《节能风扇与反馈闭环控制》教学设计-2026-2027学年湘科版（新版）小学信息科技六年级上册

(新版)小学信息科技六年级上册二、学情分析通过前两节课的学习，学生已经掌握了条件控制和逻辑运算的知识，能够设计简单的多条件自动控制方案，对“传感器检测→条件判断→执行动作”的控制流程有了初步的认知。但是学生六年级学生的抽象思维能力还在发展中，需要通过具体的实例对比来理解反馈闭环控制的原理。风扇是学生日常生活中经常使用的电器，学生对风扇的调速有直观体验，适合结合生活实例探究反馈闭环控制的节能优势。维度信息意识能够发现普通风扇在能耗控制方面的不足，感知反馈闭环控制对提升节能效果的作用，增强主动节能的意计算思维理解反馈闭环控制的基本结构，能够区分开环控制和闭环控制，掌握反馈环节的作用，提升系统思维能数字化实践与创新能够画出节能风扇反馈闭环控制的结构框图，分析各个信息社会责任体会智能控制技术对节约能源、提升生活质量的作用，四、教学重难点(一)教学重点理解反馈闭环控制的基本概念和结构，掌握反馈环节的作用，能够梳理节能风扇的反馈闭环控制流程。(二)教学难点理解反馈闭环控制中“输出检测→调整输出”的循环逻辑，区分开环控制和闭环控制的应用场景。学生发言：智能风扇可以根据温度自动调风速，温度高风速大，温度低风速小，不用手动调，更省电。设计意图：通过对比学生熟悉的普通风扇和智能风扇的使用体验，引出问题，激发学生探究反馈闭环控制的兴趣，点明本节(二)新知对比：开环控制和闭环控制画一下开环控制的结构：输入(我们设定的档位)→控制器→执行器(风扇电机)→输出(风扇风速)那智能节能风扇怎么解决这个问题呢?我们来看它的控制设定目标温度→温度传感器检测当前实际温度→控制器比较目标温度和实际温度→执行器调整风扇风速→当前温度变化→温度传感器再次检测当前温度教师引导：大家发现和开环控制有什么不一样了吗?它多了一个环节：温度传感器会一直检测输出(当前温度)的结果，然后把检测的结果送回给控制器，控制器再根据结果调整输出，这控制系统，就叫做反馈闭环控制。名称作用(以节能风扇为例)输入环节设定目标值，比如我们设定希望室内温度保持在26℃,比较环节把反馈回来的实际值和目标值做比较，计算出偏差，比如实际温度是30℃,目标是26℃,偏差就是+4℃。控制器根据偏差的大小，计算出对应的输出控制信号，告诉执行器要怎么调整。执行器根据控制信号执行动作，调整输出，比如风扇电机根据信号调整风速，偏差大就提高风速，偏差小就降低风速。反馈环节由传感器检测输出的实际结果，把实际结果传回给比较环节，形成一个循环。教师总结：这样一来，风扇就会一直根据实际温度自动调整风速，不会一直保持高速转动浪费电，比普通的开环控制的风扇更节能，也更舒适，这就是反馈闭环控制的优势。设计意图：通过开环控制和闭环控制的对比，从学生熟悉的实例入手，逐步拆解反馈闭环控制的各个环节，帮助学生理解反馈环节的作用，建立反馈闭环控制的基本认知，突破教学重点。(三)案例探究：节能风扇反馈控制的完整流程是26℃,温度传感器每分钟检测一次当前室温，我们来梳理不大于30℃大于4℃控制风扇为低速档，维持温度低于26℃小于0℃别是条件控制、逻辑运算控制、反馈闭环控制，我们来总结一下它们的特点和应用场景：控制类型核心特点典型节能应用条件控制根据是否满足条件执行动作，单条件判断简单的自动开关控制，比如冰箱门开就开灯，关就关灯逻辑运算控制多个条件组合，通过逻辑运算得到结果，实现精准判断节能路灯、节能教室照明，需要多个条件组合判断的场景反馈闭环控制带有反馈环节，实时检测输出结果，自动调整输出，保持输出接近目标节能风扇、智能空调、智能恒温热水器，需要自动调整输出功率的场景(五)拓