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

浙教版（2023）五下第10課計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用教案14學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容為浙教版五年級(jí)下冊(cè)第10課《計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用》，主要介紹計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)控制的基本原理、控制系統(tǒng)的組成以及計(jì)算機(jī)在生活中的實(shí)際應(yīng)用案例。

2.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與學(xué)生在四年級(jí)下冊(cè)學(xué)習(xí)的《計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)》和《簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)》有關(guān)聯(lián)，學(xué)生已經(jīng)了解了計(jì)算機(jī)的基本概念和簡(jiǎn)單的編程方法。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，幫助學(xué)生更好地理解計(jì)算機(jī)的作用和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)、計(jì)算思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力。通過學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用，學(xué)生將能夠理解信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)日常生活的影響，提高對(duì)信息技術(shù)的敏感度和應(yīng)用能力；培養(yǎng)利用計(jì)算機(jī)解決問題的思維，發(fā)展邏輯推理和算法設(shè)計(jì)能力；同時(shí)，通過探索計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際案例，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)他們將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決中，培養(yǎng)動(dòng)手操作和問題解決的能力。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)，了解計(jì)算機(jī)的基本操作和簡(jiǎn)單的編程邏輯，這為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

2.五年級(jí)的學(xué)生對(duì)新鮮事物充滿好奇心，對(duì)于計(jì)算機(jī)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(xué)習(xí)興趣。在能力上，學(xué)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(xué)習(xí)來加深理解。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，他們更傾向于通過實(shí)踐操作和互動(dòng)交流來學(xué)習(xí)新知識(shí)。

3.學(xué)生在學(xué)習(xí)本課時(shí)可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：理解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)雜原理，將抽象的控制系統(tǒng)概念轉(zhuǎn)化為具體的實(shí)例，以及在實(shí)踐中操作計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)可能會(huì)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(xué)策略和輔助工具來幫助學(xué)生克服。教學(xué)資源-軟件資源：計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)、投影儀、白板、控制系統(tǒng)模型套件

-課程平臺(tái)：校園教學(xué)管理系統(tǒng)

-信息化資源：教學(xué)PPT、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻、相關(guān)科普文章

-教學(xué)手段：小組討論、案例分析、實(shí)驗(yàn)操作、互動(dòng)問答教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

教師活動(dòng)：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過校園教學(xué)管理系統(tǒng)發(fā)布預(yù)習(xí)資料，包括本節(jié)課的教學(xué)PPT和相關(guān)的科普文章，明確要求學(xué)生預(yù)習(xí)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的基本原理和應(yīng)用案例。

-設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：設(shè)計(jì)問題如“計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是如何工作的？”和“你能想到哪些生活中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)？”等，引導(dǎo)學(xué)生思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過系統(tǒng)查看學(xué)生提交的預(yù)習(xí)筆記和問題，了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

學(xué)生活動(dòng)：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生按照要求閱讀資料，初步了解計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用。

-思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)預(yù)習(xí)問題進(jìn)行思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將預(yù)習(xí)筆記和問題通過教學(xué)管理系統(tǒng)提交給教師。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，提高自學(xué)能力。

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

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨(dú)立思考能力。

2.課中強(qiáng)化技能

教師活動(dòng)：

-導(dǎo)入新課：通過展示計(jì)算機(jī)控制交通信號(hào)燈的案例，引出本節(jié)課的主題。

-講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、工作原理和實(shí)際應(yīng)用。

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

-解答疑問：對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行解答，確保學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

學(xué)生活動(dòng)：

-聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，對(duì)老師提出的問題進(jìn)行思考。

-參與課堂活動(dòng)：學(xué)生參與小組討論，分享對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理解。

-提問與討論：學(xué)生提出自己的疑問，參與課堂討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：講解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理論知識(shí)。

-實(shí)踐活動(dòng)法：通過小組討論，讓學(xué)生在實(shí)際案例中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

