資源簡介

課件118張PPT。第三章 技術與設計2的教學§3.1 《技術與設計2》教材概述 模塊的四個主題是技術領域中具有典型意義的教學內容。其典型意義在于：首先，每個主題都涉及特定的技術領域，但又有著基礎技術內容的特性，也就是說，這些知識與方法就像工具一樣，可以在不同的技術行業中應用。其次是其所體現的技術設計的思想和方法，不僅是解決技術問題的鑰匙，還可以向其他領域遷移，具有廣泛的積極影響。“結構與設計”雖指向力學結構的理解、分析和設計，結構與功能的關系的討論卻是各類技術設計不可缺少的；“流程與設計”討論流程和流程的改進設計，改進思想和方法同樣是技術設計的共性；“系統與設計”側重于對系統的理解，以及運用系統思想解決實際生活中的設計；“控制與設計”重在理解和運用控制，解決生活、生產中的問題。這些內容構成了技術素養的重要組成部分。
模塊四個主題的內容相對獨立，教學中可以調換順序，但它們又相互呼應，具有內在的聯系。結構總是與系統相關聯的，結構式系統的結構，是系統的組成形式，也是系統功能的依據；流程可以說是工程系統或工作系統按時間順序的描述；控制本身是一個系統，它也是對系統狀態所施加的干預。從總體上把握個單元的內在聯系，有助于理解本模塊所體現的思想和方法所具有的普適性。 §3.2 結構與設計
課程標準
1.了解結構的含義，能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。
2.能結合1-2種簡單的結構案例，分析結構是如何承受應力的。
3.能通過技術試驗分析影響結構的強度和穩定性的因素，并寫出試驗報告。
4.能確定一個簡單對象進行結構設計，并繪制設計圖紙，模型或原型。
5.能從技術和文化的角度欣賞并評價典型的結構設計。一、內容結構圖二、內容及其要求三、重點難點分析
（一）重點分析
1．力學角度的結構分析和結構的分類
從力學角度認識結構的概念和結構的分類是產品結構設計的基礎。對不同類型結構的受力特點分析，有助于從本質上把握結構設計的核心。
2．簡單結構的受力
分析簡單結構的受力情況，是分析結構的穩定性和結構強度的重要基礎，是設計穩固的重要前提。
分析影響結構的強度和結構的穩定性的主要因素
理解和分析結構的強度和穩定性，有助于在結構的設計中正確選擇設計方案，包括形狀、造型、大小、材料等。（二）難點分析
1．簡單結構所受應力分析
對生活中常見結構所受應力作定性分析，一說明結構任何抵抗能因其形狀和大小改變的力。所提到的5種結構的基本受力形式，如拉力、壓力、剪切力、彎曲力和扭轉力在中學物理中并沒有過多涉及，故不要求學生做定量分析，也不要求畫結構的受力圖。
2．通過技術試驗分析結構的強度和結構的穩定性
通過簡單的技術試驗對結構的強度和穩定性進行分析，以直觀地描述影響結構的強度和穩定性的因素。測試結構的強度和穩定性的技術試驗需要師生共同設計。
3．簡單結構的設計
選擇一個簡單的設計對象，進行結構設計并制作模型或原型。這是本主題對學生應用所學知識的一個重要要求，體現了對結構設計的理解、創新。 四、教學建議
1．注意循序漸進，講解結構的含義
（1）結構是一個十分重要的概念，他在多種領域都有體現。因此，建議先從廣義上介紹什么是結構，讓學生初步認識結構的地位和價值。這對于學生進一步學習力學結構是有幫助的，而且也有助于知識的遷移。
教學案例3.2-1
結構一詞，對學生來說可能并不陌生。請同學們想一想，在學習其他課程中，有哪些課程提到過“結構”？對！在生物課中提到過人體結構；在政治課理由社會結構；在化學和物理中，有物質結構、分子結構、原子結構；在語文課中接觸過文章的結構；在地理課中有地質結構……，看來，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物質的，非物質的，都有其自身的結構。盡管它們各自的具體內容不一定相同，但是，它們的本質含義卻是相同的。現在，請同學們根據不同事物的結構，給“結構”歸納出一個總的表述。 “結構是指事物內部的組成、排列及其相互之間的關系”。為什么要學習結構？在人么對系統進行研究時，進一步發現了結構和系統的功能有著緊密的關系。也就是說，系統的功能對其結構有著絕對的依賴性。所以有人說，結構不僅是事物存在的形式，更是事物特性的重要依據。在自然界，相同的物質，不同的結構，表現出的特性的現象處處可見：
——同樣是水，有液態、氣態、固態。
——同樣是碳，有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在。
——同樣是磷，有三價磷和五價磷，它們的非金屬性是有差別的。
——同樣的六個字“這個人表現好”，“這個人好表現”，但因排列不同，就成了一褒一貶。
——用同樣的制作材料，做出來的結構不同的小凳，就會有不同的特性，有的穩固，有的就不穩固。
——同樣的三根棍，首尾相連，就成了武術器械“三節棍”，如將三節棍的一端連在一起就變成了可用來照明和測量的“三角架”。
從以上事例，可以看到結構是如何的重要，結構不合理，就會產生嚴重的后果。教材列舉的加拿大魁北克大橋的坍塌事件，同學們可以閱讀談談感想。（2）在介紹力學（工程）結構的含義時，一定要強調，一個力學結構其主要特征是承受和傳遞載荷。
強調要點：什么是力學結構？它實際就是“施力體”和“支撐”之間的構建安排。它的作用就是將“施力體”施加在結構上的載荷傳遞到支撐上，而本身不被破壞。這里要特別強調，在工程上受力的物體（結構）在承受外力時，和物理上講的受力體不一樣，它本身是要產生形變的，變形到一定程度，結構就會破壞。這是力學結構要考慮的核心問題。
（3）在講授結構的分類時，建議先簡單介紹一下載荷的類型，因為結構的分類時按其承載特點來分的。
對拉、壓、剪、扭、彎這幾種主要在和不要面面俱到，重點要用實例講清拉和壓。對剪、扭、彎可作簡要介紹。 2．充分結合學生的實際經驗，引導學生進行結構分析
這是本節的重點之一。主要學習三個內容：簡單結構的受力分析；結構的強度和結構的穩定性。
（1）簡單結構的受力分析。這個內容既是學生原有知識結構中的空白，也是本節重點內容之一。一定要結合學生比較熟悉的事物來講解。例如：
——秋千的吊索，主要承受拉力；
——橋梁的橋墩，主要承受壓力；
——連接剪刀的銷釘，主要承受剪力；
——汽車方向盤的軸，主要承受扭力；
——單杠的杠體（上面的橫杠），主要承受彎力。
殼體的受力比較復雜，可以先介紹拱的受力，然后借用拱的受力特點來說明殼體的受力特點。
課時如果允許，最好在這個內容上安排一節“練習課”。 練習課可以安排三個層次的內容：點一個層次是比較簡單的結構，由學生通過自己討論完成。比如可以讓學生分析“上拉式”壁掛書架、“下撐式”壁掛書架和單杠的受力。第二個層次是較難的結構受力分析。比如自行車框架的受力分析。這里還包括了受力模型的簡化問題。這個層次的題目可由教師講解，主要是教學生如何對一個結構的受力情況進行分析。第三個層次的題目是介于第一、第二層次之間的問題，留給學生課堂完成。可以讓學生分析“斜拉橋”的拉桿和立柱的受力。
（2）結構的強度。結構強度的概念既是本節的重點，也是本節的難點。如何講結構的強度？可以有兩種思路：
其一是避開“內力”、“應力”概念，直接講：結構的強度就是在載荷作用下，結構不被破壞的最大承載能力。這種講法比較簡單，概念也準確。
其二是基于教材上已經提到了應力的概念，并且還給出了表達式。那么，就從內力到應力、工作應力再到許用應力，給學生一個較完整的強度概念。 教學案例3.2-2
