浙教版（2023）五下 第10課 計算機在控制系統(tǒng)中的作用 教案14

浙教版（2023）五下第10課計算機在控制系統(tǒng)中的作用教案14學校授課教師課時授課班級授課地點教具教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容為浙教版五年級下冊第10課《計算機在控制系統(tǒng)中的作用》，主要介紹計算機在控制系統(tǒng)的應用，包括計算機控制的基本原理、控制系統(tǒng)的組成以及計算機在生活中的實際應用案例。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學生在四年級下冊學習的《計算機的基礎知識》和《簡單的程序設計》有關(guān)聯(lián)，學生已經(jīng)了解了計算機的基本概念和簡單的編程方法。在此基礎上，本節(jié)課將引導學生學習計算機在控制系統(tǒng)中的應用，幫助學生更好地理解計算機的作用和實際應用價值。核心素養(yǎng)目標本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)學生的信息意識、計算思維和創(chuàng)新實踐能力。通過學習計算機在控制系統(tǒng)中的作用，學生將能夠理解信息技術(shù)的應用對日常生活的影響，提高對信息技術(shù)的敏感度和應用能力；培養(yǎng)利用計算機解決問題的思維，發(fā)展邏輯推理和算法設計能力；同時，通過探索計算機控制系統(tǒng)的實際案例，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，鼓勵他們將所學知識應用于實際問題的解決中，培養(yǎng)動手操作和問題解決的能力。學習者分析1.學生已經(jīng)掌握了計算機的基礎知識和簡單的程序設計，了解計算機的基本操作和簡單的編程邏輯，這為學習計算機在控制系統(tǒng)中的應用打下了基礎。

2.五年級的學生對新鮮事物充滿好奇心，對于計算機和控制系統(tǒng)這樣的技術(shù)話題，他們通常表現(xiàn)出較高的學習興趣。在能力上，學生具備一定的邏輯思維能力和問題解決能力，能夠通過小組合作和探究學習來加深理解。在學習風格上，他們更傾向于通過實踐操作和互動交流來學習新知識。

3.學生在學習本課時可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：理解計算機控制系統(tǒng)的復雜原理，將抽象的控制系統(tǒng)概念轉(zhuǎn)化為具體的實例，以及在實踐中操作計算機控制系統(tǒng)時可能會遇到的編程和技術(shù)問題。這些挑戰(zhàn)需要教師通過合適的教學策略和輔助工具來幫助學生克服。教學資源-軟件資源：計算機操作系統(tǒng)、編程軟件（如Scratch或Python）、控制系統(tǒng)模擬軟件

-硬件資源：計算機、投影儀、白板、控制系統(tǒng)模型套件

-課程平臺：校園教學管理系統(tǒng)

-信息化資源：教學PPT、網(wǎng)絡教學視頻、相關(guān)科普文章

-教學手段：小組討論、案例分析、實驗操作、互動問答教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預習任務：通過校園教學管理系統(tǒng)發(fā)布預習資料，包括本節(jié)課的教學PPT和相關(guān)的科普文章，明確要求學生預習計算機在控制系統(tǒng)中的基本原理和應用案例。

-設計預習問題：設計問題如“計算機控制系統(tǒng)是如何工作的？”和“你能想到哪些生活中的計算機控制系統(tǒng)？”等，引導學生思考。

-監(jiān)控預習進度：通過系統(tǒng)查看學生提交的預習筆記和問題，了解學生的預習情況。

學生活動：

-自主閱讀預習資料：學生按照要求閱讀資料，初步了解計算機在控制系統(tǒng)中的作用。

-思考預習問題：學生針對預習問題進行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預習成果：學生將預習筆記和問題通過教學管理系統(tǒng)提交給教師。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主探索，提高自學能力。

-信息技術(shù)手段：利用校園教學管理系統(tǒng)進行資源分享和進度監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學生提前了解計算機在控制系統(tǒng)中的作用，為課堂學習打下基礎。

-培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導入新課：通過展示計算機控制交通信號燈的案例，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識點：詳細講解計算機控制系統(tǒng)的組成、工作原理和實際應用。

-組織課堂活動：分組討論不同類型的計算機控制系統(tǒng)，如智能家居控制系統(tǒng)。

-解答疑問：對學生提出的問題進行解答，確保學生對知識點的理解。

學生活動：

-聽講并思考：學生認真聽講，對老師提出的問題進行思考。

-參與課堂活動：學生參與小組討論，分享對計算機控制系統(tǒng)的理解。

-提問與討論：學生提出自己的疑問，參與課堂討論。

教學方法/手段/資源：

-講授法：講解計算機控制系統(tǒng)的理論知識。

-實踐活動法：通過小組討論，讓學生在實際案例中應用所學知識。

-合作學習法：促進學生之間的交流與合作。

作用與目的：

-幫助學生深入理解計算機控制系統(tǒng)的知識，掌握相關(guān)技能。

-培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的內(nèi)容，布置相關(guān)的編程練習，如設計一個簡單的控制系統(tǒng)程序。

