《空调恒温来揭秘》教学设计-2025-2026学年泰山版（2024）小学信息技术六年级上册

《空调恒温来揭秘》教学设计-2025-2026学年泰山版（2024）小学信息技术六年级上册学情分析六年级学生已具备一定的信息技术操作能力，能熟练使用多媒体设备和简单的学习平台，这为开展数字化探究活动奠定了基础。在前期学习中，他们通过第一单元“身边的控制系统”，初步掌握了控制系统的基本概念、组成要素（传感器、控制器、执行器）等基础知识，对生活中的控制系统有了初步认知。从生活经验来看，学生每天都会接触空调，对其调节温度的功能非常熟悉，但对恒温背后的原理却缺乏深入了解，存在较强的好奇心。此阶段学生的逻辑思维和抽象思维正处于发展期，能够进行简单的分析与推理，但对于“反馈”“闭环控制”等抽象概念的理解存在困难，需要借助直观的案例、模拟实验和互动讨论来突破认知障碍。同时，他们喜欢动手实践和小组合作，适合通过实践探究、任务驱动的方式开展学习。核心素养目标信息意识：能主动关注空调恒温系统中的信息技术应用，识别温度传感器、控制器等核心组件的作用，理解闭环控制技术对提升生活质量的价值。计算思维：通过分析空调恒温的工作流程，学会用“输入—处理—输出—反馈”的逻辑梳理控制系统的环节，能区分开环控制与闭环控制的差异，培养系统分析能力。数字化学习与创新：能运用仿真平台、学习手册等数字化资源探究恒温原理，尝试绘制空调控制系统框图，初步具备用数字化工具表达技术原理的能力。信息社会责任：认识到恒温技术在节能中的作用，树立合理使用智能设备、节约能源的意识，理解信息技术与可持续发展的关系。教学重难点教学重点1.掌握空调制冷的基本原理及恒温系统的组成部分（温度传感器、控制器、压缩机等）的功能。2.理解闭环控制系统的工作过程，知道“反馈”在恒温控制中的核心作用。3.能区分开环控制系统与闭环控制系统的特点。教学难点1.从系统角度梳理空调恒温的信息传递与调节逻辑，理解“反馈”如何实现精准控制。2.运用闭环控制原理分析生活中的类似案例，将抽象知识与实际应用结合。教学过程情境导入：提出核心问题教师活动：播放两段生活场景视频，第一段展示夏天室内温度过高，人们手动反复调节风扇挡位仍觉不适；第二段展示开启空调设定26℃后，室内温度保持稳定，人们活动舒适。随后提问：“同样是调节温度，风扇和空调的使用体验为何差异巨大？空调是如何‘记住’我们设定的温度并保持不变的？”同时出示教材封面的空调系统示意图，引导学生观察组件标注。学生活动：观看视频后结合生活经验发言，分享使用风扇和空调的不同感受，尝试猜测空调能保持恒温的原因，观察教材示意图并说出自己认识的组件名称（如遥控器、出风口等）。设计意图：通过生活化情境对比，激发学生的认知冲突和探究兴趣，自然引出本课核心问题。借助教材示意图，建立学生对空调组件的直观认知，为后续学习铺垫，同时培养学生的观察能力和信息意识。新知铺垫：探究空调制冷原理教材内容讲解：结合教材中“空调制冷流程”的图文内容，讲解空调制冷的核心过程：压缩机将气态制冷剂增压后送入室外冷凝器，制冷剂在此释放热量变为液态；液态制冷剂进入室内蒸发器后，吸收室内热量蒸发成气态；气态制冷剂再回到压缩机，形成循环，从而降低室内温度。重点介绍压缩机、冷凝器、蒸发器、制冷剂这四个核心部件的功能，强调“热量转移”是制冷的本质，而非“产生冷气”。教师活动：下发包含制冷流程关键步骤的微课视频，视频中嵌入教材插图的动态演示。播放结束后提问：“制冷剂在循环过程中状态发生了哪些变化？这些变化分别在哪个部件中发生？”“室内温度降低的关键原因是什么？”学生活动：观看微课并对照教材图文，在学习手册上填写制冷流程的“部件—制冷剂状态—作用”对应表。以小组为单位讨论教师问题，派代表发言，其他小组补充。设计意图：通过微课动态演示与教材图文结合，将抽象的制冷原理直观化，符合学生的认知特点。填写对应表和小组讨论能帮助学生梳理知识，加深对核心部件功能的理解，为后续探究恒温控制奠定基础，同时培养数字化学习能力。对比探究：区分开环与闭环控制教材内容讲解：结合教材中“风扇与空调控制对比”板块，分析两者的工作逻辑。传统风扇的控制过程为“设定挡位—电机转动—吹出风”，一旦启动，输出结果（风速）不会根据环境变化（如室内温度、人体感受）调整，这种无需检测输出结果的控制系统称为开环控制系统。