第二单元第9课《控制与反馈》教学设计 2023-2024学年浙教版（2020）初中信息技术八年级下册

第二单元第9课《控制与反馈》教学设计2023—2024学年浙教版（2020）初中信息技术八年级下册科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）第二单元第9课《控制与反馈》教学设计2023—2024学年浙教版（2020）初中信息技术八年级下册设计思路本课以浙教版初中信息技术八年级下册第二单元第9课《控制与反馈》为教学内容，通过结合实际案例，引导学生理解控制与反馈在计算机系统中的作用，并通过实践操作，让学生掌握基本控制方法。教学设计注重理论与实践相结合，培养学生动手能力和创新思维。核心素养目标1.培养学生的信息意识，理解控制与反馈在信息技术中的应用。

2.增强学生的计算思维，学会通过编程实现基本控制逻辑。

3.提升学生的数字化学习与创新技能，通过实践项目培养解决问题的能力。

4.增进学生的合作意识，在小组活动中学会交流与协作。教学难点与重点1.教学重点

①掌握控制语句在程序设计中的作用和基本语法。

②理解反馈机制在系统运行中的重要性，并能应用于实际编程案例。

2.教学难点

①理解复杂逻辑下的控制流程设计，并能正确编写控制代码。

②在实际项目中，根据需求灵活运用控制与反馈机制，实现预期的功能。

③在小组合作中，能够有效沟通，共同解决控制与反馈相关的问题。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有《2023—2024学年浙教版初中信息技术八年级下册》教材。

2.辅助材料：准备与控制与反馈相关的案例图片、流程图、编程示例视频等多媒体资源。

3.实验器材：准备计算机实验室，确保每名学生一台计算机，并安装编程软件。

4.教室布置：设置分组讨论区，提供实验操作台，确保学生能够自由操作和交流。教学过程一、导入新课

（老师）同学们，今天我们来学习第二单元第9课《控制与反馈》。在日常生活中，我们经常遇到需要控制某些设备或系统的情况，比如遥控器控制电视，手机控制智能家居设备等。这些现象都离不开控制与反馈的概念。那么，什么是控制与反馈呢？它们在信息技术中又有哪些应用呢？让我们一起走进今天的课堂，揭开这个神秘的面纱。

二、新课导入

（老师）首先，我们来看一下这节课的学习目标：

1.理解控制与反馈在信息技术中的应用。

2.掌握基本控制方法，并能应用于实际编程案例。

3.培养学生的信息意识、计算思维和数字化学习与创新技能。

三、新课讲授

1.控制与反馈的概念

（老师）同学们，我们先来了解一下控制与反馈的概念。控制是指对某个系统或设备进行操作，使其按照预期目标运行；反馈是指系统或设备在运行过程中，将运行状态信息传递给操作者，以便操作者对系统或设备进行调整。在信息技术中，控制与反馈是保证系统稳定运行的关键。

2.控制方法

（老师）接下来，我们来看一下控制方法。在编程中，控制方法主要有顺序结构、选择结构和循环结构三种。顺序结构是最基本的结构，按照代码的先后顺序执行；选择结构根据条件判断执行不同的代码块；循环结构则是在满足一定条件下重复执行某段代码。

3.实际案例

（老师）为了让大家更好地理解控制方法，我将通过一个实际案例来演示。比如，我们编写一个简单的程序，控制一个LED灯的亮灭。首先，我们需要设置LED灯的亮灭条件，然后根据条件判断执行相应的代码，实现LED灯的亮灭控制。

4.编程实践

（老师）现在，请大家打开计算机，尝试编写一个简单的程序，实现一个按钮控制LED灯的亮灭。在编写过程中，注意运用我们刚才学习的控制方法。

四、课堂互动

（老师）同学们，现在我们已经学习了控制方法，接下来我们来进行课堂互动。请同学们分成小组，讨论以下问题：

1.控制与反馈在信息技术中的应用有哪些？

2.如何在实际编程中运用控制方法？

3.控制与反馈在日常生活中有哪些体现？

五、小组讨论

（学生）我们小组讨论了一下，得出以下结论：

1.控制与反馈在信息技术中的应用非常广泛，如操作系统、网络通信、嵌入式系统等。

2.在实际编程中，我们可以根据需求选择合适的控制方法，如顺序结构、选择结构和循环结构。

3.控制与反馈在日常生活中有很多体现，比如手机APP的使用、智能家居设备的控制等。

六、课堂小结

（老师）同学们，今天我们学习了控制与反馈的概念、控制方法和实际案例。希望大家通过这节课的学习，能够掌握控制方法，并在实际编程中灵活运用。同时，也要关注控制与反馈在信息技术和日常生活中的应用，提高自己的信息素养。

七、课后作业

（老师）为了巩固今天所学的知识，请大家完成以下课后作业：

1.编写一个简单的程序，实现一个按钮控制LED灯的亮灭。

2.查阅资料，了解控制与反馈在信息技术中的应用案例。

八、课堂总结

（老师）同学们，今天的课程就到这里。希望大家能够认真完成课后作业，巩固所学知识。同时，也要关注信息技术的发展，不断提高自己的信息素养。下课！教学资源拓展1.拓展资源：