-合作學(xué)習(xí)法：促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的知識(shí)，掌握相關(guān)技能。

-培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動(dòng)：

-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(xí)，如設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)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(xué)生深入學(xué)習(xí)。

-反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋。

學(xué)生活動(dòng)：

-完成作業(yè)：學(xué)生完成編程練習(xí)，加深對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的理解。

-拓展學(xué)習(xí)：學(xué)生利用拓展資源進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面。

-反思總結(jié)：學(xué)生總結(jié)學(xué)習(xí)過程中的收獲和不足，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)知識(shí)的掌握，提升技能應(yīng)用能力。

-通過拓展學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的興趣，拓寬知識(shí)視野。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生提升自我學(xué)習(xí)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在現(xiàn)代生活中的應(yīng)用》

-《智能控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用》

-《計(jì)算機(jī)編程與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

-《控制系統(tǒng)中的傳感器技術(shù)》

-《從自動(dòng)化到智能化：控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)》

2.鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行課后自主學(xué)習(xí)和探究：

在本節(jié)課的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，以下是幾個(gè)課后自主學(xué)習(xí)和探究的建議：

（1）深入了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的歷史和發(fā)展

-學(xué)生可以查閱相關(guān)的歷史資料，了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程，包括早期的計(jì)算機(jī)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(fù)雜系統(tǒng)的。

-探究計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在不同行業(yè)中的應(yīng)用，例如在工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)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(xué)生可以研究不同類型的傳感器，了解它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)中的作用，以及如何將傳感器的數(shù)據(jù)集成到計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中。

-實(shí)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(xué)習(xí)控制系統(tǒng)中的算法和編程

-學(xué)生可以學(xué)習(xí)一些基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)算法，如PID控制算法，了解它們是如何幫助計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定和精確的。

-編寫簡(jiǎn)單的控制程序，模擬控制系統(tǒng)的運(yùn)行，例如編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度控制程序，控制一個(gè)虛擬的環(huán)境溫度。

（4）研究智能控制系統(tǒng)

-學(xué)生可以探究智能控制系統(tǒng)，如基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)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(shí)際應(yīng)用中的案例，例如自動(dòng)駕駛汽車、智能家居系統(tǒng)等。

（5）設(shè)計(jì)并實(shí)施一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)項(xiàng)目

-學(xué)生可以設(shè)計(jì)一個(gè)小型的控制系統(tǒng)項(xiàng)目，如一個(gè)自動(dòng)澆水系統(tǒng)，通過實(shí)際操作來加深對(duì)控制系統(tǒng)工作原理的理解。

-在設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，學(xué)生需要考慮控制系統(tǒng)的各個(gè)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(xué)術(shù)競(jìng)賽或科技活動(dòng)

-學(xué)生可以參加學(xué)?；虻貐^(qū)的科技競(jìng)賽，如青少年科技創(chuàng)新大賽，將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的項(xiàng)目中。

-參與科技俱樂部或社團(tuán)的活動(dòng)，與其他對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)感興趣的同學(xué)交流和學(xué)習(xí)。教學(xué)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(jìn)。在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)在控制系統(tǒng)中的作用時(shí)，我嘗試了多種教學(xué)方法，看到了學(xué)生的積極參與，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了教學(xué)中存在的一些問題。

首先，學(xué)生在預(yù)習(xí)階段的參與度讓我感到驚喜。他們提交的預(yù)習(xí)筆記和問題顯示出了對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的好奇心和初步理解。但我也注意到，部分學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)對(duì)一些概念的理解還比較模糊，這可能是因?yàn)轭A(yù)習(xí)資料不夠深入或者缺乏實(shí)際案例的支撐。未來，我計(jì)劃提供更多直觀的案例和圖解，幫助學(xué)生更好地預(yù)習(xí)和理解。