大家知道，結構可以承受力和抵抗變形，那么，結構是如何承受力和抵抗變形的呢？原來，外力使構件發生形變的同時，構件內部分子之間隨之產生一種抵抗變形的抵抗力，稱為內力。內力，是用來抵抗外力與變形，并力圖使變形部分復原的力。（演示課件：講解內力如何抵抗三種外力。）
那么，內力與外力是怎樣一種關系呢？他們就類似于物理學中的拉力與摩擦力的關系，拉力作用于物體上，在物體發生運動之前，摩擦力等于拉力，并隨著拉力增大而增大，但增大到一個最大值后，就不會在增大了。此時，拉力如果繼續增大，物體就會運動。內力與外力的關系類似于摩擦力與拉力的關系。要破壞結構，外力必須大于最大內力，或者說，外力產生的應力要大于容許應力。破壞結構所需外力越大，我就說結構的強度越大。同一截面積，容許應力越大，對應的最大內力就越大，要破壞結構所需要的外力就越大，也就是說結構的強度越大，所以，強度可用應力來衡量。同一截面積，容許應力越大，強度越大。 （ 作者：海南農墾加來高中 陳玉杰）（3）結構的穩定性。鑒于在眾多工程類教材所介紹的結構穩定性主要是指壓桿穩定、薄壁圓筒穩定、薄梁穩定等。因此，在將結構穩定性問題之前，可以把穩定性問題簡單介紹一下。這樣會讓學生對結構穩定性有一個比較全面的了解。
結構穩定性問題對學生來說并不陌生，概念也不難，因此是課程的重點但不是難點。
3．妥善安排學生進行結構設計的學習與實踐
簡單結構的設計，是“技術與設計1”關于設計的知識和“技術與設計2”中結構強度、穩定性等知識的綜合運用。教學中一定要與模塊1相銜接，這一點必須強調。特別是在設計方案的制定和設計草圖的繪制以及設計方案的評價和優化上，必須與模塊1的知識相呼應。
結構設計的教學應盡可能用實際項目的制作來帶動。在項目的選擇上既要簡單，又要能體現教學要求。在制作時間上，既要安排必要的課內學時（這樣便于教師的指導，也有一定的督促作用），也可以安排一定的課外時間，但不宜過多。總的制作時間最好控制在4課時，課內課外學時大約為1:1。 教學案例3.2-3 結構的設計
一、學習結構設計的重要性
結構設計對于人們的日常生活和各種各樣的生產活動都非常重要。日常生活中，沒有豐富的結構設計，產品會造型單一、功能單調，那些大型建筑、交通運輸工具等更是無法生產；生產活動中，產品制造技術、結構安全性及耐久性評估、維修加固技術等，都離不開結構的設計和研究。
二、學習結構設計的目標及要求
結構設計應以一種或幾種功能的實現為基本目標，應滿足設計規范，滿足使用者的基本要求。例如，兒童自行車的結構設計，首先應以代步、鍛煉兒童的手腳協調能力為設計目標，同時要滿足童車結構設計的國家標準和規范要求，如對自行車的鏈輪、鏈條、車把、車閘就有一定的要求，否則設計應視為不合格。
三、學習結構設計應考慮的主要因素
結構設計應考慮的主要因素有：使用者對設計對象的穩定性和強度要求，安全因素，公眾和使用者的審美要求，使用者的個性化需求，對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等，如圖3.2-2所示。四、簡單結構的設計案例
1．講解建議相片架的設計過程和方法（播放圖片）
在實際生活中，人們選擇相片架，不僅考慮造型、材料、穩定性等因素，還要考慮相片架的顏色、造型與房間的整體是否協調，相片架的擺放方式與房間的空間的關系等。例如，房間的桌子比較小，而房間的墻上有大面積的空白，此時就可能會選擇懸掛式的相片架，而不會選擇用支架式的相片架。
從造型、材料、穩定性和強度等方面，比較上述案例中三個設計方案中相片架的結構特點，并構思其他設計方案，列出方案要點。 2．讓學生設計建議相片架
（1）要求：水平要超過教科書中的三個方案，因為你是站在別人的肩膀上來設計的。在相框和支架的設計上都要有創意。
（2）目標激勵：
①有創意的設計方案學校要存檔。
②你所做的模型或原型還可以送給你最要好的同學，因是你親手做的，不必買貴重物品贈送更能表達純潔的友誼。
③最先設計出作品的同學到黑板上劃出方案草圖并講解方案的結構和設計思想。
每個同學充分發揮自己的想象，所做方案各不相同。
教師在巡視中對于設計有創意的同學，要給予表揚并存檔。
3．探究
在某些地震災區，居民采用“木板夾心”結構建造房屋，這種由當地農民創造的結構能經受地震的考驗，具有較好的抗震效果。請簡要說明這種結構的特點，并根據所學的有關結構與設計的知識，對這種結構設計進行分析。
（作者：海南華僑中學 徐道安）教學案例3.2-4
一、教學目標
1.通過對趙州橋、飛檐和蛋形椅等典型結構的分析，引導學生賞析具有典型人文意義的結構，學會欣賞結構的實用性和美，拓展學生對結構設計的文化特性的理解和評價。
2.使學生能從技術和文化的角度評價結構設計的案例。
二、教學內容分析
這是一節欣賞課，教材通過對趙州橋、飛檐和蛋形椅等具有代表性的經典結構呈現給學生，讓學生欣賞、分析和評價。在教學中，教師要引導學生從技術和文化的角度欣賞結構。除此之外，還應該結合經典結構設計者的歷史背景、設計思想、設計風格等全面分析。要從結構的牢固、穩定、簡約、和諧、美觀等細節與學生一起進行分析、評價經典結構的作品，從而達到教學目標的要求。在教學內容上，除了教材中的案例，教師也可以補充相應的案例，一開闊學生的視野，如補充一些經典的結構設計案例供學生欣賞、分析。有條件的話，教師可以帶領學生參觀附近的古代建筑，近距離地觀察古代建筑的精巧設計，品味其歷史文化內涵。
重點：通過對經典結構的欣賞使學生關注結構的技術和文化特征。
難點：使學生能從真正意義上學會欣賞和評價一些經典結構。同時使他們在自己的審核及作品中注入更豐富的文化內涵。三、教學媒體、資源的運用
為了吸引學生的學習興趣，培養學生對技術的情感，本課展示了不同典型的豐富的經典結構圖片，引導學生賞析具有典型人文意義的結構，拓展學生對結構設計的技術和文化特性的理解和評價。
四、教學對象分析（略）
五、教學策略
1．本課從技術和文化的角度分析結構設計作品。此外，還可以結合經典結構設計者的歷史背景、設計思想、設計風格等進行全面分析。
2．教師可以通過不同的渠道，收集更多的中外經典結構圖片、資料制成電子課件，以豐富教學課堂內容，擴展學生的知識面，提高學生對各種不同經典結構的識別及賞析能力。
3．教師可充當“導游”的角色進行漫游導說，創設“旅游”情景和營造“旅游”氛圍，使學生產生猶如親臨其境的感受。學生隨“導游”觀賞各處的經典結構，會留下更深刻的印象。 六、教學過程
1．學生閱讀案例并思考：
（1）優秀的結構設計表現在哪些方面？
（2）如何賞析結構設計作品？
2．引導學生回答：
（1）優秀的結構設計不僅表現在結構的實用設計功能上，也表現在形式上，特別是表現在功能與形式的統一上。古今中外許多能工巧匠把結構的功能于形式恰當地結合起來，形成了一些經典的結構。
（2）賞析結構設計作品，可從技術與文化兩個角度進行：
技術的角度主要有：結構功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性、工藝制造的精湛程度等。
文化的角度主要有：文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映時代、民族、習俗方面的特征，結構的個性特征等。3.師生互動思考問題：
趙州橋的“敞肩拱”設計給人們怎樣的啟示，還有那些類似的結構設計？
你是如何賞析飛檐這一結構設計作品的？
你如何從技術與文化的角度賞析蛋形椅？
4.師生共同探究：
中國古建筑探究.
