跨学科主题活动《恒温热水器》教学设计-2026-2027学年川教版（新版）小学信息科技六年级上册

1(新版)小学信息科技六年级上册六年级学生经过小学中高年级的学习，已经掌握了一定的系统分析能力。在本学统进行拆分与组合，了解了开环控制与闭环控制的区别，初步理解了反馈的含义及其作用。同时，学生在科学课中接触过热传递、物态变化等知识，具备一定的生活经验，大多数学生都有使用热水器、空调等家用设备的经历。项目式学习的方式，引导学生在问题分析、设计规划、模拟验证中逐步建构闭环控制二、教材分析本活动是六年级上册的跨学科主题实践活动，融合了信息科技学科的过程与控制、架和闭环控制、反馈等核心概念，又把信息科技与科学、生活紧密联系起来，帮助学依据2022年版《义务教育信息科技课程标准》提出的核心素养四维目标，结合本2教学难点：理解温度传感器检测、控制器比较与调节、加热器执行三者之间如何形成循环反馈，能够把抽象的控制过程转化为直观的流程图或表格，并在模拟验证中五、教学过程师：同学们，老师先给大家讲一个生活小麻烦。欢欢洗澡的时候，水龙头里的水一会儿很烫，一会儿又变凉了，洗得非常不舒服。你们有过这样的经历吗?生：有!我家里的水有时候也是这样。师：为什么会这样呢?大家想一想，洗澡时水温忽冷忽热，问题可能出在哪里?3师：同学们分析得很有道理。要想解决这个问题，我们最希望达到什么效果?师：很好!让水温始终稳定在设定温度，这就是“恒温”。今天我们要像小小工程师一样，动手设计一款恒温热水器，帮助欢欢解决这个生活难题。(板书课题：恒温热水器)(二)问题分析：明确目标与限制条件【设计意图】通过讨论，引导学生把生活问题转化为明确的设计目标，分析恒温师：要设计一款恒温热水器，我们首先要弄清楚它需要满足哪些要求。请大家小师：同学们考虑得很全面。我们把大家的要求整理成一张表，这就是我们的设计水温稳定在设定温度，不忽冷忽热自动控制根据水温自动调节加热，无需人工反复操作安全水温不能过高，防止烫伤师：明确了需求，接下来我们要思考：热水器是靠什么来控制温度的?它的控制4师：回顾一下，一个系统通常由哪三部分组成?师：对!温度传感器把实际水温变成信号输送给控制器，这就是输入。那“计算”师：同学们说得很准确!我们把恒温热水器的系统组成填到这张表里。作用实时检测水温，把温度转成信号输送给控制器把实际水温与设定温度比较，决定是否加热、加热多少根据控制信号加热或停止加热，使水温接近设定温度师：大家发现没有，这个系统是不是像我们学过的“闭环控制”?为什么说它是闭环的?生：因为它会不断检测水温，再把结果反馈回来，循环调节，不像开环控制只管师：非常好!闭环控制的特点就是：把输出的实际值反馈回来，与期望值比较，根据比较结果再调节。温度传感器检测、控制器比较、加热器调节，形成一个循环，5(四)模拟验证：反馈与传感器的作用【设计意图】通过具体案例和模拟验证，帮助学生深入理解反馈的实时性与准确师：现在我们模拟一下恒温热水器的工作过程。设定温度为40℃,水温现在是35℃,热水器会怎么做?师：加热一段时间后，水温达到了41℃,这时又该怎么做?师：水温又降到39℃呢?生：再加热，让它回到40℃。师：大家看，热水器就是这样不断“检测—比较—调节”,让水温始终保持在40℃表3恒温热水器闭环控制过程表启动加热器加热高于设定值再次加热师：对!如果没有反馈，热水器就一直加热，水会越来越烫，甚至烫伤人。正因为有了实时、准确的反馈，热水器才能自动维持恒(五)展示评价与优化：完善恒温热水器方案6【设计意图】通过小组展示与互评，引导学生发现问题、优化方案，培养合作交师：现在请各小组分享你们的恒温热水器设计方案，说说你们是怎么实现恒温的。生：我们的方案是：用温度传感器测水温，控制器和设定的40℃比较，水温低了师：设计得很完整!其他小组有没有补充或改进的建议?生：洗澡时人不在，热水器能不能自动关掉，节省能源?师：同学们的建议非常好!恒温热水器不仅要恒温，还要安全、节能。我们在原师：经过这次活动，大家认为用信息科技解决生活问题需要注意什么?(六)课堂小结师：今天这节课，我们经历了一个完整的设计过程。谁能说一说，我们是怎么为生：我们先分析问题，明确需要恒温；再设计系统，用温度传感器检测、控制器恒温热水器的设计，让我们看到了信息科技与科学、生活的紧密联系。通过这次跨学科主题活动，同学们把所学的系统分析、闭环控