-提供拓展資源：提供相關(guān)的書籍和視頻資源，供學生深入學習。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋。

學生活動：

-完成作業(yè)：學生完成編程練習，加深對計算機控制系統(tǒng)的理解。

-拓展學習：學生利用拓展資源進行深入學習，拓寬知識面。

-反思總結(jié)：學生總結(jié)學習過程中的收獲和不足，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

-自主學習法：鼓勵學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

-反思總結(jié)法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思。

作用與目的：

-鞏固學生對計算機控制系統(tǒng)知識的掌握，提升技能應用能力。

-通過拓展學習，激發(fā)學生的興趣，拓寬知識視野。

-通過反思總結(jié)，幫助學生提升自我學習能力。拓展與延伸1.提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料：

-《計算機控制系統(tǒng)在現(xiàn)代生活中的應用》

-《智能控制系統(tǒng)的基礎理論與應用》

-《計算機編程與控制系統(tǒng)設計》

-《控制系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)》

-《從自動化到智能化：控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢》

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究：

在本節(jié)課的學習基礎上，以下是幾個課后自主學習和探究的建議：

（1）深入了解計算機控制系統(tǒng)的歷史和發(fā)展

-學生可以查閱相關(guān)的歷史資料，了解計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程，包括早期的計算機控制系統(tǒng)是如何工作的，以及它們是如何演變成今天我們所見的復雜系統(tǒng)的。

-探究計算機控制系統(tǒng)在不同行業(yè)中的應用，例如在工業(yè)自動化、醫(yī)療設備、航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展。

（2）探索控制系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)

-學生可以研究不同類型的傳感器，了解它們在控制系統(tǒng)中的作用，以及如何將傳感器的數(shù)據(jù)集成到計算機控制系統(tǒng)中。

-實際操作一些傳感器，例如溫度傳感器、光線傳感器等，并嘗試編寫程序來讀取和處理傳感器的數(shù)據(jù)。

（3）學習控制系統(tǒng)中的算法和編程

-學生可以學習一些基礎的控制系統(tǒng)算法，如PID控制算法，了解它們是如何幫助計算機控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定和精確的。

-編寫簡單的控制程序，模擬控制系統(tǒng)的運行，例如編寫一個簡單的溫度控制程序，控制一個虛擬的環(huán)境溫度。

（4）研究智能控制系統(tǒng)

-學生可以探究智能控制系統(tǒng)，如基于人工智能和機器學習的控制系統(tǒng)，了解它們?nèi)绾翁岣呖刂葡到y(tǒng)的效率和智能水平。

-分析智能控制系統(tǒng)在實際應用中的案例，例如自動駕駛汽車、智能家居系統(tǒng)等。

（5）設計并實施一個簡單的控制系統(tǒng)項目

-學生可以設計一個小型的控制系統(tǒng)項目，如一個自動澆水系統(tǒng)，通過實際操作來加深對控制系統(tǒng)工作原理的理解。

-在設計和實施過程中，學生需要考慮控制系統(tǒng)的各個組成部分，包括傳感器、執(zhí)行器、控制算法和用戶界面。

（6）參加相關(guān)的學術(shù)競賽或科技活動

-學生可以參加學?；虻貐^(qū)的科技競賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽，將所學知識應用于實際的項目中。

-參與科技俱樂部或社團的活動，與其他對計算機控制系統(tǒng)感興趣的同學交流和學習。教學反思這節(jié)課結(jié)束后，我感到非常欣慰，但也有些地方需要反思和改進。在引導學生學習計算機在控制系統(tǒng)中的作用時，我嘗試了多種教學方法，看到了學生的積極參與，同時也發(fā)現(xiàn)了教學中存在的一些問題。

首先，學生在預習階段的參與度讓我感到驚喜。他們提交的預習筆記和問題顯示出了對計算機控制系統(tǒng)的好奇心和初步理解。但我也注意到，部分學生在預習時對一些概念的理解還比較模糊，這可能是因為預習資料不夠深入或者缺乏實際案例的支撐。未來，我計劃提供更多直觀的案例和圖解，幫助學生更好地預習和理解。

在課堂講解環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)通過案例導入新課的方法非常有效，學生的興趣被迅速激發(fā)。然而，在講解知識點時，我意識到可能過于注重理論，而忽略了與學生的互動。我應該在講解時更多地提問，引導學生思考和參與，這樣可以幫助他們更深刻地理解和記憶知識點。