丹麥建筑師阿納·雅格布森簡介。
5．教材拓展
教材從技術角度和文化角度進行了評價元素的例舉，教學中教師鼓勵學生積極思考，想出更多的評價角度和評價元素。在教學中，教師除了引導學生從技術和文化的角度欣賞結構之外，還應結合經典結構設計者的歷史背景、設計思想、設計風格等全面分析。6．學生總結
在物質文明、精神文明高度發展的今天，任何一種結構的設計已不僅僅局限于只滿足它的使用功能。結構設計中的美學因素、環境因素、安全因素以及時尚、個性等都成為人們進行結構設計時必須綜合考慮的重要因素。結構的牢固、穩定、簡約、和諧、美觀式結構設計永恒的追求。
7．課堂練習
（1）從技術和文化的角度賞析丹麥雅格布森的作品“蓋里椅”。引導啟發學生：“蓋里椅”結構簡潔大方，線條明快，有流動感：功能上具有和其他椅子相同的功能；從文化角度看，“蓋里椅”結構傳達出一種盤旋上升、奮發向上的精神，具有雕塑般的美感和強烈的時代氣息，形成了優雅的浪漫主義設計風格。
（2）從技術和文化的角度賞析高一學生設計的海南華僑中學雕塑。
（作者：海南華僑中學徐道安） 教學案例3.2-5 結合本地的經典建筑進行教學
一、教學目標
1．學會觀察結構的實用性和美；
2．能從技術和文化的角度欣賞并評價經典結構設計的案例。
二、教學內容分析
本節教學是通過以開平碉樓為案例，引導學生從技術和文化角度欣賞結構。
三、教學媒體運用
通過多媒體方式向學生展示豐富的碉樓圖片，讓學生欣賞，指導他們進行分析。
四、教學過程
1．優秀結構設計應是功能與形式的完美統一。介紹賞析結構設計作品的兩個角度——技術與文化。
2．還可以從哪些方面賞析結構設計作品？鼓勵學生積極思考，想出更多的評價角度和評價元素。3．通過提問：你知道有“開平第一樓”之稱的“瑞石樓”在開平的什么地方嗎？你知道瑞石樓是誰在什么時候建造的嗎？引入案例——開平市瑞石樓，讓學生先說說知道的有關瑞石樓的一些情況，充分調動學生積極性，然后再引導學生從技術角度和文化角度對瑞石樓進行賞析。在賞析的過程中，應注意讓學生關注結構的文化特征，鼓勵學生以后再自己的設計作品中注入更豐富的文化內涵。在講課的過程中還可以插入一些有關碉樓的小故事。
4．從材料、結構設計、審美、歷史背景、文化等角度來引導學生欣賞其他碉樓圖片。
5．讓學生交流討論，分析自己知道的一座碉樓。
6．綜合實踐部分可讓學生自動組成研究小組課后調查研究，然后每個小組寫一篇科技小論文。
教學后記：之所以選碉樓作為分析案例是因為在開平市隨處可見，對自己家鄉的食物學生相對比較熟悉，也比較感興趣；通過對碉樓的賞析有利于增強學生對生活中一些結構的分析能力，也有利于增強對家鄉的熱愛之情，正如課前所預料的那樣，課堂氣氛很好，學生都非常積極，收到了良好的教學效果。
（摘自廣東開平市開平中學高老師教案）§3.3 流程與設計
課程標準
1．了解流程的含義及對生產、生活的意義。
2．通過對典型的工作流程和生產工藝流程案例的分析，理解流程中的時序和環節的意義，學會閱讀簡單的流程圖。
3．能分析流程設計中應考慮的基本因素，并畫出流程設計的框圖。
4．能解釋流程的改進與設備、材料等之間的關系，能概括某種簡單生產流程優化過程中所應考慮的主要問題。
5．能對生活、生產中的簡單對性進行流程設計或流程的改進設計，并用文字或圖表說明流程設計方案的特點，或者流程的改進方案的優越之處。一、內容結構圖二、內容及其要求三、重點難點分析
（一）重點分析
1．流程的時序和環節
時序和環節是深入理解流程的兩個核心概念。一個是從時間序上對流程的理解，一個是從事物發展的內在規律上對流程的理解。
2．繪制流程圖
為了幫助學生閱讀和理解生活、生產中的流程，用圖表或文字表達流程設計。
3．流程的改進與設備、材料等之間的關系
為了提高工作效益、降低生產成本、節約能源、保護環境等，生活生產中不斷出現對流程的改進需求，設備、材料、工藝等新技術的發展也影響著流程的改進。（二）難點分析
1．分析流程設計應考慮的因素
分析流程設計中應考察的主要因素，是進行流程設計的重要前提，不同的流程設計需考慮的因素各有側重，各因素之間相互關聯、相互制約，需慎重分析。
2．流程的設計與優化
流程的設計一般是要理解該流程應遵循的內在規律，明確影響流程的主要因素，二是要對流程的環節和時序進行科學合理的安排。流程的優化一要正確分析優化的目標，二要分析可優化的參數，三要分析通過何種途徑實現優化等。這些過程性分析需要學生綜合運用本主題的學習內容來完成。 四、教學建議
本單元研究的是生活和生產中的流程，內容相對來說比較容易理解，這里不僅僅是交給學生有關流程的知識，還要與學生一起探究有關流程所蘊含的思想和方法，以及這些思想和方法在生活和生產中的運用。
1．從學生生活實際出發，使其了解流程的含義及對生產、生活的意義
流程是技術領域中一個非常重要的概念，應用非常廣泛，對提高工作效率，實行科學管理等都有重要的意義，如各種工作流程、工藝流程。而不同領域里的流程，它們的思想和方法是相通的。學生也許對流程的概念并不了解，但流程的意義并不難。在教學設計中，可以通過與學生一起分析身邊的案例來理解流程的含義和意義，比如新生入學的注冊流程等。但是，在用實例講清了流程的含義之后，一定要讓學生知道，為什么要研究流程？要從質量、效率和管理等多方面去說明流程的作用。 教學案例3.3-1
通過讓學生回憶和分析自己在生活中碰到的許多流程的例子，讓學生理解什么是流程。還可以設置一些討論題，引導學生理解流程的含義及其作用。比如，讓學生回憶以前銀行存取款流程和現在的銀行存取款流程，感受其中的變化。以前銀行存取款流程：儲戶將填好的取款單連同存折一起遞入柜臺；記賬員手工查賬、記賬并作憑單；憑單入柜保存；付款員付款，返還儲戶存折。現在的存取款流程：儲戶將存折交給柜臺說明請求并報數，工作人員在計算機上查賬、記賬并作憑單，同一工作人員付款及返還存折。也可以讓學生談談自己在提款機上提款的過程，再來分析這些過程中哪個流程更有效率和方便，為什么會有這樣的變化等問題。從學生身邊的生活事例導入著手，學生有實踐體驗和感受，就能吸引學生的注意和興趣。 也可以列舉更多的生活或生產中的流程應用實例，比如，申領身份證的流程：兩居民身份證的居民應到屬地派出所按規定填寫《申請入戶（申請居民身份證）登記表》，交驗《戶口簿》，交近期（指六個月內）一寸正面免冠大頭像照片兩張，領取《申、換、補領居民身份證或臨時身份證收照單》。比如CD-ROM的復制生產流程：預制主片、制主片、電鑄、復制、印刷和包裝等。可以更多地啟發學生回憶自己經歷和認識的流程應用案例，比如，讓學生談談自己的生活或者參觀工廠的經歷，引導學生在自己的生活體驗與教材概念之間建立起聯系。2．通過對典型的工作流程和生產工藝流程案例的分析，強化學生對流程中的時序和環節意義的理解
在教學設計中，要結合具體的典型案例來分析和理解時序和環節的意義，特別是常見的工作流程和生產流程。由于學生對生產的流程不是太熟悉，可以選擇一個有代表性的生產流程案例，和學生共同分析，使學生學會閱讀一些工藝機理不太復雜的流程圖。比如奶粉的生產流程、洗衣機的洗衣流程、合成氨的生產流程等。教師要關注學生身邊的世界，引入與學生生活密切相關的案例，并把自己的認識與日常的生活實踐結合起來。引導學生注意觀察生活中需要讀懂流程圖的場合，知道流程圖有多種多樣。 教學案例3.3-2
列舉并分析一些學生經常會經歷的經典流程案例，比如，某醫院的就醫流程： 通過分析這個學生共有體驗的典型流程圖案例，講究以過程中對步驟和順序的認識和體驗提升到對流程學習中的環節與時序概念的理解。在學生對環節與時序的含義有所認識和理解后，教師可以引導學生對這個流程中的環節和時序所包含的內容進行簡單分析，并對環節的如何劃分和時序是否可以調換做進一步討論。比如就醫流程中的哪些環節可以合并，哪些環節可以再分解，在什么情況下就醫流程中的某些環節的時序可以調換等問題。 通過上面案例的分析，可以讓學生根據自身的生活體驗和感受，列舉并分析一些類似的生活中流程應用的案例，比如學校的入學注冊流程，圖書館借還書流程，等等。
生產中流程多表現為生產的工藝流程，比如可以以某水廠的自來水生產工藝為例（共分為四道生產工藝）： 自來水的生產工藝與學生的生活密切相關，學生在生活中每天離不開水，這樣的案例分析學生比較容易理解，更能吸引學生的注意力。 3．引導學生分析流程設計中應考慮的基本因素，并畫出流程設計的框圖
