《开环控制应用广》教案-2026-2027学年华中科大版（新版）小学信息科技六年级全一册

《开环控制应用广》教案-2026-2027学年华中科大版（新版）小学信息科技六年级全一册一、学情分析通过第9课的学习，学生已初步认识了人工控制与自动控制，能举例说明二者的区别，但对自动控制设备“为什么能自己工作”的过程机制还不清晰，更未接触“开环控制”这一概念。六年级学生具备一定的观察、比较和动手绘制能力，喜欢通过具体案例认识抽象概念，对洗衣机、电风扇等身边设备的工作原理有探究兴趣。本课以洗衣机、电风扇等学生熟悉的自动设备为载体，引导学生在“输入—计算—输出”框架下分析其工作过程，从而理解开环控制“无反馈、按预定程序执行”的特点，为下一课引入“反馈”作好铺垫。二、教材分析本课是第三单元《有了反馈更优化》的第二课，在学生已认识自动控制的基础上，进一步揭示自动控制系统的一类——开环控制。教材以“小智设定闹钟、爸爸用洗衣机”导入，通过补全洗衣机工作过程示意图、绘制电风扇工作过程，引导学生分析开环控制的特点：结构简单、无需检测输出结果、操作简单、工作过程由厂家设定、结果基本固定；同时指出开环控制没有自我调节和修正能力，工作过程受到干扰时输出会出现偏差。教材列举了台灯、电风扇、电烤箱、微波炉、电饭锅、定时红绿灯、定时浇灌系统等大量生活实例，帮助学生认识开环控制在生活中的广泛应用。本课与第11、12课构成递进关系，由“开环无反馈”自然引出“反馈与闭环控制”，在单元中起承前启后的作用。三、核心素养目标信息意识结合生活案例，认识开环控制系统的特点及应用，增强信息意识。计算思维能按“输入—计算—输出”的分析模式，绘制开环控制系统的工作过程示意图，发展计算思维。数字化学习与创新能识别生活中的开环控制系统，分析其输入与输出，培养举一反三的迁移与创新能力。信息社会责任认识到按规则使用设备、了解控制原理是安全使用控制系统的基础。四、教学重难点教学重点：理解开环控制“无反馈、按预定程序执行”的特点。教学难点：开环控制系统工作过程示意图的绘制与分析。五、教学过程环节一激趣导入：会自己工作的设备师：小智设定每天早上7点闹钟响，提醒自己起床。闹钟到点就会响，它会判断小智到底起没起床吗？生：不会，它只管到点就响。师：爸爸用洗衣机洗衣服，选定洗衣模式并启动，洗衣机就按规定程序工作直到结束。洗衣机又是怎样“想”的？今天这节课，我们就来研究像洗衣机这样“只管按程序工作”的控制系统——开环控制。【设计意图】以闹钟、洗衣机的“只管程序不管结果”导入，制造认知冲突，激发学生探究开环控制特点的兴趣。环节二探究新知（一）：分析洗衣机的工作过程师：请看课本，爸爸选择“标准模式”，然后按“启动”按钮，洗衣机开始运转，最后发出“嘀嘀”的蜂鸣声，提示洗衣结束。请大家按“输入—计算—输出”的模式，把这个过程补充完整。（教师出示示意图框架：输入→计算→输出。）师：这里的“输入”是什么？“计算”又指什么？“输出”是什么？生1：输入是爸爸选择洗衣模式并按启动按钮。生2：计算是洗衣机按照设定好的程序运转。生3：输出是洗完衣服并发出蜂鸣声提示结束。师：说得真完整！那么，洗衣机的工作过程是不是从开始到结束，都按设定的程序执行？生：是的，都按设定的程序执行。师：如果爸爸发现衣服洗得不够干净，还想用洗衣机再洗一次，需要怎么做？生：只能重新设置模式，让洗衣机再执行一遍洗衣流程。师：你发现了关键！