任務(wù)一探究控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)小學(xué)信息技術(shù)（信息科技）六年級(jí)上冊(cè)桂科版（信息科技）課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、課程基本信息1.課程名稱：任務(wù)一探究控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：六年級(jí)（1）班

3.授課時(shí)間：2023年10月25日星期三上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生信息意識(shí)，讓學(xué)生通過探究控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)，理解信息技術(shù)的應(yīng)用原理，提升問題解決能力。增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，通過設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和實(shí)踐能力。同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，在小組活動(dòng)中學(xué)會(huì)溝通協(xié)作，共同完成任務(wù)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

-重點(diǎn)一：理解控制系統(tǒng)的基本組成。通過實(shí)際操作，學(xué)生需掌握傳感器、控制器、執(zhí)行器和反饋環(huán)節(jié)的基本功能和相互關(guān)系。

-重點(diǎn)二：學(xué)習(xí)編寫簡(jiǎn)單的控制程序。學(xué)生需要了解基本的編程邏輯，能夠根據(jù)控制系統(tǒng)的需求編寫程序，實(shí)現(xiàn)特定功能。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

-難點(diǎn)一：傳感器原理的掌握。學(xué)生需要理解不同類型傳感器的工作原理，如溫度傳感器、光傳感器等，并能將其應(yīng)用于實(shí)際控制系統(tǒng)中。

-難點(diǎn)二：控制程序的調(diào)試。學(xué)生在編寫程序時(shí)可能會(huì)遇到邏輯錯(cuò)誤或傳感器響應(yīng)不準(zhǔn)確的問題，需要學(xué)會(huì)調(diào)試和優(yōu)化程序。

-難點(diǎn)三：系統(tǒng)故障排查。當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，學(xué)生需要能夠識(shí)別故障點(diǎn)，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)。

-難點(diǎn)四：團(tuán)隊(duì)合作與溝通。在小組活動(dòng)中，學(xué)生需要學(xué)會(huì)有效溝通，分工合作，共同解決問題。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備1.教材：分發(fā)六年級(jí)上冊(cè)桂科版《信息科技》教材，確保每位學(xué)生人手一冊(cè)。

2.輔助材料：準(zhǔn)備與控制系統(tǒng)相關(guān)的圖片、圖表和視頻，以多媒體形式展示傳感器和執(zhí)行器的應(yīng)用實(shí)例。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備溫度傳感器、光傳感器、控制板、執(zhí)行器（如電機(jī)、繼電器）等實(shí)驗(yàn)器材，并確保其安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)，方便學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和討論。五、教學(xué)過程1.導(dǎo)入（約5分鐘）

-激發(fā)興趣：通過展示智能家居系統(tǒng)的視頻，詢問學(xué)生對(duì)于家庭自動(dòng)化系統(tǒng)的看法，激發(fā)學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的興趣。

-回顧舊知：簡(jiǎn)要回顧學(xué)生在上一節(jié)課中學(xué)到的計(jì)算機(jī)硬件和軟件基礎(chǔ)知識(shí)，為今天的學(xué)習(xí)做好鋪墊。

2.新課呈現(xiàn)（約25分鐘）

-講解新知：介紹控制系統(tǒng)的基本概念，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器和反饋環(huán)節(jié)。通過圖示和實(shí)例，幫助學(xué)生理解每個(gè)環(huán)節(jié)的作用。

-舉例說明：展示一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)案例，如自動(dòng)灑水系統(tǒng)，解釋傳感器如何感知環(huán)境變化，控制器如何做出決策，執(zhí)行器如何執(zhí)行動(dòng)作。

-互動(dòng)探究：提出問題，讓學(xué)生討論控制系統(tǒng)可能遇到的問題和解決方案。引導(dǎo)他們思考如何設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。

3.實(shí)驗(yàn)操作（約15分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用預(yù)先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材構(gòu)建一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，如使用光傳感器控制燈光的開關(guān)。

-教師指導(dǎo)：教師在實(shí)驗(yàn)過程中巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決操作中遇到的問題，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行。

4.程序設(shè)計(jì)（約20分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生開始編寫控制程序的初步代碼，學(xué)習(xí)如何使用編程語(yǔ)言控制執(zhí)行器。

-教師指導(dǎo)：教授編程的基本語(yǔ)法，如條件語(yǔ)句和循環(huán)語(yǔ)句，以及如何將傳感器數(shù)據(jù)用于控制決策。

5.交流分享（約10分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：各小組展示自己的實(shí)驗(yàn)成果和程序設(shè)計(jì)，分享在實(shí)驗(yàn)和程序編寫過程中遇到的挑戰(zhàn)和解決方案。