空调的控制过程则增加了“温度检测”环节，能根据实际温度与设定温度的差异调整工作状态，这种包含“反馈”环节的系统称为闭环控制系统。教材中用虚线框标注“反馈路径”，强调其是闭环控制的核心。教师活动：在黑板上绘制开环控制系统（风扇）的流程图（输入：挡位设定→处理：电机控制→输出：吹风），提问：“这个流程中，我们能知道吹风是否达到降温效果吗？系统会根据效果调整吗？”随后引导学生结合教材插图，在黑板上补充空调控制系统的流程图，重点标注“温度检测”和“反馈”环节。进一步提问：“反馈环节在空调系统中起到了什么作用？”学生活动：观察黑板上的流程图，对比教材内容，小组讨论开环控制的特点。动手在学习手册上绘制空调控制系统的流程图，标注各环节名称。结合生活经验举例，说出其他开环控制系统（如自动喷泉、交通信号灯），并说明理由。设计意图：通过流程图可视化和对比分析，帮助学生理解两种控制系统的本质差异。让学生动手绘制流程图，能将教材知识转化为自身认知，培养计算思维。生活实例举例则能强化知识的迁移应用，加深对概念的理解。核心突破：揭秘恒温的“反馈密码”教材内容讲解：聚焦教材“恒温控制的核心——反馈”板块，详解空调恒温的完整过程。第一步是“设定阈值”：用户通过遥控器设定目标温度（如26℃），该信息传入空调控制器；第二步是“实时检测”：室内温度传感器持续检测当前温度，并将数据反馈给控制器；第三步是“对比判断”：控制器将检测温度与设定温度对比，判断是否存在偏差；第四步是“执行调节”：若检测温度＞设定温度，控制器启动压缩机制冷；若检测温度≤设定温度，控制器关闭压缩机；第五步是“持续反馈”：传感器持续检测温度，重复上述过程，实现恒温。教材中用“温度波动曲线”插图展示温度在设定值附近稳定变化的状态，强调反馈的“实时性”和“循环性”。教师活动：打开自制的Scratch空调模拟程序（仿真平台），演示设定26℃后，模拟温度从30℃逐渐下降至26℃时压缩机关闭，温度回升至27℃时压缩机重启的过程。提问：“程序中哪个部分模拟了温度传感器的作用？”“当温度达到26℃时，系统为什么没有一直制冷？”随后发放“恒温控制步骤卡”（打乱顺序的四个步骤），要求学生按教材原理排序。学生活动：观看仿真演示，结合教材内容说出模拟程序中对应空调组件的功能（如数值显示模拟传感器、开关按钮模拟压缩机）。以小组为单位整理步骤卡，派代表在黑板上排列并讲解逻辑顺序。针对教材中的温度波动曲线，提问：“曲线为什么会在26℃附近小幅波动，而不是完全不变？”，展开讨论。设计意图：仿真平台的演示能将抽象的反馈过程具象化，突破教学难点。步骤卡排序任务能检验学生对核心流程的掌握程度，培养逻辑思维。曲线讨论则能引导学生深入思考反馈的动态特性，深化对原理的理解。实践应用：分析生活中的闭环系统教材内容讲解：教材“拓展延伸”板块列举了智慧大棚温度控制、恒温杯垫等案例，指出其均采用闭环控制原理：通过传感器检测环境参数，反馈给控制器与设定值对比，再通过执行器（如加热器、制冷片）调节，实现稳定状态。教材还提出“设计简易恒温提醒装置”的思考问题，引导学生迁移应用知识。教师活动：展示智慧大棚温度控制的图片（含传感器、加热器、控制器），提问：“这个系统中，输入、处理、输出、反馈环节分别是什么？”随后布置任务：“结合教材案例，小组合作分析一种生活中的闭环控制系统（如恒温热水器、自动调温电熨斗），绘制其控制系统框图，并标注反馈环节。”学生活动：结合教材案例分析智慧大棚的控制流程，明确各环节组成。以小组为单位选择生活案例，参考教材插图绘制框图，在班级内展示交流，说明该系统如何通过反馈实现稳定控制。针对“设计简易恒温提醒装置”，提出初步构想（如用温度传感器检测水温，超过设定值报警）。设计意图：通过拓展案例分析，强化知识的迁移应用，让学生认识到闭环控制技术的广泛价值。小组合作绘制框图能培养团队协作和数字化表达能力，初步设计活动则能激发创新思维，落实数字化学习与创新素养。课堂小结教师活动：引导学生回顾本节课内容，提问：“空调能实现恒温的关键是什么？”“开环控制与闭环控制的最大区别是什么？”“生活中哪些场景用到了闭环控制技术？”随后梳理知识脉络：空调制冷原理→开环与闭环控制对比→反馈的核心作用→闭环控制的应用，强调“反馈”是实现精准控制的“智慧密码”，信息技术让生活更便捷、高效。最后倡导学