-控制理论：介绍经典控制理论的基本概念，如比例-积分-微分（PID）控制器，以及其在现代控制系统中的应用。

-闭环控制系统：探讨闭环控制系统的原理，包括反馈系统的设计、稳定性和性能分析。

-人工智能控制：介绍人工智能在控制系统中的应用，如机器学习算法在自适应控制中的应用。

-控制系统设计：提供控制系统设计的基本步骤和方法，包括需求分析、系统建模、控制器设计、仿真和实验验证。

2.拓展建议：

-阅读材料：《控制系统原理与应用》或《现代控制理论导论》等书籍，以加深对控制理论的理解。

-观看视频：推荐在线课程或教育视频，如“MITOpenCourseWare”中的控制系统课程，以直观了解控制系统的实际应用。

-实践项目：鼓励学生参与学校的科技创新活动或课外项目，如设计简单的机器人控制系统或智能家居控制系统。

-在线论坛：鼓励学生加入相关的在线论坛或社区，如“StackOverflow”或“RoboticsStackExchange”，以解决实际问题并学习他人的经验。

-实验室访问：如果条件允许，组织学生参观控制系统实验室，了解实际的控制设备和技术。

-小组讨论：引导学生分组讨论控制系统在实际工程中的应用，如汽车稳定性控制系统、飞机飞行控制系统等。

-案例研究：选择具体的应用案例，如风力发电系统的控制系统，让学生分析其工作原理和控制策略。

-编程挑战：提供编程挑战，让学生编写模拟控制系统的代码，如PID控制算法的实现。

-跨学科学习：鼓励学生探索控制理论在其他学科中的应用，如生物医学工程、环境工程等。板书设计1.控制与反馈概念

①控制定义：对系统或设备进行操作，使其按预期目标运行。

②反馈定义：系统或设备运行状态信息传递给操作者，以便调整。

2.控制方法

①顺序结构：代码按顺序执行。

②选择结构：根据条件判断执行不同代码块。

③循环结构：满足条件时重复执行代码。

3.控制流程

①需求分析：确定控制目标。

②系统建模：建立数学模型。

③控制器设计：选择合适的控制策略。

④仿真与实验：验证控制效果。

4.实际案例

①LED灯亮灭控制：按钮控制LED灯的亮灭。

②汽车稳定性控制：防止汽车失控。

③飞机飞行控制：保持飞机稳定飞行。

5.编程实践

①编写程序：实现控制功能。

②调试与优化：提高控制效果。

6.教学总结

①控制与反馈在信息技术中的应用。

②控制方法在实际编程中的应用。

③培养学生的信息意识、计算思维和数字化学习与创新技能。课后作业1.编程练习

编写一个Python程序，使用选择结构实现一个简单的温度转换器。当用户输入摄氏度温度时，程序应输出相应的华氏度温度；当用户输入华氏度温度时，程序应输出相应的摄氏度温度。

```python

deftemperature_conversion(temp,scale):

ifscale.lower()=='c':

return(temp*9/5)+32

elifscale.lower()=='f':

return(temp-32)*5/9

else:

print("Invalidscale.Pleaseenter'C'forCelsiusor'F'forFahrenheit.")

returnNone

celsius=float(input("EntertemperatureinCelsius:"))

fahrenheit=temperature_conversion(celsius,'C')

iffahrenheitisnotNone:

print(f"TemperatureinFahrenheit:{fahrenheit:.2f}")

fahrenheit=float(input("EntertemperatureinFahrenheit:"))

celsius=temperature_conversion(fahrenheit,'F')

ifcelsiusisnotNone:

print(f"TemperatureinCelsius:{celsius:.2f}")

```

2.实践应用

设计一个简单的游戏程序，玩家通过控制一个虚拟角色在二维平面内移动，角色需要避开障碍物并收集物品。使用循环结构控制角色的移动，以及选择结构处理玩家输入。

```python

importrandom

#玩家角色和障碍物

player={'x':0,'y':0}

obstacles=[(random.randint(0,10),random.randint(0,10))for_inrange(5)]

whileTrue:

#获取玩家输入

direction=input("Enterdirection(WASD):").upper()

ifdirectionin['W','A','S','D']:

ifdirection=='W':

player['y']-=1

elifdirection=='S':

player['y']+=1

elifdirection=='A':

player['x']-=1

elifdirection=='D':

player['x']+=1

#检查是否碰撞障碍物

forobstacleinobstacles:

ifplayer['x']==obstacle[0]andplayer['y']==obstacle[1]:

print("Hitanobstacle!GameOver.")

break

else:

print(f"Playerposition:({player['x']},{player['y']})")

else:

print("Invaliddirection.PleaseenterW,A,S,orD.")

3.理论问题

解释以下控制结构的区别：顺序结构、选择结构和循环结构。并给出一个实际生活中使用这些结构的例子。

-顺序结构：代码按顺序执行，如煮咖啡的过程。

-选择结构：根据条件判断执行不同的代码块，如温度转换器中判断输入的单位。

-循环结构：满足条件时重复执行代码，如游戏中的玩家移动。

4.编程挑战

编写一个程序，模拟一个简单的交通灯控制系统。交通灯有三个状态：红灯、黄灯和绿灯。每个灯亮的时间间隔为30秒，交替循环。使用循环结构控制灯光的切换。

```python

importtime

deftraffic_light_control():

whileTrue:

print("RedLight")

time.sleep(30)

print("YellowLight")

time.sleep(5)

print("GreenLight")

time.sleep(25)

traffic_light_control()

```

5.应用扩展

设计一个简单的库存管理系统，使用控制结构来管理商品的数量。系统应能够添加商品、减少商品数量、显示当前库存和清空库存。使用文件存储库存数据。

```python

inventory={'item1':10,'item2':20,'item3':15}

defadd_item(item,quantity):

ifitemininventory:

inventory[item]+=quantity

else:

inventory[item]=quantity

defremove_item(item,quantity):

ifitemininventoryandinventory[item]>=quantity:

inventory[item]-=quantity

else:

print(f"Notenough{item}ininventorytoremove{qua