教學中要牢牢把握，設計流程以分析事物的內在性質、規律和相關因素為基礎，以時序和關節為設計的主要線索，將實物按一定的時序分解成若干環節。也要讓學時知道，生活、生產中的流程有“顯性”和“隱性”兩種情況，“顯性”流程情況相對比較容易描述，“隱性”流程相對復雜，需要大量的試驗和探究才能得出。流程設計中，時序和環節的設定和表達要簡要、明確、操作性強，并且前后連續，銜接緊密，同時環節與環節之間必須是可以切分的。教學案例3.3-3
在這部分教學中，為了能夠比較直觀地讓學生對流程設計的分析有所體驗，又不能顯得太復雜和神秘，可以考慮一些學生生活中可能遇到的問題讓學生進行流程設計分析，比如，請學生考慮以下問題，并進行操作流程設計：
為了正確發揮排油煙機的作用，在用煤氣灶和烹飪時，如何安排油煙機與煤氣灶的操作流程才是最合理的？
通過對排油煙機、煤氣灶的內在性質和工作目的的分析，以及它們與烹飪之間的關系，可以得出比較合理的操作流程為：開排油煙機→煤氣灶點火→做飯→煤氣灶關火→關排油煙機。 4．通過流程的改進與設備、材料等之間的關系，概括某種簡單生產流程優化過程中所應考慮的主要問題，培養學生的能力。
流程的改進和優化是一個持續的、統一的活動過程，通常以提高工作質量、提高工作效率、降低成本、節約能源、省力、減少環境污染等為目的，評價流程的改進和優化的效益就是以是否達到這些目的為標準的。在進行教學設計時，就是讓學生能夠基于案例分析得出結論。流程的改進和優化，首先是以分析現有工作流程中存在的問題進行診斷為基礎，再根據分析診斷的結果對流程進行簡化和重組。而流程的改進與優化同新技術、新材料、新設備的生產與應用是密不可分的，每項新技術、新材料、新設備的產生與應用都會推動流程的改進與優化。 教學案例3.3-4
以儲蓄所取款流程的改進為例，分析流程優化的目的以及應考慮的問題。以前銀行取款流程為：填單記賬存單付款



在這個流程中，顧客需要手工填單，一名工作人員需要手工查賬、記賬和作憑單，還要把憑單入柜保存，還需要一名工作人員驗單付款。對顧客來說，要填單，還要等候，既不方便，也不快捷，而對銀行來說，須要2名工作人員，工作效率不高。而現在的銀行都普遍采用計算機管理，則原來銀行取款流程優化為：
報數記賬付款


這樣的優化減少了中間環節和工作人員數量，方便了顧客，銀行的工作效率也得到了提高。從中可以看出，這種流程的改進和優化是靠提高銀行的辦公設備和工藝水平為條件而得來的，屬于工藝優化。
也可以讓學生回憶自己在提款機上提款的過程，并畫出提款機提款的操作流程圖，再來分析它的操作流程相對于上面的這些流程哪個更有效率和方便，為什么會有這樣的變化等問題。5．通過對生活、生產中的簡單對象進行流程設計或流程改進設計，引導學生將流程的基本知識應用于技術實踐
讓學生從生產、生活或學習中選擇一個對象，按照設計的一般過程進行流程設計或者進行流程的改進和優化。實踐的對象選擇很重要，要選擇與學生生活密切聯系的實踐對象，嘗試將流程設計的思想和方法運用到實踐中去，服務于自己的生活和學習。學生理解和改進工業生產中復雜的流程有困難，可以讓學生結合研究性學習和社會實踐中提出有關問題進行討論和研究。總的來說，就是要讓學生經歷典型的技術設計、制作與評價過程，將流程的基本知識應用于技術實踐的過程，從而掌握流程設計的基本思想與方法。 教學案例3.3-5
由于學生對于生產中的生產工藝流程不是很了解和熟悉，讓學生對生產流程進行改進和優化的難度較高，也很難吸引學生的注意和興趣，在教學設計和實踐中，安排學生進行流程設計實踐時，可以讓學生對自己能夠或者已經有體驗的生活和工作流程進行改進和優化，這樣學生參與程度會更高、更積極。對于中學生來說，由于知識和經驗的限制，流程的改進設計往往比設計一個新流程的意義要大得多，也更容易實踐和掌握。
比如讓學生回憶自己作為新生入學時的注冊過程，分析這個過程中的環節和時序，畫出新生報到的流程圖，并分析該流程還有哪些環節和時序可以進行改進和優化，而實現改進和優化所需的條件有哪些，說明改進或優化后的流程相對于以前的流程有哪些優越性，并畫出改進或優化后的流程圖。 §3.4 系統與設計
課程標準
1．從應用的角度理解系統的含義。
2．通過簡單系統的案例分析，理解系統的基本特性，初步掌握系統分析的基本方法。
3．理解系統優化的意義，能結合實例分析影響系統優化的因素。
4．通過簡單系統設計的案例分析，初步學會簡單系統設計的基本方法。
5．確定一個生活或生產中的簡單對象，根據設計要求完成系統的方案設計。一、內容結構圖二、內容及其要求三、重難點分析
（一）重點分析
1．系統的概念
對系統的概念的正確理解是學習系統分析和系統設計的起點。重點從構成系統的三個條件既系統的組成、系統各組成部分之間的關系、各部分形成整體的功能等角度來理解。
2．系統的基本特性
系統的基本特性構成了系統的基本思想。著重從系統的整體性、相關性、目的性、動態性等角度理解。
3．系統分析
對于具體問題進行系統分析，是進行系統設計的基礎和前提。在此應著重把握系統分析的一般步驟。（二）難點分析
1．系統分析
系統分析雖然有原則和步驟可循，但在方法上卻具有較大的靈活性和綜合性。對于不同的系統，需要根據其內在的規律進行分析、比較和試驗，為系統設計提供依據。
2．系統優化
系統優化難在首先要找準系統優化的目標，其次要酌情選擇一定的方法和手段實現優化。系統優化的方法和手段，又依賴于對系統的分析以及對系統中重要數據的處理上。系統優化往往涉及數學方法，如數學模型的建立等。
3．系統設計
系統設計是學習結果的綜合呈現，既有學科知識的綜合又有系統的技術思想和方法的綜合，簡單的系統設計方案的制定和實現對學生具有一定的挑戰性。 四、教學建議
系統論、信息論和控制論是橫跨多學科的綜合科學，被稱為“三論”。“三論”作為科學方法論，顯示了對復雜事物研究的特殊有效性。它們雖然起源于自然科學，但是由于它們具有高度的抽象性和普遍適用性，正在日益廣泛地向各個領域滲透。系統論的思想和方法及其豐富，在社會、政治、經濟、科教等各個方面得到了廣泛的應用。技術課程中的“系統”所包含的內容雖然很簡單，但其中滲透的思想和方法具有普遍意義，使學生技術素養培養的精華所在。本節課的教學，應讓學生初步領悟系統的一般思想和方法。如從整體出發分析和處理問題的思想和方法；從系統結構分析系統特性的思想和方法。1．注意引導學生從應用的角度理解系統的含義
教學設計中，要通過學生能看得見的具有系統特性的實際案例，讓學生從應用的角度來理解系統的含義，系統的概念看似抽象，其實是很具體的。如果讓學生僅從概念上來理解系統的特性，是比較抽象和枯燥的，這時，如選取一、兩個具有典型意義的系統案例進行分析，來把握系統的特性，就比較直觀、形象，如果能讓學生自己總結出這些特性，就更好了。這里關鍵是案例的選取和教師的引導。 教學案例3.4-1 分析系統的應用典型案例
其中幾個重要的概念：傳動裝置、齒輪比、傳動比、傳動行程。
這里可以以自行車的組成部分、各組成部分之間的相互聯系和它們的功能為例引導學生認識系統的定義和系統的一般分類，引導學生理解系統的重要特性，達到強化對系統理解的目的。
類似的，也可以用其他的案例的分析來闡明系統的含義、分類和重要特性，比如臺燈的系統構成、手表的組成等不太復雜的案例。當然也可以引用一些關于系統知識的俗語、故事和案例來加以說明，比如，“單眼網捕鳥”的寓言故事、達爾文關于“貓→野鼠→土蜂→三葉草”食物鏈的學說、“一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”、“三個臭皮匠頂個諸葛亮”等故事，都是系統思想應用的典型案例。 2．讓學生通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本特性，初步掌握系統分析的基本方法
課標只要求學生掌握粗淺的系統分析的基本方法。要掌握系統的分析的基本方法，離不開案例分析，教學設計中要精選案例，要善于引導學生從案例分析中總結規律和方法。系統分析首先從整體出發，提出整體目標，在考慮整體目標的前提下，考慮各個子系統與各部分之間的關系，始終著重整體與部分之間的相互聯系、相互作用、相互制約的關系，從而揭示系統的概念與規律。系統的特性構成了系統的基本思想。一般來說，學生對系統分析的概念并不熟悉，教師最好要多找一些案例來講解，讓學生樹立起系統分析的概念。 教學案例3.4-2
通過從幾個方面對自行車簡單構成系統的案例分析，討論其系統內部、系統與環境之間的多種關系，可以通過幾個問題的討論總結出系統的重要特性。例如：
