PAGEPAGE23PAGEPAGE23PAGEPAGE223.10探秘車位計(jì)數(shù)——控制系統(tǒng)的計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)一、課標(biāo)內(nèi)容通過分析典型應(yīng)用場(chǎng)景，了解計(jì)算機(jī)可用于實(shí)現(xiàn)過程與控制，能在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中通過編程等手段驗(yàn)證過程與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。二、學(xué)習(xí)內(nèi)容通過探索小區(qū)車輛管理中，車庫剩余車位數(shù)的計(jì)算過程，了解過程與控制系統(tǒng)一般都可以抽象為包含輸入、計(jì)算和輸出三個(gè)典型環(huán)節(jié)的系統(tǒng)。本課在前面兩課認(rèn)識(shí)過程與控制系統(tǒng)的輸入與輸出的基礎(chǔ)上，探索計(jì)算環(huán)節(jié)，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ痛罱ê陀?jì)算環(huán)節(jié)的算法分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到計(jì)算環(huán)節(jié)是控制的核心，也是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到過程與控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的基礎(chǔ)。三、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)六年級(jí)學(xué)生已有算法和圖形化編程知識(shí)的基礎(chǔ)，已了解過程與控制系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)可以是開關(guān)量也可以是連續(xù)量，但是對(duì)過程與控制系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算環(huán)節(jié)，如何根據(jù)輸入數(shù)據(jù)處理成輸出數(shù)據(jù)不太理解，這是認(rèn)知的“黑箱”。四、學(xué)習(xí)目標(biāo)與重難點(diǎn)1．學(xué)習(xí)目標(biāo)了解過程與控制系統(tǒng)的計(jì)算環(huán)節(jié)，能通過編程實(shí)現(xiàn)“計(jì)算”過程。項(xiàng)目目標(biāo)探秘車位計(jì)數(shù)器中的計(jì)算功能。2．學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）學(xué)習(xí)重點(diǎn)結(jié)合實(shí)例，了解過程與控制系統(tǒng)的計(jì)算環(huán)節(jié)。（2）學(xué)習(xí)難點(diǎn)理解計(jì)算環(huán)節(jié)起著將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成輸出數(shù)據(jù)的關(guān)鍵作用。五、環(huán)境與資源安裝mPython軟件的計(jì)算機(jī)、掌控板及數(shù)據(jù)線等。六、學(xué)習(xí)過程設(shè)計(jì)意圖師生討論：生活中的智能應(yīng)用觀看視頻，進(jìn)入項(xiàng)目情境。生活中的自動(dòng)控制視頻展示：小區(qū)停車場(chǎng)也更加智能，不僅能識(shí)別車牌，還能實(shí)時(shí)顯示車位。思考問題：車位計(jì)數(shù)功能是怎么實(shí)現(xiàn)的？展示生活中的自動(dòng)控制設(shè)備，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)的發(fā)展需求。介紹智慧停車系統(tǒng)，提出項(xiàng)目目標(biāo)：探索車位計(jì)數(shù)原理。感受自動(dòng)控制給生活帶來的便利，創(chuàng)設(shè)問題情境，引出項(xiàng)目探究目標(biāo)——聚焦過程與控制系統(tǒng)的計(jì)算環(huán)節(jié)?；顒?dòng)一：認(rèn)識(shí)設(shè)備組成觀察系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)設(shè)備智慧停車場(chǎng)的車位管理系統(tǒng)連一連打開“活動(dòng)一”文件，分別對(duì)應(yīng)車位計(jì)數(shù)器的“輸入”、“計(jì)算”、“輸出”模塊。說一說分享選擇的結(jié)果和理由。圖片展示智慧停車場(chǎng)的設(shè)計(jì)圖，介紹智慧停車場(chǎng)的組成設(shè)備。組織學(xué)生打開桌面上的“活動(dòng)一”結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)連一連，車位計(jì)數(shù)器的輸入、輸出、計(jì)算設(shè)備。介紹計(jì)算是控制系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)。直觀感知智慧停車場(chǎng)的設(shè)備和設(shè)施。用活動(dòng)的方式找到這些設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)哪些不同的控制功能。感知車位管理系統(tǒng)中輸入-計(jì)算-輸出的各個(gè)環(huán)節(jié)?；顒?dòng)二：分析計(jì)算環(huán)節(jié)演繹情景劇，模擬日常停車計(jì)數(shù)器的完整工作過程。師生合作：討論輸入與輸出經(jīng)過怎樣的計(jì)算，匯報(bào)填寫的流程圖結(jié)果。完成車輛出庫的流程圖?；顒?dòng)三：體驗(yàn)系統(tǒng)模塊觀看教師的演示了解開源硬件掌控板和mPython軟件。打開電腦中的mPython,找一找掌控板里哪些模塊可以實(shí)現(xiàn)車位計(jì)數(shù)的輸入和輸出。討論得出結(jié)論并匯報(bào)發(fā)現(xiàn)。活動(dòng)四：編寫程序，實(shí)現(xiàn)計(jì)算打開程序1，分別對(duì)應(yīng)程序的設(shè)置部分、計(jì)算部分、輸出部分。小組結(jié)合流程圖，分別補(bǔ)充完成車輛入庫時(shí)車位的計(jì)數(shù)程序和車輛出庫時(shí)車位的計(jì)數(shù)程序。運(yùn)行編寫好的程序，發(fā)現(xiàn)問題，修改程序。展示兩組程序，對(duì)比共同部分和不同的部分，討論：如何合并程序，實(shí)現(xiàn)車輛入庫和出庫時(shí)車位的計(jì)算。結(jié)合討論，合并程序，并運(yùn)行測(cè)試。引導(dǎo)學(xué)生分小組完成流程圖算法的補(bǔ)充填寫。展示小組填寫結(jié)果，共同討論車位數(shù)量的變化，引導(dǎo)學(xué)生完成車輛出庫的流程圖。引導(dǎo)：有了以上的基礎(chǔ)，讓我們一起來體驗(yàn)它。介紹掌控板，演示mPython軟件的打開和使用。引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)mPython的模擬功能，找一找車位計(jì)數(shù)系統(tǒng)的輸入設(shè)備與輸出設(shè)備可用哪些模塊實(shí)現(xiàn)布置學(xué)生打開mPython程序結(jié)合流程圖。補(bǔ)充車輛入庫時(shí)，車位計(jì)數(shù)的程序。教師展示學(xué)生程序，講解易出錯(cuò)的問題。（如按鍵曾經(jīng)按下，OLED顯示生效等）。布置學(xué)生對(duì)照修改程序，運(yùn)行、驗(yàn)證程序。分別展示車輛入庫時(shí)車位計(jì)數(shù)的程序、車位出庫時(shí)車位的計(jì)數(shù)程序，引導(dǎo)觀察程序中的共同部分。結(jié)合討論，布置學(xué)生合并程序。結(jié)合測(cè)試數(shù)據(jù)，演示車位計(jì)數(shù)系統(tǒng)，計(jì)算車位計(jì)算的結(jié)果。評(píng)價(jià)項(xiàng)目成果。組織小組用掌控板演示車位計(jì)數(shù)，測(cè)試系統(tǒng)。用多組不同數(shù)據(jù)幫助學(xué)生測(cè)試程序，發(fā)現(xiàn)程序問題?？偨Y(jié)收獲，說一說自己對(duì)“控制中計(jì)算”的認(rèn)識(shí)。說一說感