浙教版（2023）五下 第10课 计算机在控制系统中的作用 教案14

浙教版（2023）五下第10课计算机在控制系统中的作用教案14学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容分析1.本节课的主要教学内容为浙教版五年级下册第10课《计算机在控制系统中的作用》，主要介绍计算机在控制系统的应用，包括计算机控制的基本原理、控制系统的组成以及计算机在生活中的实际应用案例。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课内容与学生在四年级下册学习的《计算机的基础知识》和《简单的程序设计》有关联，学生已经了解了计算机的基本概念和简单的编程方法。在此基础上，本节课将引导学生学习计算机在控制系统中的应用，帮助学生更好地理解计算机的作用和实际应用价值。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生的信息意识、计算思维和创新实践能力。通过学习计算机在控制系统中的作用，学生将能够理解信息技术的应用对日常生活的影响，提高对信息技术的敏感度和应用能力；培养利用计算机解决问题的思维，发展逻辑推理和算法设计能力；同时，通过探索计算机控制系统的实际案例，激发学生的创新意识，鼓励他们将所学知识应用于实际问题的解决中，培养动手操作和问题解决的能力。学习者分析1.学生已经掌握了计算机的基础知识和简单的程序设计，了解计算机的基本操作和简单的编程逻辑，这为学习计算机在控制系统中的应用打下了基础。

2.五年级的学生对新鲜事物充满好奇心，对于计算机和控制系统这样的技术话题，他们通常表现出较高的学习兴趣。在能力上，学生具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力，能够通过小组合作和探究学习来加深理解。在学习风格上，他们更倾向于通过实践操作和互动交流来学习新知识。

3.学生在学习本课时可能遇到的困难和挑战包括：理解计算机控制系统的复杂原理，将抽象的控制系统概念转化为具体的实例，以及在实践中操作计算机控制系统时可能会遇到的编程和技术问题。这些挑战需要教师通过合适的教学策略和辅助工具来帮助学生克服。教学资源-软件资源：计算机操作系统、编程软件（如Scratch或Python）、控制系统模拟软件

-硬件资源：计算机、投影仪、白板、控制系统模型套件

-课程平台：校园教学管理系统

-信息化资源：教学PPT、网络教学视频、相关科普文章

-教学手段：小组讨论、案例分析、实验操作、互动问答教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过校园教学管理系统发布预习资料，包括本节课的教学PPT和相关的科普文章，明确要求学生预习计算机在控制系统中的基本原理和应用案例。

-设计预习问题：设计问题如“计算机控制系统是如何工作的？”和“你能想到哪些生活中的计算机控制系统？”等，引导学生思考。

-监控预习进度：通过系统查看学生提交的预习笔记和问题，了解学生的预习情况。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照要求阅读资料，初步了解计算机在控制系统中的作用。

-思考预习问题：学生针对预习问题进行思考，记录自己的理解和疑问。

-提交预习成果：学生将预习笔记和问题通过教学管理系统提交给教师。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主探索，提高自学能力。

-信息技术手段：利用校园教学管理系统进行资源分享和进度监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解计算机在控制系统中的作用，为课堂学习打下基础。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示计算机控制交通信号灯的案例，引出本节课的主题。

-讲解知识点：详细讲解计算机控制系统的组成、工作原理和实际应用。

-组织课堂活动：分组讨论不同类型的计算机控制系统，如智能家居控制系统。

-解答疑问：对学生提出的问题进行解答，确保学生对知识点的理解。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，对老师提出的问题进行思考。

-参与课堂活动：学生参与小组讨论，分享对计算机控制系统的理解。

-提问与讨论：学生提出自己的疑问，参与课堂讨论。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：讲解计算机控制系统的理论知识。

-实践活动法：通过小组讨论，让学生在实际案例中应用所学知识。

-合作学习法：促进学生之间的交流与合作。

作用与目的：

-帮助学生深入理解计算机控制系统的知识，掌握相关技能。

-培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：根据本节课的内容，布置相关的编程练习，如设计一个简单的控制系统程序。

-提供拓展资源：提供相关的书籍和视频资源，供学生深入学习。

-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈。

学生活动：

-完成作业：学生完成编程练习，加深对计算机控制系统的理解。

-拓展学习：学生利用拓展资源进行深入学习，拓宽知识面。

-反思总结：学生总结学习过程中的收获和不足，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思。

作用与目的：

-巩固学生对计算机控制系统知识的掌握，提升技能应用能力。

-通过拓展学习，激发学生的兴趣，拓宽知识视野。

-通过反思总结，帮助学生提升自我学习能力。拓展与延伸1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《计算机控制系统在现代生活中的应用》