1．討論人們為什么要發明自行車？
這個問題引導學生理解構成系統的目的性，理解系統都是以實現某種特定的功能為目的的。構成系統的目的一般是通過更具體的目標來實現的，比如自行車在不斷地改進過程中，目標要求有沒有發生變化？
2．自行車是由那些零部件組成的？這些零部件是如何配合工作的？
這些問題就是要引導學生理解系統的整體性。部分是構成系統整體的基礎，沒有這些組成部分就沒有系統的整體；但是系統的組成部分又是具有相對獨立的部分，離開系統整體，這些組成部分就失去了作為系統組成部分的意義。系統的整體功能不等于它的各個組成部分功能的簡單相加，它同時具有改變各組成部分性質，放大或縮小組成部分功能的作用。整體性強調的是各組成部分之間，組成部分與系統整體之間的協調和有機聯系。
3．在騎自行車時，如果一個部件出現了故障，會影響其他部分部件的工作嗎？而改進了某個部件，會帶動其他部件工作性能的提高嗎？
這些問題的討論會引導學生理解系統的相關性。系統的相關性強調各組成部分之間的相互關聯、相互作用、相互制約的關系。 3．注意結合實例使學生理解系統優化的意義，分析影響系統優化的因素
教學中，要結合實例引導學生分析影響系統優化的因素。要認識到，一個系統并不是一經產生就是很完備的，為了使它進一步適應外界環境，提高系統的有序性及整體的運行效果，需要不斷地對系統進行優化。在不同的系統中，影響系統優化的因素是有區別的，要注意分析組成系統的各部分對系統的重要程度，在動態中協調整體與部分之間的關系，使部分目標服從整體的目標，達到系統的最優化。而為了系統達到最優化的目的所提出的各種解決方法，稱為最優化方法。教學案例3.4-3 建造隔音墻改善車流噪音污染
通過“建造隔音墻改善車流噪音污染”的案例定性分析，體驗系統優化的意義。
【背景材料】2005年的新春，南京市人大十三屆三次會議上，王湘等10位代表共同提交議案，呼吁為城西干道沿線的居民和學校解決車流噪音污染問題。“城西干道從大橋南路到賽虹橋立交橋，是南京市貫穿城市交通的大動脈。2000年城西干道全線貫通，因為有了城西干道，許多從大橋過來的車輛不必經過市中心就可以便捷地通過包括城西干道在內的繞城公路通行。城西干道的出現，雖然帶來了交通便捷，但也給沿線的數十萬市民帶來了噪音之苦。從大橋經過城西干道的車輛大多數是重型載貨車和大客車，而且城西干道每天的車流量非常大。據調查，白天暢通時城西干道上的車輛平均時速為80km/h，晚上可以達到100km/h。重量大，速度快是城西干道上車輛的一大特點，車身和空氣的摩擦聲、發動機聲是噪聲的主要來源。城西干道沿線分布著大量的居民區，按照國家相關環保標準，這里屬于商業、住宅、文教混合區，白天最大噪音不超過60dB（分貝），晚上最大噪音不超過50dB。但是兩邊的居民區噪音全面超標，在離高架橋不到5m的重噪音區圣淘沙花城19樓的一戶人家，更是測出了開窗峰值81.6dB，谷值65.8dB，關窗噪音峰值66.7dB、谷值54.2dB的超標噪音。長期生活在噪音中，人的健康會受到損害，可能導致心血管疾病和神經系統疾病。 城西干道沿線不僅有居民還有學校，有的住校學生戴耳機睡覺；上課時教師用喇叭講課；有的學生說：“在城西干道邊上住了四年，記得剛進校的時候整整一個星期就沒睡著覺。后來終于慢慢習慣了，如今到了夜里打雷都不醒，只是時常覺得精神疲勞、頭疼，還有點健忘。“噪音已經傷害到這些學生的神經系統。
21世紀的城市人居環境不僅要講究安逸更要講究健康，現在正在建設中的城東干道高架橋已經做了隔音墻的規劃，希望有關部門能考慮到城西干道沿線眾多居民區和學校的存在，也在這一區域安裝隔音墻，免去市民的噪音之苦。
教師：問題提出來了，怎樣能夠改善城西干道周邊附近噪音的污染，優化居民樓、學校等大環境系統。
學生1：降低車體本身的噪音；
學生2：讓車流在此路段減速通過；
學生3：讓車到遠離學校；
學生4：修建隔音墻。 教師：隔音墻的根本作用是改變噪音的傳播途徑，以達到改善污染的目的。
交流討論：
分小組討論，派代表發言：
學生：具體測量噪音嚴重的程度。通過實地調查城西干道車流附近學校、居民樓過其他建筑的規模數據來確定。
隔音墻的墻體結構及外形怎樣考慮？
學生：隔音墻的墻體結構及外形應為墻體垂直或略向車流一側傾斜；墻的頂部形狀略向內側適度彎曲；如果道路兩側的建筑比較高時，修建的隔音墻高度就要很高，故應建成封閉式的；墻體內側表表面應該做吸收聲音處理。
隔音材料的主材料怎樣選擇為好？
學生：利用隔音墻可以將噪聲反射到上空，但晉江噪音反射到上空是不夠的，還要使用很好的色隔音材料。拿出幾套采用不同隔音材料的方案，列表說明，在筋骨、美觀、經濟（造價、維修）等因素間權衡、比較、決策。建造隔音墻的投入與改善車流噪音污染的總效果應如何評價？
學生：做到頭最小和效果最好；作必要的驗證試驗。
教師：系統優化。
北京市崇文區的夕照寺和幸福北里緊鄰京山鐵路，由京山鐵路進出北京站的列車必經這個居民區，每天有140多列火車通過，在鐵路兩側修建了隔音墻。共有1100m長，高度分別是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。這一地段是距鐵路最近，人口最稠密的地段，建造隔音墻前后對比檢測表明，噪音平均降低至61-62dB，比過去降低8.6-11.4dB，低于國家規定的70dB。對于香港城市高樓林立的情況，在高速公路兩側如果修建隔音墻則必須修得很高才可以，如果墻修得太高，那么抗風暴的能力就會大大減弱。為增加抗風暴能力，選材料就會大大增加成本，這樣修建隔音墻就不是合適的優化方法。
教師：系統優化的意義就是以最小投入，獲取系統的最佳效益獲最佳功能。
再舉例，在蔬菜、西瓜的種植中，要使蔬菜防病和提高產量，要使西瓜具有抗御低溫的能力，就應采用嫁接技術，這是一項增產、增收的栽培技術，嫁接的西瓜比自根西瓜增產1倍以上。
又如，建筑材料的改進也是一項優化技術，以往建筑物的墻體多采用實心磚，現在采用了空心磚，在保證強度、隔熱隔音效果的同時，節省了材料。
（摘自北師大天津附中張莉教學案例） 教學案例3.4-4 家庭照明系統設計
針對學生生活經驗和實踐不足的情況，教師要注意引導學生學習和掌握室內照明系統所涉及的基本知識和技能。例如：
（1）系統設計的目的與要求：
分析室內照明系統的功能需求，書房、臥室、客廳、廚房、衛生間和客房的照明要求是什么？
（2）系統組成部分之間的相互聯系和作用：
針對不同的照明需求來選擇怎樣的燈具？如何計算家具總用電量？室內照明電線鋪設的安全標準是什么？
系統設計方案及其優化：（略）
在教學實踐中可以讓學生分成學習小組進行設計并給出設計方案，使學生在技術實踐中學會系統設計的方法，教師引導學生進行總結和提升。 4．指導學生確定一個生活或生產中的簡單對象，根據設計要求完成系統的方案設計
由于系統設計的理論知識在課程中內容不是很多，也不是重點，因此可以考慮和設計實踐一起進行。對于系統設計實踐的要求，可以只要求寫出設計報告和系統分析，不要求付諸實施。有條件的可以作為研究性學習的課題來進行。教學中，對學生系統設計實踐的要求可以是一個簡單的系統設計，也可以是復雜的系統設計。應注意設計一個簡單的系統并不是最終目的，最重要的是掌握系統設計的思想和方法，并將這種思想和方法運用到自己的生活、工作和學習中去。 §3.5 控制與設計
課程標準
1．理解控制的含義及在生產和生活中的應用。
2．分析典型案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
3．能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
4．能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
5．了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖并形成初步的控制設計方案。
6．能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。一、內容結構圖二、內容及其要求三、重點難點分析
（一）重點分析
1．控制的含義
理解控制的含義是學習控制與設計的前提。
2．開環控制系統與閉環控制系統的工作過程
