1、教学内容体验控制系统课时第一课时教学目标1.理解人工控制与自动控制的基本概念。2.输入和输出在不同控制方式下的不同形式。3.通过简易恒温槽实验掌握控制系统的关键环节（输入、计算、输出）。教学重点理解恒温控制系统的组成、工作原理以及人工控制与自动控制的差异。教学难点运用简易恒温槽实验分析温度传感器检测、控制器计算及执行器输出的过程，并解释为何设置温度区间进行控制的重要性。教学准备1.实验器材：简易恒温槽装置一套，包括温度传感器、加热电阻、控制板显示模块等组件（或者模拟动画）。2.教学资料：恒温槽实验记录表、相关视频或动画演示材料、预设不同温度值的操作方案。教学过程教学版块教师活动学生活动设计意图
2、情境导入1.教师引导学生思考和讨论（或观看资源包视频）：日常生活中的很多情景都使用了恒温控制，比如空调、冰箱、热水器等，都可以抽象成简单的恒温控制系统。这些恒温控制过程，能通过简单的实验进行模拟吗？2.知识建构在控制系统的输入、计算、输出环节，有些需要人工干预才能完成控制，有些可以自动控制。学生思考生活中常见控制系统的恒温控制过程学生了解控制系统中控制类型。以实际生活中的控制系统为例，引发学生探讨现实生活中的恒温控制实例及其背后的控制原理。学习新知一、人工控制与自动控制1.教师讲授人工控制：生活中的有些控制系统需要人为干预才能实现控制。（1）比如在听音乐时，如果音量不合适，就需要人为操作来调节
3、音量；（2）水壶烧水时，需要人为观察到水烧开后关闭炉灶。这一类控制都需要人根据观察或者感受来进行判断并干预。2.教师讲授自动控制：还有一些控制系统会测量输出值，输出值的变化影响到输入端（将输出结果作为输入信号），再与预设的目标值（预期效果）进行比较，从而实现自动控制。（1）有热保温控制系统的水壶会根据加水容量、水温等信息自动控制烧水的时间；（2）空调系统通过温度传感器测量室内温度，将室内温度与预设温度比较，调节出风口的风速和压缩机的功率。3.组织课堂活动：让学生对比分析人工控制（如调节音量、观察水壶烧水状态）与自动控制（如热保温水壶、空调系统）的特点和实际应用案例。分小组讨论并填写下表。控制系
4、统控制方式输入计算输出音响系统人工控制转动调节旋钮无音量增大、减小普通水壶烧水人工控制关闭炉灶无水停止沸腾热保温水壶自动控制检测水温85检测值（85-100)启动加热空调系统自动控制温度22检测值（22-27)启动制热二、恒温槽实验1.教师讲解恒温槽实验：可以通过简易恒温槽实验，模拟恒温控制过程，观察输入、计算、输出三个环节，来分析这个控制系统的运行过程。简易恒温槽控制系统的主要组成和功能设定：预设恒温温度。检测：温度传感器检测槽内温度，并显示在控制板显示模块上。调节：检测到的槽内温度与预设的恒温温度进行比较，当槽内温度低于预设温度时，启动加热电阻进行加热，当槽内温度等于预设温度时，关闭加热电
5、阻。2.学生实践：模拟恒温槽控制系统的运行实验启动恒温槽控制系统（在电子资源包），设定一个恒温温度数值，如37，然后观察系统运行的状态，分析该系统的输入、计算、输出，完成恒温槽实验记录表。通过实验数据，可以发现这个控制系统属于自动控制系统。恒温槽加热电阻是否启动，跟温度传感器的检测温度和预设恒温温度有关。一般来说，在设计控制程序时，需要设置一个温度区间来控制是否执行加热。例如，把温度控制在3638的区间内，当温度低于下限36时启动加热，当温度达到上限38时停止加热。试一试：修改恒温槽设定的恒温温度数值，观察恒温槽的运行状态。学生学习两种控制方式学生讨论填写表格组织学生分组操作简易恒温槽实验，明
6、确各组成部分的功能。按照实验步骤设定预设温度、启动控制系统、观察并记录数据。分析实验结果，阐述该恒温槽控制系统是通过自动测量温度并与预设值比较，进而决定是否启动加热电阻，实现温度自动调节。布置任务，要求学生改变恒温槽的预设温度数值，观察并记录新状态下系统的运行情况。通过讲解和举例，让学生理解控制系统中的人工干预与自动反馈机制。强调在控制系统中，无论是人工操作还是自动控制，都需要输入信息、处理信息并据此产生输出动作来达成控制目标。描述并比较输入和输出在人工控制及自动控制方式下的表现形式实践活动，让学生观察和记录生活中控制系统的控制方式、输入与输出情况，然后分享交流。模拟恒温控制系统的工作流程，通过简易恒温槽实验掌握控制系统的关键环节（输入、计算、输出）。引导学生关注生活中的信息技术应用场景，培养其对自动化控制技术的兴趣，并体会其在日常生活中的重要性进一步加深对控制系统动态响应的理解。练习根据实验数据，分析恒温槽实验控制时为什么要设置温度区间。回顾总结总结本节课学习的主要内容，回顾人工控制与自动控制的区别，以及恒温槽实验所揭示的自动控制系统工作原理。学生交流分享回顾所学，展望回来板书设计教学反思