-教師點(diǎn)評(píng)：教師對(duì)各小組的展示進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

6.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立完成一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以是溫度控制、光線控制等。

-教師指導(dǎo)：教師在學(xué)生完成設(shè)計(jì)后，提供反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)和優(yōu)化他們的設(shè)計(jì)。

7.總結(jié)提升（約5分鐘）

-教師總結(jié)：回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)的基本原理和編程技巧。

-布置作業(yè)：布置相關(guān)的練習(xí)題，讓學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，并預(yù)習(xí)下一節(jié)課的內(nèi)容。

教學(xué)過程結(jié)束。六、拓展與延伸六、拓展與延伸

1.拓展閱讀材料：

-《自動(dòng)化控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用》：介紹自動(dòng)化控制系統(tǒng)的基本原理，包括PID控制、模糊控制等先進(jìn)控制算法，以及其在工業(yè)和日常生活中的應(yīng)用。

-《編程入門指南》：提供基礎(chǔ)的編程知識(shí)，包括Python、C++等編程語(yǔ)言的基本語(yǔ)法，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)如何編寫簡(jiǎn)單的控制程序。

-《傳感器技術(shù)基礎(chǔ)》：詳細(xì)講解各類傳感器的工作原理、特性及應(yīng)用，有助于學(xué)生深入了解傳感技術(shù)在控制系統(tǒng)中的作用。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-學(xué)生可以嘗試使用編程軟件，如Scratch或ArduinoIDE，創(chuàng)建自己的控制項(xiàng)目，如智能植物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、家庭安全系統(tǒng)等。

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀《自動(dòng)化控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用》中的相關(guān)章節(jié)，了解控制系統(tǒng)的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)。

-學(xué)生可以探索不同類型的傳感器，如紅外傳感器、超聲波傳感器等，學(xué)習(xí)如何將它們應(yīng)用于實(shí)際控制系統(tǒng)中。

-通過《編程入門指南》的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以嘗試編寫更復(fù)雜的控制程序，如實(shí)現(xiàn)多傳感器數(shù)據(jù)融合，提高控制系統(tǒng)的智能水平。

-學(xué)生可以組織小組討論，分享他們?cè)趯W(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中的發(fā)現(xiàn)和挑戰(zhàn)，通過團(tuán)隊(duì)合作提高解決問題的能力。

-建議學(xué)生關(guān)注與控制系統(tǒng)相關(guān)的科技新聞，了解最新的研究成果和技術(shù)創(chuàng)新，拓寬視野。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系①控制系統(tǒng)的基本組成

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：傳感器、控制器、執(zhí)行器、反饋環(huán)節(jié)

-關(guān)鍵詞：感知、決策、執(zhí)行、監(jiān)控

-關(guān)鍵句：控制系統(tǒng)通過傳感器感知環(huán)境變化，控制器做出決策，執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作，反饋環(huán)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。

②控制系統(tǒng)的原理

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：閉環(huán)控制系統(tǒng)、開環(huán)控制系統(tǒng)

-關(guān)鍵詞：閉環(huán)、開環(huán)、穩(wěn)定、響應(yīng)

-關(guān)鍵句：閉環(huán)控制系統(tǒng)通過反饋調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)輸出穩(wěn)定在設(shè)定值，而開環(huán)控制系統(tǒng)沒有反饋，容易受到干擾。

③控制程序的設(shè)計(jì)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：編程邏輯、條件語(yǔ)句、循環(huán)語(yǔ)句

-關(guān)鍵詞：編程、邏輯、條件、循環(huán)

-關(guān)鍵句：控制程序通過編程實(shí)現(xiàn)，使用條件語(yǔ)句進(jìn)行決策，循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)重復(fù)動(dòng)作，確保系統(tǒng)按照預(yù)定邏輯運(yùn)行。

④實(shí)驗(yàn)操作與調(diào)試

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)步驟、故障排查、程序優(yōu)化

-關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)、步驟、排查、優(yōu)化

-關(guān)鍵句：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，遵循步驟操作，遇到故障及時(shí)排查，優(yōu)化程序以提高控制效果。

⑤小組合作與交流

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通技巧、問題解決

-關(guān)鍵詞：協(xié)作、溝通、問題、解決

-關(guān)鍵句：在小組活動(dòng)中，通過有效溝通和團(tuán)隊(duì)合作，共同解決問題，提高實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目成功率。八、課后作業(yè)1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度控制系統(tǒng)，使用溫度傳感器和執(zhí)行器（如加熱器），編寫控制程序，使房間溫度保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。