開環控制系統是生活和生產中應用較多的控制系統，閉環控制系統則多應用于控制精度要求較高的場合，對兩種控制系統工作過程的分析是控制與設計的重要學習內容。
3．控制系統中的被控對象、被控量和控制量
分析和設計控制系統，首先要分析并確定控制系統中的被控對象、被控制量和控制量。
4．干擾與反饋
干擾因素與反饋是控制系統中的重要概念，兩者緊密相聯，反饋因克服干擾因素而存在。 （二）難點分析
1．閉環控制系統工作過程和方框圖
與開環控制系統相比，閉環控制系統多了一個反饋回路，由此導致與開環控制系統的差異，工作過程和方框圖要相對復雜一些。
2．干擾因素分析
閉環控制系統中，對干擾因素的判斷是前瞻性的，有賴于對控制系統的控制過程的熟悉、對控制系統周邊環境的分析，需要綜合分析能力和判斷力為基礎。
3．控制系統的設計
控制系統的設計，屬于較專業的范疇，本主題僅要求進行簡單的開環或閉環控制系統的設計，有條件的可以付諸實施并調試運行。四、教學建議
1．從學生熟悉的事例入手，講解控制的含義
在這一部分的教學中，首先要從熟悉學生的事例入手，讓學生知道控制是處處存在的。接著介紹什么是控制并能列舉身邊存在的控制事例。
要用生活、生產、軍事、社會、管理等多方面的事例，讓學生知道控制技術應用的廣泛和深入。讓學生得到“離不開控制”、“喜歡控制”、“希望了解控制”的初步體驗。 教學案例3.5-1
一、教學目標
1．理解控制的含義
2．積極觀察生活，能從生活中所遇到的和所觀察到的事物中識別出各種受控對象和受控過程。
3．對控制技術產生強烈的興趣和好奇心，并把它轉化為對后續知識學習的動力。
二、重點難點
1．分析案例的控制過程與結果。
2．體會控制技術的廣泛性和重要性。
課時安排：2課時。
三、知識提綱
1．控制理論
（1）公元前300年出現；
（2）瓦特最早也用于工業；
（3）1948年，維納的《控制論》出版標志著學科的誕生。2．事例
（1）計時水鐘；
（2）飛球控制器；
（3）電燈開關；
（4）學生設計的密碼箱、風扇可調開關。
四、教學思路
從介紹各種控制裝置入手，建立關于控制的初步認識和感性經驗，通過“討論交流”活動強化，并形成關于對控制的基本認識和對控制的描述，同時認識到控制及控制技術應用的廣泛性以及學習控制與設計的意義。
不要求學生對什么是可制作精確的口頭或文字表述，但應通過各種學習活動對其有較深刻的理解。較好地了解控制系統的構成要素，以此為依據分析判斷生活中哪些是控制系統，怎樣實施控制過程。
（摘自海南農墾中學陳玉杰教學案例）2．在對核心概念講解的基礎上，讓學生進行簡單控制系統的分析
（1）手動控制與自動控制。首先要通過具體的手動 控制事例講清“人”在該控制過程中的作用。在介紹自動控制概念時，最好是在列舉的手動控制的基礎上說明如何用控制裝置來替代“人”的作用而形成的自動控制系統的。這樣做，能清楚地說明手動控制和自動控制的聯系與區別。
提示：手動控制，又稱人工控制。這種控制的主要特點是以人的部分器官作為控制環節參加到了控制的過程之中。和其他控制器一起，共同完成了控制任務。這種事例在許多教材中都能找到。特別需要強調的是，人作為控制系統的操作者，給控制系統施加輸入指令的行為，不能視為“作為控制環節參加到了控制過程之中”。 （2）開環控制與閉環控制。這是本節課的核心內容。需要下大氣力讓學生比較好地理解與掌握其主要教學內容。使之達到：能陳述開環控制系統的特征；能具體陳述閉環控制系統的特征；能對比開環控制系統和閉環控制系統，分析它們的特點。
（3）控制系統的工作過程。這個部分的主要內容是，通過具體的控制案例，講清開環控制系統和閉環控制系統是怎樣完成控制要求的。對開環系統來說就是要說明給定一個輸入量后，怎樣產生一個對應的輸出量。對閉環系統來說就是要講清當輸出量和輸入量有偏差時，系統是怎樣消除偏差的。要求學生能畫出簡單的閉環控制系統的方框圖，理解給定量、被控量、反饋等概念。理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。在本主題中，限于學時以及高中學生現有的知識水平，對控制系統中的控制器、執行器、傳感機構和被控對象等環節只限定一般性的理解，不做進一步的要求，不去討論其內部的工作過程，只需把它們看作黑箱，了解其輸入和輸出之間的關系。正反饋控制問題在此不做研究，對于簡單的開環控制、單回路負反饋控制以外的其他控制方式不作討論。
在教授控制系統的工作過程時，如果教師能夠提供簡單明確的教學演示，對教學效果是有很大幫助的。建議教師能制作具體的演示教具。 （4）控制系統的方框圖和主要控制術語。這個內容一般是在講述控制系統的工作過程時一氣呵成來完成的。最好安排一定的時間，讓學生多做幾個練習使之達到比較熟練的程度。
（5）控制中的干擾及克服。一般的控制系統都是開放的系統，和外界都存在一定的信息交流，有的信息會對控制來說就是干擾。這是干擾產生的根本原因，教學中要結合具體的控制系統來說明外界是怎樣對控制產生影響的。需要指出的是，干擾對開環控制和閉環控制都應有作用，只是開環控制抗干擾的能力差，閉環抗干擾的能力較強。
需要說明的是，對于控制系統的分析，上述各知識點的排列順序并不是教學順序的安排。只要能達到所要求的結果，就像對教材的處理一樣，教師在教學中可以靈活組織內容。 教學案例3.5-2
第二節 控制系統的工作過程與方式（1課時）
一、教學目標（略）
二、教學內容分析（略）
三、學習者分析（略）
四、教學策略（略）
五、教學資源準備（略）
六、教學過程
1．設置引導材料
教師活動：
（1）波動教師電燈開關，電燈的亮與不亮與手動有關。
（2）播放圖片，聲光感應開關，當有聲音時燈亮。
（3）播放圖片，紅外線感應出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。
（4）播放圖片，賓館門自動門，當有人進入，門自動開門。
師生歸納、抽象以上活動的特征。
學生活動：輸入一個信號（如手撥開關）對應著輸出一個信號（如燈亮或不亮）。 2．開環控制系統工作過程、特征與舉例
教師活動：燈的開關控制的過程、框圖：輸入信號—開關—等—輸出信號（圖略）。
（1）分析簡單開環控制系統的工作過程。
（2）到處開環控制系統特征：系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。
（3）引導學生分析：
■生活還有哪些開環控制系統？
■這些開環控制系統給人們的生活生產帶來什么方便？
■針對事例說明開環控制系統的特征。 學生活動：
（1）分析自動烘手機工作過程：是靠著紅外線感知手的靠近過程，沒有人用的時候，鼓風機和加熱電爐絲都自動切斷電源。當手的溫度在紅外傳感器監視范圍之內的時候，烘手機就啟動。
（2）寫出：感應出水龍頭的控制框圖，賓館自動門的控制框圖，最后歸納出開環控制系統的一般方框圖。
（3）列舉生活中開環控制系統實例。
（4）居民樓道里使用的是自動聲控燈。這種等有很多好處，它可以節約能源，還可以減少開關的磨損，極大方便了人們。
（5）認識開環控制系統是生活生產中最常用的方式，它的輸出僅受輸入控制。3．開環控制系統典型應用案例分析
教師活動：“希羅自動門”控制的工作過程分析。（資料：公元1世紀,希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置(圖1)是最早利用氣壓和液壓為動力的自動門。如圖所示，祭壇點火使1的空氣膨脹，水流入2，利用水的重量使軸3滾動,將門打開。祭壇滅火，門即自動封閉。現代自動門的操縱主要有三種方法(圖2)。①腳踏板式：在踏板之下裝有壓力開關。②光電束式：在門的四周設置光束發射裝置和光電傳感裝置。③按鈕方式：用手按類似開關的按鈕使門扇打開。自動門以滑動、鉸鏈或折疊等方式啟閉門扇。為了防盜，必需同時裝有特殊的設備，例如家庭用的自動門就需要裝設來人識別裝置或電視監督器等，對家庭以外的職員進行嚴格限制。自動門在商場、賓館、飯店、機場、車站、銀行等場合已得到廣泛應用。） 3. 學生活動：
（1）畫出“希羅自動門”控制方框圖。
（2）分析一個開環控制系統工作過程。
4．開環控制系統的試驗
教師活動：
（1）說明試驗的基本步驟。
（2）指導學生觀察拉動線繩，紙猴表情的變化（圖略）。
學生活動：
（1）制作一個紙猴，拉動背后的線繩（輸入），紙猴的表情發生變化（輸出）。
（2）觀察、體驗輸出信號與輸入信號之間的對應關系。
5．練習、討論
教師活動：教師適當組織、引導。