在課堂講解環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)通過案例導(dǎo)入新課的方法非常有效，學(xué)生的興趣被迅速激發(fā)。然而，在講解知識(shí)點(diǎn)時(shí)，我意識(shí)到可能過于注重理論，而忽略了與學(xué)生的互動(dòng)。我應(yīng)該在講解時(shí)更多地提問，引導(dǎo)學(xué)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(shí)點(diǎn)。

組織課堂活動(dòng)時(shí)，我設(shè)計(jì)的小組討論環(huán)節(jié)取得了不錯(cuò)的效果，學(xué)生們?cè)谟懻撝蟹e極交流，分享了對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的不同看法。但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些學(xué)生在這個(gè)環(huán)節(jié)中較為被動(dòng)，沒有積極參與討論。這可能是因?yàn)樗麄儗?duì)相關(guān)知識(shí)的掌握不夠自信，或者是性格上的內(nèi)向。為了解決這個(gè)問題，我計(jì)劃在未來的課程中更多地鼓勵(lì)這些學(xué)生參與，比如通過提前準(zhǔn)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(xué)生提出的問題非常有深度，這表明他們?cè)诜e極思考和學(xué)習(xí)。但同時(shí)，我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生對(duì)于提問感到猶豫，可能是擔(dān)心提問不夠好或者擔(dān)心被同學(xué)笑話。為了鼓勵(lì)他們提問，我打算在課堂上營(yíng)造更加輕松和包容的氛圍，讓學(xué)生知道每個(gè)問題都是寶貴的，都是學(xué)習(xí)過程中不可或缺的一環(huán)。

在課后拓展應(yīng)用方面，我布置的編程作業(yè)讓學(xué)生有了實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，但我也發(fā)現(xiàn)有些學(xué)生在完成作業(yè)時(shí)遇到了困難。這可能是因?yàn)樗麄冊(cè)谡n堂上學(xué)到的知識(shí)還沒有完全吸收，或者是編程技能還不夠熟練。我計(jì)劃在課后提供更多的輔導(dǎo)資源，比如在線教程和視頻，幫助學(xué)生更好地完成作業(yè)。課后作業(yè)1.設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)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(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)模型可以是自動(dòng)調(diào)溫器控制的房間溫度。工作原理是：當(dāng)房間溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，調(diào)溫器啟動(dòng)加熱設(shè)備，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，調(diào)溫器關(guān)閉加熱設(shè)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(shè)備以及連接這些組件的線路。

2.解釋計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的開環(huán)控制和閉環(huán)控制，并各舉一個(gè)實(shí)例。

作業(yè)答案：開環(huán)控制是指控制系統(tǒng)的輸出不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的輸入產(chǎn)生影響，例如自動(dòng)售貨機(jī)，投入硬幣后，機(jī)器自動(dòng)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(huì)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(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，當(dāng)溫度下降后，系統(tǒng)又會(huì)自動(dòng)開啟。

3.編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)控制程序，實(shí)現(xiàn)一個(gè)燈的開關(guān)控制，要求使用延時(shí)。

作業(yè)答案：以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的Python程序，用于模擬燈的開關(guān)控制，使用了延時(shí)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(shí)5秒

#關(guān)閉燈

light_is_on=True

switch_light(light_is_on)

```

4.分析一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，描述其組成部分及其功能。

作業(yè)答案：現(xiàn)實(shí)生活中的計(jì)算機(jī)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(cè)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(yù)設(shè)的程序來控制電梯的運(yùn)行。

-執(zhí)行器：包括電梯電機(jī)、門驅(qū)動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制的小車模型，描述其控制目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方法。

作業(yè)答案：計(jì)算機(jī)控制的小車模型控制目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)小車的直線行駛和轉(zhuǎn)向。實(shí)現(xiàn)方法如下：

-使用微控制器（如Arduino）作為控制核心。

-利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制小車的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。

-使用紅外傳感器或超聲波傳感器進(jìn)行障礙物檢測(cè)，實(shí)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(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的行駛路徑。板