shí)現(xiàn)模糊控制。05拓展延伸洗衣機(jī)子系統(tǒng)的協(xié)同工作機(jī)制進(jìn)排水系統(tǒng)的閉環(huán)控制：進(jìn)水閥接收主控板信號(hào)后開啟注水，水位傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水位（如電容式傳感器通過水位變化改變電容值），達(dá)到設(shè)定值后反饋至芯片關(guān)閉進(jìn)水閥。傳動(dòng)系統(tǒng)與電機(jī)控制：波輪式洗衣機(jī)通過皮帶輪連接電機(jī)與傳動(dòng)軸，電機(jī)正反轉(zhuǎn)帶動(dòng)波輪旋轉(zhuǎn)（順時(shí)針30秒+逆時(shí)針30秒交替）。05拓展延伸洗衣機(jī)節(jié)能技術(shù)的原理與應(yīng)用智能變頻技術(shù)的節(jié)能邏輯變頻電機(jī)可根據(jù)洗滌負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整轉(zhuǎn)速：洗滌初期：低速（200轉(zhuǎn)/分鐘）進(jìn)水與攪拌，均勻浸濕衣物；主洗階段：中速（400-600轉(zhuǎn)/分鐘）增強(qiáng)洗滌效果；脫水階段：高速（1000轉(zhuǎn)/分鐘以上）提高脫水效率，較定頻電機(jī)節(jié)能30%以上。05拓展延伸洗衣機(jī)控制系統(tǒng)中的傳感器應(yīng)用水位傳感器的工作原理：洗衣機(jī)常用電容式水位傳感器，由兩個(gè)金屬電極組成電容，當(dāng)水位上升時(shí)，水作為電介質(zhì)改變電容值，主控芯片通過檢測(cè)電容變化確定水位高度。重量傳感器的負(fù)載檢測(cè)：部分高端機(jī)型通過安裝在底部的壓力傳感器（如應(yīng)變片式）檢測(cè)衣物重量。當(dāng)放入衣物后，傳感器受壓產(chǎn)生形變，電阻值變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，芯片根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度計(jì)算負(fù)載重量（誤差

±0.5kg），自動(dòng)調(diào)整水位和洗滌時(shí)間。06課堂總結(jié)1引入新知內(nèi)容2了解洗衣機(jī)部分子系統(tǒng)的功能3找出各子系統(tǒng)中的開關(guān)量4完成課題練習(xí)5進(jìn)行相關(guān)知識(shí)拓展12345洗衣機(jī)系統(tǒng)探秘07板書設(shè)計(jì)洗衣機(jī)系統(tǒng)探秘1、進(jìn)行新知引入2、了解洗衣機(jī)部分子系統(tǒng)的功能3、找出各子系統(tǒng)中的開關(guān)量4、完成課堂練習(xí)5、進(jìn)行知識(shí)拓展課后作業(yè)。1、操作題08課后作業(yè)洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)中，單片機(jī)接收“洗滌”指令后，達(dá)到設(shè)定水位會(huì)啟動(dòng)______按預(yù)設(shè)程序執(zhí)行洗滌動(dòng)作。電機(jī)08課后作業(yè)2、操作題利用家中材料（如塑料瓶、金屬絲、小燈泡、