答案：設(shè)計(jì)步驟包括：

-選擇合適的溫度傳感器和加熱器。

-編寫程序，讀取溫度傳感器的數(shù)據(jù)。

-根據(jù)設(shè)定的溫度范圍，控制加熱器的開關(guān)。

-定期檢查反饋數(shù)據(jù)，調(diào)整加熱器的開關(guān)以維持設(shè)定溫度。

2.假設(shè)你正在設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)照明系統(tǒng)，使用光傳感器控制燈光的開關(guān)。請(qǐng)描述你的設(shè)計(jì)思路，并編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的程序草圖。

答案：設(shè)計(jì)思路包括：

-選擇光傳感器和適合的燈光設(shè)備。

-設(shè)定光線強(qiáng)度閾值，當(dāng)光線低于閾值時(shí)燈光開啟。

-編寫程序，讀取光傳感器的數(shù)據(jù)。

-根據(jù)光線強(qiáng)度，控制燈光的開關(guān)。

3.分析以下控制程序代碼片段，指出其邏輯錯(cuò)誤，并提出修改建議。

程序片段：```python

if溫度>25:

加熱器=開啟

else:

加熱器=關(guān)閉

```

答案：邏輯錯(cuò)誤在于溫度閾值設(shè)置不合理，可能無(wú)法在寒冷天氣下工作。修改建議：

-設(shè)置更合理的溫度閾值，例如：```python

if溫度<20:

加熱器=開啟

else:

加熱器=關(guān)閉

```

4.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的灌溉系統(tǒng)，使用濕度傳感器和電磁閥控制水源。編寫程序，當(dāng)土壤濕度低于設(shè)定閾值時(shí)自動(dòng)灌溉。

答案：設(shè)計(jì)步驟包括：

-選擇濕度傳感器和電磁閥。

-編寫程序，讀取濕度傳感器的數(shù)據(jù)。

-設(shè)定土壤濕度閾值。

-當(dāng)土壤濕度低于閾值時(shí)，通過電磁閥打開水源進(jìn)行灌溉。

5.假設(shè)你正在設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)能控制系統(tǒng)，要求在非工作時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉不必要設(shè)備。請(qǐng)編寫一個(gè)控制邏輯，實(shí)現(xiàn)這一功能。

答案：控制邏輯包括：

-使用時(shí)間傳感器檢測(cè)當(dāng)前時(shí)間。

-設(shè)定工作時(shí)間范圍。

-在非工作時(shí)間范圍內(nèi)，自動(dòng)關(guān)閉所有非必要設(shè)備。

-在工作時(shí)間范圍外，恢復(fù)設(shè)備的正常工作狀態(tài)。教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學(xué)生在課堂上的參與度較高，能夠積極回答問題，對(duì)控制系統(tǒng)的基本概念有較好的理解。

-在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠按照步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)出良好的動(dòng)手能力。

-學(xué)生在編寫控制程序時(shí)，能夠根據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行基本的編程操作。

2.小組討論成果展示：

-小組討論過程中，學(xué)生能夠積極參與，提出自己的觀點(diǎn)和想法。

-小組成員之間能夠有效溝通，共同解決問題，體現(xiàn)了良好的團(tuán)隊(duì)合作精神。

-各小組展示的實(shí)驗(yàn)成果和程序設(shè)計(jì)，展示了學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的深入理解和應(yīng)用能力。

3.隨堂測(cè)試：

-通過隨堂測(cè)試，了解學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的基本概念和編程技巧的掌握程度。

-測(cè)試內(nèi)容包括傳感器的類型和作用、控制程序的編寫、故障排查等。

-學(xué)生在測(cè)試中表現(xiàn)出較好的成績(jī)，能夠正確回答問題，顯示出對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。

4.學(xué)生自評(píng)與互評(píng)：

-學(xué)生在課后填寫自評(píng)表，反思自己在課堂上的表現(xiàn)，包括參與度、實(shí)驗(yàn)操作、編程能力等方面。

-學(xué)生之間進(jìn)行互評(píng)，互相指出優(yōu)點(diǎn)和不足，提出改進(jìn)建議。

-通過自評(píng)和互評(píng)，學(xué)生能夠更加客觀地認(rèn)識(shí)自己的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)自我提升。

5.教師評(píng)價(jià)與反饋：

-針對(duì)課堂表現(xiàn)，教師對(duì)學(xué)生積極參與、主動(dòng)提問給予肯定，并指出需要進(jìn)