-《智能控制系统的基础理论与应用》

-《计算机编程与控制系统设计》

-《控制系统中的传感器技术》

-《从自动化到智能化：控制系统的发展趋势》

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

在本节课的学习基础上，以下是几个课后自主学习和探究的建议：

（1）深入了解计算机控制系统的历史和发展

-学生可以查阅相关的历史资料，了解计算机控制系统的发展历程，包括早期的计算机控制系统是如何工作的，以及它们是如何演变成今天我们所见的复杂系统的。

-探究计算机控制系统在不同行业中的应用，例如在工业自动化、医疗设备、航空航天等领域的发展。

（2）探索控制系统中的传感器技术

-学生可以研究不同类型的传感器，了解它们在控制系统中的作用，以及如何将传感器的数据集成到计算机控制系统中。

-实际操作一些传感器，例如温度传感器、光线传感器等，并尝试编写程序来读取和处理传感器的数据。

（3）学习控制系统中的算法和编程

-学生可以学习一些基础的控制系统算法，如PID控制算法，了解它们是如何帮助计算机控制系统保持稳定和精确的。

-编写简单的控制程序，模拟控制系统的运行，例如编写一个简单的温度控制程序，控制一个虚拟的环境温度。

（4）研究智能控制系统

-学生可以探究智能控制系统，如基于人工智能和机器学习的控制系统，了解它们如何提高控制系统的效率和智能水平。

-分析智能控制系统在实际应用中的案例，例如自动驾驶汽车、智能家居系统等。

（5）设计并实施一个简单的控制系统项目

-学生可以设计一个小型的控制系统项目，如一个自动浇水系统，通过实际操作来加深对控制系统工作原理的理解。

-在设计和实施过程中，学生需要考虑控制系统的各个组成部分，包括传感器、执行器、控制算法和用户界面。

（6）参加相关的学术竞赛或科技活动

-学生可以参加学校或地区的科技竞赛，如青少年科技创新大赛，将所学知识应用于实际的项目中。

-参与科技俱乐部或社团的活动，与其他对计算机控制系统感兴趣的同学交流和学习。教学反思这节课结束后，我感到非常欣慰，但也有些地方需要反思和改进。在引导学生学习计算机在控制系统中的作用时，我尝试了多种教学方法，看到了学生的积极参与，同时也发现了教学中存在的一些问题。

首先，学生在预习阶段的参与度让我感到惊喜。他们提交的预习笔记和问题显示出了对计算机控制系统的好奇心和初步理解。但我也注意到，部分学生在预习时对一些概念的理解还比较模糊，这可能是因为预习资料不够深入或者缺乏实际案例的支撑。未来，我计划提供更多直观的案例和图解，帮助学生更好地预习和理解。

在课堂讲解环节，我发现通过案例导入新课的方法非常有效，学生的兴趣被迅速激发。然而，在讲解知识点时，我意识到可能过于注重理论，而忽略了与学生的互动。我应该在讲解时更多地提问，引导学生思考和参与，这样可以帮助他们更深刻地理解和记忆知识点。

组织课堂活动时，我设计的小组讨论环节取得了不错的效果，学生们在讨论中积极交流，分享了对计算机控制系统的不同看法。但是，我也发现了一些学生在这个环节中较为被动，没有积极参与讨论。这可能是因为他们对相关知识的掌握不够自信，或者是性格上的内向。为了解决这个问题，我计划在未来的课程中更多地鼓励这些学生参与，比如通过提前准备讨论话题或者提供更多的小组支持。

解答疑问的过程中，我注意到有些学生提出的问题非常有深度，这表明他们在积极思考和学习。但同时，我也发现有些学生对于提问感到犹豫，可能是担心提问不够好或者担心被同学笑话。为了鼓励他们提问，我打算在课堂上营造更加轻松和包容的氛围，让学生知道每个问题都是宝贵的，都是学习过程中不可或缺的一环。

在课后拓展应用方面，我布置的编程作业让学生有了实际操作的机会，但我也发现有些学生在完成作业时遇到了困难。这可能是因为他们在课堂上学到的知识还没有完全吸收，或者是编程技能还不够熟练。我计划在课后提供更多的辅导资源，比如在线教程和视频，帮助学生更好地完成作业。课后作业1.设计一个简单的计算机控制系统模型，描述其工作原理，并画出系统的基本结构图。

作业答案：一个简单的计算机控制系统模型可以是自动调温器控制的房间温度。工作原理是：当房间温度低于设定温度时，调温器启动加热设备，当温度达到设定值时，调温器关闭加热设备。系统的基本结构图包括温度传感器、调温器、加热设备以及连接这些组件的线路。

2.解释计算机控制系统中的开环控制和闭环控制，并各举一个实例。

作业答案：开环控制是指控制系统的输出不会对系统的输入产生影响，例如自动售货机，投入硬币后，机器自动给出商品，而不考虑商品是否正确。闭环控制是指系统的输出会反馈给输入端，影响系统的操作，例如家庭中的空调系统，当温度达到设定值时，系统会自动关闭，当温度下降后，系统又会自动开启。

3.编写一个简单的计算机控制程序，实现一个灯的开关控制，要求使用延时。

作业答案：以下是一个简单的Python程序，用于模拟灯的开关控制，使用了延时函数：

```python

importtime

defswitch_light(state):

ifstate:

print("灯开了")

else:

print("灯关了")

#初始状态灯是关的

light_is_on=False

#打开灯

switch_light(light_is_on)

time.sleep(5)#延时5秒

#关闭灯

light_is_on=True

switch_light(light_is_on)

```

4.分析一个现实生活中的计算机控制系统，描述其组成部分及其功能。

作业答案：现实生活中的计算机控制系统例子是电梯控制系统。组成部分包括：

-传感器：用于检测楼层、电梯内外按钮、电梯门状态等。

-控制器：根据传感器提供的信息和预设的程序来控制电梯的运行。

-执行器：包括电梯电机、门驱动机构等，用于执行控制器的指令。

-用户界面：电梯内的按钮和显示屏，用于用户输入和获取信息。

5.设计一个计算机控制的小车模型，描述其控制目标和实现方法。

作业答案：计算机控制的小车模型控制目标是实现小车的直线行驶和转向。实现方法如下：

-使用微控制器（如Arduino）作为控制核心。

-利用电机驱动模块控制小车的电机，实现前进、后退和转向。

-使用红外传感器或超声波传感器进行障碍物检测，实现避障功能。

-编写程序来处理传感器的数据，并控制电机实现预期的行驶路径。板