學生活動：
（1）畫出酒店自動叫醒服務控制系統方框圖。
（2）當系統自身計時出現誤差時，叫醒服務時間是否準確？系統能否修正這一誤差？
6．小結
教師引導、補充。學生歸納、整理本課內容，學習收獲。 七、教學反思
社會生活中，開環控制系統具有十分重要的實踐意義，本節課通過對開關控制系統中控制工程的理解，有助于學生將日常所見控制事例上升到運用技術思想和方法理解、分析，并學會應用簡單的開環控制方法來解決現實生活中遇到的問題，有助于發展學生良好的邏輯思維品質。
本節課沒有從概念入手，先講什么事開環控制系統、工作過程如何、框圖如何畫等，而是選擇適當材料，從實際的分析開始，與學生共同歸納、抽象實例的特征，從而引出開環控制系統工作過程的分析，課堂教學一個重要特點是，淡化對概念或定義的描述，側重機理的分析。我認為，這是技術課程教師需要引起重視，也是它有別于科學類課程的不同之處。
課堂上從材料分析，到開環控制系統特征和框圖的歸納，到學生尋找生活中開環控制事例，到經典案例分析，到學生動手試驗，再到討論、練習、小結，環環相扣，設計流暢，學生始終參與全程教學活動，能吸引學生注意力，引導學生思維步步深入，從認識問題、分析問題到解決問題，符合高中學生認知規律，使學生體會到控制系統的系學習并非高不可攀。本節課教學為后續學習打下了良好基礎。
（摘自普通高中通用技術網，作者：段青）教學案例3.5-3
教學目標：
1．建立控制實施的工作過程（針對開環控制和閉環控制）的經驗或體驗。
2．清楚一般控制系統的組成要素，熟悉簡單控制系統的工作過程。
3．掌握控制過程的一般描述方法。
4．感覺、體驗控制設計的一般思想方法和技術方法。
重點難點：
1．區別開、閉環信息流的傳遞方式。
2．控制過程分析。
課時安排：2課時。
知識提綱：
1．控制系統組成：傳感器、控制器、執行器、被控對象。
2．控制系統分類：開環控制系統、閉環控制系統。
3．控制系統框圖：各環節、輸入量、輸出量。
教學思路：
1．組成結構
2．開環分析
3．閉環分析
4．兩環比較
5．習題鞏固
（摘自海南農墾加萊高中陳玉杰的教學案例） 教學案例3.5-4 控制系統的工作過程與方式
教學目標：
1．分析典型案例，熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
2．熟悉閉環控制系統的基本組成，能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖。
3．理解閉環控制系統中的控制器、執行起的作用。
教學內容分析：
“控制系統的工作過程與方式”選自教材《技術與設計2》（江蘇教育出版社）的第四單元第二節。
“控制系統的工作過程與方式”這節的內容包含“控制系統”、“開環控制”和“閉環控制”三個內容。它是學習了控制在人們生活和生產中的的應用后，進一步學習控制系統的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統：開環控制和閉環控制，并熟悉它們的工作原理和作用。
根據學生已經學習的內容和認知特點，利用兩個課時來完成本節的教學，讓學生通過對典型控制應用案例的深入分析，引導學生對控制系統在生活生產中的應用分析，進而熟悉控制系統的基本組成和工作過程，通過對開環和閉環控制系統基本組成和工作機理的學習，進而掌握和理解這兩種控制方式的重要作用。教學對象分析：
學生在前面的學習中已經學習和分析了控制在生活、生產中的應用，獲得了有關控制及其應用的初步感性認識和體驗，但是對控制的基本工作方式和工作機理還缺乏了解，他們對進一步了解控制系統的知識是有探究的欲望的。結合前面的應用案例分析，進一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎樣的工作方式，是學生學習的最近發展區。
教學策略：
結合具體的教學內容和目標，本章的教學采用“案例情景——機理分析——總結歸納——認識提升”的模式展開。在教學中把知識點的教與學至于具體的案例情境中，通過豐富而貼近生活的案例使學生從生活體驗到理性分析的思維升華過程。同時關注學生能否用不同的語言表達、交流自己的體驗和想法。通過富有吸引力的現實生活中的問題，是學生回想和體會控制系統的工作過程，激發學生的好奇心和主動學習的欲望。讓學生本著“回想→分析→聯想→猜想”的思維過程，對教學內容進行步步展開，使學生親歷自主探究和思維升華的過程。
學法：
鼓勵學生自主探究和合作交流，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發展。注意引導學生體會控制系統的工作過程和方式，特別是理解閉環控制的工作過程以及構成的作用。教學過程：
1．控制系統
【案例分析】
自行車速度控制的實現過程、電風扇轉速的控制過程、自動門的控制過程、遙控電視頻道更換的控制過程、航空模型的控制過程。
（畫出控制過程方框圖）
【總結】
一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出。
任何一種控制的實現，都要通過若干個環節，這些環節構成一個系統，稱為控制系統。
控制系統的輸入、輸出之間有一定的對應關系。
【馬上行動】
控制系統一般分為開環控制系統和閉環控制系統。
2．開環控制
【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系統控制過程呢個分別引出兩個名詞：輸入量和輸出量】
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制通稱為開環控制系統。開環控制系統的方框圖：輸入量控制器執行器控制量被控對象輸出量【案例分析】
自動門的控制系統、水泵抽水控制系統。
【學生舉例并分析】
公共汽車車門控制系統、紅綠燈定時控制系統、防盜報警控制系統、火災報警系統、音樂噴泉控制系統、鬧鐘定時控制系統等。
（要求學生畫出其控制方框圖）
3．閉環控制
【教師分析與學生討論：在游泳池注水控制系統中增加水位測量設備和改變控制對象后，控制系統的過程與前面的開環控制過程有何區別，輸出量、輸入量之間產生了什么關系和作用。】
把系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。閉環控制系統方框圖：給定量控制器執行器控制量被控對象輸出量檢測裝置（解釋方框圖中一些圖表代表的含義）
（讓學生觀察并解釋閉環控制系統與開環控制系統的區別？然后教師歸納總結）
【生活案例】保溫電飯煲的保溫控制、空調的溫度控制等。
【生產案例】溫室大棚、氨氣生產的反應爐溫度控制等。
【復雜案例簡述】導彈防空系統，戰斧巡航導彈的控制。
【馬上行動】
（讓學生談談生活生產中的閉環控制系統，并分析其工作過程） 教學反思：
把教學的案例情景設置在學生身邊經常遇到的例子，如自行車等生活中常用工具和物品，根據目標對教學內容進行篩選，盡量刪去教材中易使學生厭煩的信息，留下學生能夠參與和感興趣的信息，激發學生的學習熱情。如果有可能，就盡量減少教師的課堂講解，給寫生充足的時間和空間來思考和發展，實習學生有時間和空間進行自我調控、自主學習、自我分析、互相評價，促進學生學會學習。
我們不僅僅經常問學生“為什么這樣”，還要努力促進學生由被動回答教師的問題轉化為經常向自己提出“為什么”。這個轉化過程的引導值得進一步研究和探索。在課堂的互動中，所有學生都應學會如何學會與其他同學合作，互相補充，微球最佳解答方案而競爭，自主地進行獨立學習。而教師則要進一步豐富自己的系統和控制技術及社科知識，提高教育心理學和學習心理學的水平。
（摘自海南中學周仁忠的教學案例）3．力求安排一個合適的設計項目，讓學生進行簡單控制系統的設計
在本節的教學中，應力求安排一個合適的設計項目，讓學生利用“技術與設計1”中的設計知識和本節中的可憐之至式設計并實現一個簡單的控制系統。設計的大致步驟為：明確設計要求，制定控制方案，找準控制參量，畫出系統框圖，確定實現手段（機械控制、電子控制、氣液控制等），籌備材料，組裝系統，進行調試。
這個環節可以在課內安排3-4學時。從實踐的角度看，電控系統比較容易實現。
控制系統的設計要求，可以在開始進入本單元教學時就給學生布置，讓學生隨著課程的進展，確定自己的設計項目，并著手制定方案和籌備元器件，如果時間允許，可以在課內安排一定的課時，讓學生在教師的指導下進行制作。§3.6 典型教學案例與點評
