第06课 控制系统的输入 教学设计 浙教版信息科技五年级下册

第6课控制系统的输入教材分析：学生在上节课了解了控制系统的三个典型环节,本节课是在此基础上具体了解多种类型的输入。控制系统的输入与输出可以是连续量，也可以是开关量。一个大的系统可以分解为几个小的系统，一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。本课以输入环节为载体，综合讲解问题的分解、问题的抽象、数据的表现形式等知识。通过控制系统中各种各样输入的相关案例帮助学生建立“输入影响输出”的思想，进而认识到控制系统安全性的重要意义。本课借助学生生活中常见的控制系统，联系实际开展探索控制系统“输入”的体验，结合“建构”环节对控制系统的“输入”形式多样化的介绍，帮助学生初步形成“输入的形式可以是多样化的”观念。预设教学目标： 1. 通过生活中的实例分析，理解各种各样的输入。2. 通过分析控制系统的输入类型，了解不同输入对控制系统的影响。3. 通过观察、分析控制系统的运作，感受自主可控技术的重要意义。预设教学重点： 分析控制系统的输入类型，了解不同输入对控制系统的影响。预设教学难点：了解不同输入对控制系统的影响。预设教学课时：1课时预设教学准备：学习任务单、极域电子教室、教学课件等预设教学过程：一、温故知新1.上一节课我们学习了控制系统的三个环节，先来复习一下吧。请登录“学科学习平台”，完成课堂测评。学生练习，反馈交流。二、导入课题1. 通过上一节课的学习，我们了解了控制系统的三个环节分别是输入、计算和输出， 照明系统、指纹门锁、智能音箱等在日常生活中经常会遇到，他们也是小型的控制系统，那么这些控制系统的运行过程是怎样的呢？谁来说一说。接通电源，打开电灯开关，电灯就会亮起；当指纹门锁检测到正确的指纹，门就会被打开；听到语音指令，智能音箱就能按照指令执行相应的操作；2.揭题：这些过程中都包含了输入，本课我们就一起来探究控制系统的输入。出示课题：控制系统的输入。三、新知建构【各种各样的输入】1. 接通电源，打开电灯开关，电灯就会亮起；那这个电灯的输入是什么？（开关）是的，按下开关，电路闭合，电灯亮起。开关就是它的输入。2. 当指纹门锁检测到正确的指纹，门就会被打开；指纹门锁的输入是什么呢？（指纹）3. 听到语音指令，智能音箱就能按照指令执行操作；智能音箱的输入是什么？（语音指令）4.控制系统中输入的形式是多种多样的。任务一：电灯控制系统的输入数据请打开桌面上的“电灯控制系统”，根据使用说明，尝试点亮不同的灯，找出它们的输入数据。学生练习，反馈交流。顶灯的输入是开关，台灯的输入是距离信号，但是顶灯的开关也会影响到台灯的光线，所以什么信号也会是台灯的输入数据？（光线）你还知道哪些信号也能控制灯的开关？（声控灯）那就是声音信号。小结：电灯控制系统就有不同的输入，比如声音、亮度、开合信号等，其他控制系统也是如此，控制系统的输入可以有不同的形式，开合信号、声音信号、温度信号等，还有可能是系统内部模块中输出的数据。这些输入环节所涉及的装置，可以是传感器、也可以是接点闭合装置，也可以是小控制模块。5. 你知道以下生活中常见控制系统的输入是什么吗？它们的输入有什么区别？一些日常生活中随处可见的控制系统，比如电热水壶烧水系统，当按下开关键，电热水壶开始烧水；这个控制系统的输入是什么？（按键状态）水龙头控制系统，打开阀门，水龙头就能放出水来；它的输入？（阀门开合信号）烟雾浓度报警系统，当烟雾浓度达到一定的值，烟雾报警器响起；它的输入？（烟雾浓度）感应烘干机系统，当感应到手的存在，烘干机开启，进行烘干。它的输入？（红外感应信号）那么这四个不同的控制系统的输入数据类型哪些是相同的，哪些是不同的？输入数据可以是多种多样的，有的输入是人为设置的数据，有的输入是控制系统感应获取或系统计算的结果数据。请你想一想，它们分别属于哪一类？是的前两者是是人为设置的数据，后两者是控制系统通过传感器等感应或计算的结果数据。6.对于控制系统的输入数据你了解了吗？我们来完成一个小练习。任务二：控制系统的输入数据请结合生活实际，找出下列控制系统中的输入数据，填入表格中，并想一想这种输入数据是人为设置的数据来时系统感应或计算的呢？在内打钩。学生练习，反馈交流。【控制系统中的输入类型分析】1.了解了各种各样的输入后，我们来选取两个控制系统进行一个案例分析，看看这两个系统的输入环节是什么。 案例分析之烤箱控制系统 2.分析输入类型也有不同的方法，第一种方法就是通过观察控制系统的工作流程来分析该系统中的输入环节。谁来说一说，烤箱控制系统的工作流程？（学生回答）烤箱控制系统的输入是什么呢？是的，用户会设置好加热的时间以及加热的温度，这个就是烤箱控制系统的是输入，烤箱控制系统接收到输入的指令后，通过系统的计算和处理，对食物进行加热，加热的温度有没有要求？（按照设定温度进行加热）烤箱控制系统中，输入有温度，输出也有温度，这两个温度之间存在怎样的关系呢？输出的温度是根据输入的温度进行的，所以我们可以这样说，有些控制系统的输入就是系统计算输出的结果。举例【红绿灯控制系统】红绿灯控制系统的输入数据是什么呢？（设定的红绿灯亮灭时序）输出也是按照设定的时序进行输出，所以，这个控制系统的输入也是系统计算输出的结果。 案例分析之人脸识别进站闸机控制系统 3.刚才我们通过观察控制系统的工作流程来分析输入环节，也感受到了有些控制系统的输入就是系统计算输出的结果。接下来我们来分析一下人脸识别进站闸机控制系统，先来看看这个系统的具体操作。播放视频。通过观看视频，你发现开闸需要哪些条件？（人脸识别、身份验证）是的，像这样比较复杂的系统，我们可以通过把系统分解为几个小的系统来逐个模拟、仿真，从而找到该系统的输入类型。车站人脸识别进站系统就可以分解成人脸识别系统和身份验证两个子系统来分析。那么人脸识别系统输入的数据是什么呢？（人脸信息）身份验证系统输入的数据又是什么呢？（身份信息）想一想：如果人脸或身份信息不匹配会怎么样？（闸机不会开门）这说明什么？我们这样说：有的控制系统的输入是动态的，可以相互转换、相互影响。四、课堂小结同学们，今天我们一起探究了控制系统的输入环节，通过今天的学习，我们了解了控制系统的输入有各种各样不同的形式，比如：开合信号、声音信号、温度信号等。通过不同控制系统的对比，我们发现了有的输入是人为设置的数据，有的输入是控制系统感应获取或系统计算的结果数据。通过分析烤箱控制系统和人脸识别进站闸机控制系统，我们还了解了可以采用不同的方法来分析系统的输入环节，可以通过观察控制系统的工作流程来分析，也可以将把系统分解为几个子系统来逐个模拟、仿真，从而找到这个控制系统的输入类型。五、学以致用自动门是生活中常见的控制系统。当人靠近自动门，门会自动打开；当人离开后，门会自动关闭。自动门的输入有哪些不同形式。（提示：自动门可以分解为哪两个状态？每个工作状态下的输入信号分别是什么？）学生练习，反馈交流。