洗衣机自己不会“觉得”没洗干净，它不会根据结果调整，必须靠人重新设置。这正是开环控制的典型特点。我们把洗衣机的输入、计算、输出填进示意图里。环节内容输入选择洗衣模式、按启动按钮计算按设定程序自动运转输出洗完衣服、发出蜂鸣声师：我们再看课本中的示意图：输入的是“设定的洗衣模式”，输出的是“洗好的衣服”，中间的运转过程完全是按预设程序进行的。也就是说，只要输入确定了，输出也就基本固定了。这就是开环控制系统“只控制输入、得到预定输出”的特点。【设计意图】通过补全洗衣机工作过程，帮助学生建立“输入—计算—输出”的分析框架，初步感受开环控制“按程序执行、不看结果”的特点。环节三探究新知（二）：绘制电风扇的工作过程师：我们再看电风扇。人们接通电源，然后选择风速挡位，电风扇就会按预定的模式转动起来。请同学们试着用箭头和文字，画出电风扇的工作过程示意图。（学生独立绘制，教师巡视指导。）师：谁来展示你的示意图？生：接通电源、选择风速挡位（输入）→电机按程序运转（计算）→吹出风、带来凉意（输出）。师：画得真规范！现在请小组讨论：如果天气很热，人们觉得降温效果不明显，电风扇能自己感知到这个信息，并重新选择合适的挡位转动吗？生：不能，它只会按设定的挡位转动。师：是的！电风扇没有检测降温效果的能力，它不“关心”输出结果。这正是开环控制系统的核心特点。因为开环控制没有自我调节和修正的能力，所以一旦工作过程的某个环节受到干扰，输出的结果就可能出现偏差，无法实现预期的功能。【设计意图】通过亲手绘制电风扇工作过程并讨论“能否自我调节”，让学生直观体会开环控制“无反馈”的核心特点，突破本课难点。环节四拓展应用：生活中的开环控制师：开环控制系统在生活中可不少见。请同学们看课本想一想：台灯、电饭锅、定时红绿灯、定时浇灌系统，它们是不是开环控制？请以小组为单位，选择一个例子，分析它的输入和输出。生1：定时红绿灯，输入是设定好的时间程序，输出是按时间进行红绿切换。生2：定时浇灌系统，输入是设定的浇灌时间，输出是按时给花草浇水。生3：微波炉加热，输入是设定的加热时间和火力，输出是按程序加热食物。师：我们把这些案例整理一下，它们的共同点是：人只需设定好输入（时间、挡位、模式），设备就按程序工作直到结束，都不检测结果、不自我调节。你能不能用一句话，说说开环控制的“便利”与“局限”？生：便利是操作简单、不用操心；局限是遇到干扰结果会有偏差，不能自动修正。师：大家都分析得很准确！这些系统都是按预定程序工作、不检测结果的，属于开环控制。想一想，为什么生活中还有这么多开环控制呢？生：因为开环控制结构简单、操作方便，很多场合用起来也够用了。师：说得好！在要求不是特别高的场合，开环控制简单可靠、成本较低，所以应用非常广泛。【设计意图】通过列举、分析生活中的开环控制实例，帮助学生认识开环控制的广泛应用，培养举一反三的迁移能力。环节五课堂小结：开环知多少师：今天这节课，你认识了什么是开环控制。谁能用一句话概括它的特点？生：开环控制按预定程序执行，不检测输出结果，没有自我调节能力。师：那么，像这样“不会根据结果调整”的控制系统，如果遇到需要根据实际情况不断调节的场合，还能胜任吗？比如空调要稳定在26℃，光靠“按程序工作”能行吗？这个问题，我们下节课继续探究。【设计意图】以小结引发对“无反馈局限”的思考，自然过渡到下一课“通过反馈知效果”，体现单元教学的递进性。六、结语开环控制系统结构简单、操作方便，在台灯、电风扇、电