任務(wù)一探究控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)教學(xué)設(shè)計小學(xué)信息技術(shù)（信息科技）六年級上冊桂科版（信息科技）課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、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)年級和班級：六年級（1）班

3.授課時間：2023年10月25日星期三上午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時二、核心素養(yǎng)目標培養(yǎng)學(xué)生信息意識，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。增強學(xué)生的創(chuàng)新思維，通過設(shè)計簡單的控制系統(tǒng)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和實踐能力。同時，培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神，在小組活動中學(xué)會溝通協(xié)作，共同完成任務(wù)。三、教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點：

-重點一：理解控制系統(tǒng)的基本組成。通過實際操作，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。

-重點二：學(xué)習(xí)編寫簡單的控制程序。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，實現(xiàn)特定功能。

2.教學(xué)難點：

-難點一：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)用于實際控制系統(tǒng)中。

-難點二：控制程序的調(diào)試。學(xué)生在編寫程序時可能會遇到邏輯錯誤或傳感器響應(yīng)不準確的問題，需要學(xué)會調(diào)試和優(yōu)化程序。

-難點三：系統(tǒng)故障排查。當控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，學(xué)生需要能夠識別故障點，并采取相應(yīng)的措施進行修復(fù)。

-難點四：團隊合作與溝通。在小組活動中，學(xué)生需要學(xué)會有效溝通，分工合作，共同解決問題。四、教學(xué)資源準備1.教材：分發(fā)六年級上冊桂科版《信息科技》教材，確保每位學(xué)生人手一冊。

2.輔助材料：準備與控制系統(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)用實例。

3.實驗器材：準備溫度傳感器、光傳感器、控制板、執(zhí)行器（如電機、繼電器）等實驗器材，并確保其安全性。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，布置實驗操作臺，方便學(xué)生分組實驗和討論。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)生對于家庭自動化系統(tǒng)的看法，激發(fā)學(xué)生對控制系統(tǒng)的興趣。

-回顧舊知：簡要回顧學(xué)生在上一節(jié)課中學(xué)到的計算機硬件和軟件基礎(chǔ)知識，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)。通過圖示和實例，幫助學(xué)生理解每個環(huán)節(jié)的作用。

-舉例說明：展示一個簡單的控制系統(tǒng)案例，如自動灑水系統(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)行動作。

-互動探究：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)計一個簡單的控制系統(tǒng)。

3.實驗操作（約15分鐘）

-學(xué)生活動：學(xué)生分組進行實驗，使用預(yù)先準備好的實驗器材構(gòu)建一個簡單的控制系統(tǒng)，如使用光傳感器控制燈光的開關(guān)。

-教師指導(dǎo)：教師在實驗過程中巡回指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決操作中遇到的問題，確保實驗順利進行。

4.程序設(shè)計（約20分鐘）

-學(xué)生活動：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)如何使用編程語言控制執(zhí)行器。

-教師指導(dǎo)：教授編程的基本語法，如條件語句和循環(huán)語句，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：各小組展示自己的實驗成果和程序設(shè)計，分享在實驗和程序編寫過程中遇到的挑戰(zhàn)和解決方案。

-教師點評：教師對各小組的展示進行點評，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作。

6.鞏固練習(xí)（約15分鐘）

-學(xué)生活動：學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識，獨立完成一個簡單的控制系統(tǒng)設(shè)計，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)計后，提供反饋，幫助學(xué)生改進和優(yōu)化他們的設(shè)計。

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，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：

-《自動化控制系統(tǒng)原理與應(yīng)用》：介紹自動化控制系統(tǒng)的基本原理，包括PID控制、模糊控制等先進控制算法，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，包括Python、C++等編程語言的基本語法，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)如何編寫簡單的控制程序。

-《傳感器技術(shù)基礎(chǔ)》：詳細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)建自己的控制項目，如智能植物監(jiān)測系統(tǒng)、家庭安全系統(tǒng)等。

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

-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，分享他們在學(xué)習(xí)和實驗中的發(fā)現(xiàn)和挑戰(zhàn)，通過團隊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

-重點知識點：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

-重點知識點：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

-重點知識點：編程邏輯、條件語句、循環(huán)語句

-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現(xiàn)，使用條件語句進行決策，循環(huán)語句實現(xiàn)重復(fù)動作，確保系統(tǒng)按照預(yù)定邏輯運行。

④實驗操作與調(diào)試

-重點知識點：實驗步驟、故障排查、程序優(yōu)化

-關(guān)鍵詞：實驗、步驟、排查、優(yōu)化

-關(guān)鍵句：進行實驗時，遵循步驟操作，遇到故障及時排查，優(yōu)化程序以提高控制效果。

⑤小組合作與交流

-重點知識點：團隊協(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：在小組活動中，通過有效溝通和團隊合作，共同解決問題，提高實驗和項目成功率。八、課后作業(yè)1.設(shè)計一個簡單的溫度控制系統(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)計一個自動照明系統(tǒng)，使用光傳感器控制燈光的開關(guān)。請描述你的設(shè)計思路，并編寫一個簡單的程序草圖。

答案：設(shè)計思路包括：

-選擇光傳感器和適合的燈光設(shè)備。

-設(shè)定光線強度閾值，當光線低于閾值時燈光開啟。

-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：邏輯錯誤在于溫度閾值設(shè)置不合理，可能無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)計一個簡單的灌溉系統(tǒng)，使用濕度傳感器和電磁閥控制水源。編寫程序，當土壤濕度低于設(shè)定閾值時自動灌溉。

答案：設(shè)計步驟包括：

-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。

-當土壤濕度低于閾值時，通過電磁閥打開水源進行灌溉。

5.假設(shè)你正在設(shè)計一個節(jié)能控制系統(tǒng)，要求在非工作時間自動關(guān)閉不必要設(shè)備。請編寫一個控制邏輯，實現(xiàn)這一功能。

答案：控制邏輯包括：

-使用時間傳感器檢測當前時間。

-設(shè)定工作時間范圍。

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

-在工作時間范圍外，恢復(fù)設(shè)備的正常工作狀態(tài)。教學(xué)評價與反饋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，對控制系統(tǒng)的基本概念有較好的理解。

-在實驗操作環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠按照步驟進行實驗，表現(xiàn)出良好的動手能力。

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

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)了良好的團隊合作精神。

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

3.隨堂測試：

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

-測試內(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)生在測試中表現(xiàn)出較好的成績，能夠正確回答問題，顯示出對知識的理解和應(yīng)用能力。

4.學(xué)生自評與互評：

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

-學(xué)生之間進行互評，互相指出優(yōu)點和不足，提出改進建議。

-通過自評和互評，學(xué)生能夠更加客觀地認識自己的學(xué)習(xí)情況，促進自我提升。

5.教師評價與反饋：

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