組織課堂活動時，我設計的小組討論環(huán)節(jié)取得了不錯的效果，學生們在討論中積極交流，分享了對計算機控制系統(tǒng)的不同看法。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些學生在這個環(huán)節(jié)中較為被動，沒有積極參與討論。這可能是因為他們對相關(guān)知識的掌握不夠自信，或者是性格上的內(nèi)向。為了解決這個問題，我計劃在未來的課程中更多地鼓勵這些學生參與，比如通過提前準備討論話題或者提供更多的小組支持。

解答疑問的過程中，我注意到有些學生提出的問題非常有深度，這表明他們在積極思考和學習。但同時，我也發(fā)現(xiàn)有些學生對于提問感到猶豫，可能是擔心提問不夠好或者擔心被同學笑話。為了鼓勵他們提問，我打算在課堂上營造更加輕松和包容的氛圍，讓學生知道每個問題都是寶貴的，都是學習過程中不可或缺的一環(huán)。

在課后拓展應用方面，我布置的編程作業(yè)讓學生有了實際操作的機會，但我也發(fā)現(xiàn)有些學生在完成作業(yè)時遇到了困難。這可能是因為他們在課堂上學到的知識還沒有完全吸收，或者是編程技能還不夠熟練。我計劃在課后提供更多的輔導資源，比如在線教程和視頻，幫助學生更好地完成作業(yè)。課后作業(yè)1.設計一個簡單的計算機控制系統(tǒng)模型，描述其工作原理，并畫出系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。

作業(yè)答案：一個簡單的計算機控制系統(tǒng)模型可以是自動調(diào)溫器控制的房間溫度。工作原理是：當房間溫度低于設定溫度時，調(diào)溫器啟動加熱設備，當溫度達到設定值時，調(diào)溫器關(guān)閉加熱設備。系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖包括溫度傳感器、調(diào)溫器、加熱設備以及連接這些組件的線路。

2.解釋計算機控制系統(tǒng)中的開環(huán)控制和閉環(huán)控制，并各舉一個實例。

作業(yè)答案：開環(huán)控制是指控制系統(tǒng)的輸出不會對系統(tǒng)的輸入產(chǎn)生影響，例如自動售貨機，投入硬幣后，機器自動給出商品，而不考慮商品是否正確。閉環(huán)控制是指系統(tǒng)的輸出會反饋給輸入端，影響系統(tǒng)的操作，例如家庭中的空調(diào)系統(tǒng)，當溫度達到設定值時，系統(tǒng)會自動關(guān)閉，當溫度下降后，系統(tǒng)又會自動開啟。

3.編寫一個簡單的計算機控制程序，實現(xiàn)一個燈的開關(guān)控制，要求使用延時。

作業(yè)答案：以下是一個簡單的Python程序，用于模擬燈的開關(guān)控制，使用了延時函數(shù)：

```python

importtime

defswitch_light(state):

ifstate:

print("燈開了")

else:

print("燈關(guān)了")

#初始狀態(tài)燈是關(guān)的

light_is_on=False

#打開燈

switch_light(light_is_on)

time.sleep(5)#延時5秒

#關(guān)閉燈

light_is_on=True

switch_light(light_is_on)

```

4.分析一個現(xiàn)實生活中的計算機控制系統(tǒng)，描述其組成部分及其功能。

作業(yè)答案：現(xiàn)實生活中的計算機控制系統(tǒng)例子是電梯控制系統(tǒng)。組成部分包括：

-傳感器：用于檢測樓層、電梯內(nèi)外按鈕、電梯門狀態(tài)等。

-控制器：根據(jù)傳感器提供的信息和預設的程序來控制電梯的運行。

-執(zhí)行器：包括電梯電機、門驅(qū)動機構(gòu)等，用于執(zhí)行控制器的指令。

-用戶界面：電梯內(nèi)的按鈕和顯示屏，用于用戶輸入和獲取信息。

5.設計一個計算機控制的小車模型，描述其控制目標和實現(xiàn)方法。

作業(yè)答案：計算機控制的小車模型控制目標是實現(xiàn)小車的直線行駛和轉(zhuǎn)向。實現(xiàn)方法如下：

-使用微控制器（如Arduino）作為控制核心。

-利用電機驅(qū)動模塊控制小車的電機，實現(xiàn)前進、后退和轉(zhuǎn)向。

-使用紅外傳感器或超聲波傳感器進行障礙物檢測，實現(xiàn)避障功能。

-編寫程序來處理傳感器的數(shù)據(jù)，并控制電機實現(xiàn)預期的行駛路徑。板