14)2022年义务教育信息科技课程标准思维导图之过程与控制

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  生活中广泛存在着“输入一计算一输出”的计算模式,从外界获得的输入经过计算产生输出,进而作用于外界再影响输入,从而形成反馈系统。理解系统实现过程与控制的原理,对于理解生活中广泛存在的过程与控制系统至关重要。本模块通过学习生活中的过程与控制系统,帮助学生了解过程与控制的特征及实现方式,理解利用计算机解决问题的手段,进一步认识过程与控制系统自身的特点和规律。

  通过本模块的学习,学生能认识到过程与控制广泛存在于日常生活中,知道其中的反馈、环路、优化等概念,针对简单的过程与控制系统,能通过编程进行验证。

  (1)通过体验和认识身边的过程与控制,了解过程与控制可以抽象为包含输入、计算和输出三个典型环节的系统。

  (2)通过观察身边的真实案例,了解一个大的系统可以分解为几个小的系统,一个系统也可以划分出功能相对独立的多个模块。

  (3)通过分析具体案例,了解反馈是过程与控制中的重要手段,初步了解反馈对系统优化的作用。

  (4)通过分析具体过程与控制系统的实例,了解系统的输入与输出可以是开关量或连续量,了解连续量可以经由阈值判断形成开关量,掌握开关量的简单逻辑运算。

  (5)通过分析典型应用场景,了解计算机可用于实现过程与控制,能在实验系统中通过编程等手段验证过程与控制系统的设计。

  (6)结合生活中的实例,理解过程与控制系统中存在安全问题,知道自主可控的系统在解决安全问题时起到的重要作用。

  我认为这个模块的第一个重点是:能让学生列举出身边的控制系统,并能识别出三个典型环节。

  我认为这个模块的第二个重点是:让学生将大的控制系统逐步分解出若干个小的子系统,也可以划分出多个相对独立的功能模块。

  按模块分有:进水模块、电机转动模块、滚筒模块、电板控制模块、出水模块等。

  生活中的各种系统在运行过程中要到达最优的和稳定的工作状态,都需要经历不断反馈和优化的过程。空调和冰箱都是我们生活中最常用的控制系统。设定温度后,需要不断检测反馈温度,控制并保证温度满足设定的温度。为了解反馈对系统优化的作用,就需要学生对所需解决的问题进行分析,抽象出其中反馈和优化的环节。在实际教学中,我们可以借用仿真系统来向学生展示系统的工作原理。

  这部分内容,我认为要通过一些生活实例让学生理解逻辑运算的规则。与或非,三种规则所表达的意思。这一块将是一个重点。可以借助计算机编程和开源硬件设备,让学生在实践中学习和理解逻辑运算。

  1、家居生活类:洗衣机、电冰箱、空调、空气净化器、微波炉、热水器、门锁系统等家居用品。