教學案例3.6-1課題：第四節 經典結構的欣賞
課型：新授
本課題課時數：本課為第1課時 備課時間10月25日
一、教學目標
1．能夠從文化和技術兩個角度欣賞建筑及其結構。
2．經歷不同地域、民族、文化等典型建筑結構的欣賞，學會對比、類比、歸納等思維方法。
3．通過欣賞各種各樣的建筑，感受結構的美。二、教學重點和難點
教學重點：文化、技術對建筑結構的影響。
教學難點：技術與結構的關系。
三、教學過程設計
（一）引入（過渡2min）
教師：前面學習了有關結構的知識，從了解結構到探究結構，還進行了結構的簡單設計。這一節是“結構與設計”的最后一個內容，將學習如何欣賞結構。
（二）新課
1．預備知識（3min）
【提問】如何欣賞設計作品？（以建筑為例）
【回答】可以從文化和技術兩個角度：
文化：具體包括民族特色、歷史性、時代性、藝術性等方面。
技術：包括結構使用功能的實現、結構的穩固耐用、結構造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性、工藝制造的精湛程度等。 2．經典結構的欣賞
（1）中西經典結構欣賞（18min）
①以故宮為代表的中國古典建筑（5min）
文化：漢族文化的代表。建筑色彩以朱墻黃頂為主，表現皇帝的威嚴。屋頂的飛檐結構減輕了建筑大屋頂的沉重感，既增添了飛動輕快的美感，同時又體現了高貴華美的風格，豐富了建筑文化。
技術：采用了典型的木結構建筑形式。木結構建筑主要采用榫卯連接，其特點是取材容易，運輸便捷，加工簡單，建在速度快。屋頂的飛檐結構擴大了采光面，有利于排泄雨水。
補充：從宮殿的造型曲線看，漢魏的風格樸素，隋唐的風格豪放，兩宋的風格舒展纖巧，明清的風格則嚴謹方正。
【圖片】蘇州園林、岳陽樓②以圣彼得大教堂作為西方古典建筑代表（10 min）
文化：體現了明顯的文藝復興時期提倡的古典主義形式，主要特征是羅馬式的圓頂穹窿、希臘式的石柱以及平的過梁相結合，是典型的哥特式教堂。整個教堂采用巨大的石材結構，象征著不銹和永恒。
技術：穹頂直徑為41.9m，穹頂下室內最大凈高為123.4m。穹頂輪廓渾圓飽滿，穹頂上的肋與圍繞鼓座一圈的雙柱一一對應并向上延伸至頂部的采光亭，肋間以十道斷面小、強度大的環形鐵箍抵抗穹頂向外的側推力。
【視頻】德國科隆教堂、比利時布魯賽爾廣場、法國巴黎圣母院、荷蘭阿姆斯特丹
③中西古典建筑對比（3 min）
文化：
中國是古典建筑，通過復雜的柱、梁、檁等結構工藝，實現“五步一樓、十步一閣”的意境，從而形成一種具有深度空間的庭院或庭園式建筑形式。
西洋式古典建筑則以體勢雄豪、宏壯爭勝。通過巨大的巖石堆壘與雕刻，以單體建筑自身的巨大穹頂、高廊偉柱，從而形成一種立體布局的城堡式結構。
中國的古典建筑沉靜幽思，歐洲的古典建筑雄壯奔放。
技術：
中國的建筑以土木結構為主，可以說，從原始社會末期起，一脈相承，形成了一種獨特的風格。西方建筑，從埃及、巴比倫到希臘羅馬的花崗巖、大理石體建筑，到近代、現代的鋼筋混凝土和合金金屬建筑，同樣一脈相承，形成了另一種獨特的西方藝術風格。
補充：西方古代建筑風格的源頭只有一個，那就是羅馬。
西方古代建筑大多是用石頭做材料，由于石頭有很好的抗壓能力，而抗拉性能較差，這就決定了西方古代建筑必然產生以抗壓為主的建筑形式，如拱、墻、柱等。這些構造形式在西方古代建筑中用的特別多，直到18時機都沒有大的變化。
補充：19世紀三種新建筑材料的出現，為現代建筑奠定了發展的基礎。
第一是鋼鐵。巴黎的埃菲爾鐵塔，就是為了紀念鋼鐵用于建筑的成功。
第二是混凝土。最早的混凝土出現在意大利，主要成分是火山灰，羅馬斗獸場。德國人則首先將其用在了房屋建筑上，在慕尼黑建造了最大跨度的會堂。
第三種材料是平板玻璃。施工中先建造柱子，使用木頭為墻板，木墻不再承力，完全由柱子承擔載荷，墻只起圍護作用。后來德國出現了玻璃幕墻，不僅能起到很好的圍護作用，而且采光好。（2）中國民間建筑賞析（15min）
①吊腳樓（4min）
文化：南嶺山地文化。苗族、水族、侗族、瑤族、土族等少數民族居住的干欄式建筑。這種樓房往往依山傍水建成，體現人與自然的和諧。
技術：選擇坡度較為平緩的地方，一般平整土地，另一半依據山勢用長短不一的杉木柱頭支撐，架木鋪板，與挖平的屋場地合為一個平坦的整體，在此整體上再建房。這樣的房屋下部被架空，可以通風避潮和防止野獸的侵害，適應山區潮濕多雨而且炎熱的氣候。
②客家土樓【視頻】（7min）
③各地區民居【圖片】（4min）
補充：
四合院式建筑：
代表漢族文化。這種布局適合中國古代社會的宗法和禮教制度，便于安排家庭成員的住所，使尊卑、長幼、男女、主仆之間有明顯的區別。紫禁城就是中國最大的一個四合院。西關大屋：
■西關大屋可以說是集工藝美術之大成，把木雕、石雕、磚雕、陶雕、灰塑、壁雕、石景、玻璃通花、鐵通花、蝕刻玻璃等民間傳統手工藝，都應用到室內裝修方面。清代流行言語“蘇州樣，廣州匠”。
■重視風水。“炕”為單位，一般為11或17炕，取“老”。另外，裝飾花紋采用最多的是道教的八仙和佛教的符號，這也體現了廣州居民的宗教信仰。
（三）小結及拓展（2min）
1．學習了如何從文化、技術兩個角度欣賞結構。
2．瀏覽相關網頁和資料，了解有關建筑結構的知識。
點評：教學內容精心組織，容量恰當，教學素材豐富，緊扣本節重點難點靈活運用素材，突出重點，本案例的最大亮點是結合多媒體平臺展示不同地區、民族、文化等典型建筑結構，拓寬學生的知識視野。讓學生從中感受結構的美，提高課堂氛圍。
本節除了以上的講法以外，教師還可以在引導學生學會從技術與文化連個角度欣賞并評價典型結構后，以小組為單位，讓學生根據自己的興趣選取欣賞和評價的對象，或是教師在教學中預先擬好主題，運用本節課所講的內容，讓學生討論交流并展示討論的結果，在展示討論結果時，教師要注意學生是否從技術與文化兩個角度欣賞和評價對象的結構，如不是，在學生展示之后，教師要引導學生沿著這條線欣賞對象的結構。 教學案例3.6-2一、教學目標分析
1．知識目標
（1）懂得什么養的系統是開換控制系統，什么樣的系統是閉環控制系統。
（2）懂得識別系統框圖。
（3）理解信息的反饋。
2．能力目標
學會使用地推法分析問題。
3．情感目標
（1）通過合作探究來提升同學們的團結合作精神。
（2）通過教師自制的模型作品的使用來感觸同學們的創作意念。一 一、教學目標分析
1．知識目標
（1）懂得什么樣的系統是開換控制系統，什么樣的系統是閉環控制系統。
（2）懂得識別系統框圖。
（3）理解信息的反饋。
2．能力目標
學會使用地推法分析問題。
3．情感目標
（1）通過合作探究來提升同學們的團結合作精神。
（2）通過教師自制的模型作品的使用來感觸同學們的創作意念。
二、教學內容分析
本節通過貼近生活實際的案例分析來讓學生逐步了解系統框圖，為后續“控制系統框圖的繪制”及“控制系統的干擾”鋪好基礎。這一課時的重點在開環控制系統的組成與工作過程分析，難點在于閉環控制系統的信息通路及其比較環節分析。 三、學情分析
學生在此前已有了一定的“流程”、“系統”方面的基礎，也有了一定的電學基礎，對于系統組成和系統工作的分析應比較容易了解，特別是本課時分析的光控窗簾、水塔水位控制系統都是貼近日常生活的實例，學生比較感興趣的，可以在較輕松的氛圍中掌握知識。
四、教學策略
無論何時何地的教學活動，學生始終是教學的主體，教師是教學的主導。如何把學生的思維引導到知識點上，啟發學生自己分析、解決問題是關鍵。在上課過程中投影圖片、使用自制教具演示實驗、展示實物的方式提高學生的興趣，以此來降低課堂的枯燥乏味。整堂課的課間操作都是用自制的遙控鼠標進行操作，讓學生感受到創作在課堂上的應用。在課堂上還安排一個容易做的小組實驗，學生通過動手實驗來家誰呢對閉環控制系統的理解。在課堂最后再安排一個演示實驗，把實驗過程的分析留給學生，作為課后作業。
五、教學資源準備
多媒體教室、教學課件、組合遙控鼠標燈1套（自制）、紅外線報警器1臺、水塔水位控制模型1套（自制）、光控窗簾模型1套（自制）。 六、教學過程
（一）引入
1．教師從課前放好的報警其旁邊走過，報警器自動響起。
教師：大家聽到了什么？
學生：……
教師：哪些場合能見到類似的報警器？
學生：……（可能說到超市）
教師：這些報警器都是能自動報警的，也就是說它是一種能實現自動控制的產品。我們身邊還有哪些物品是有自動報警功能的呢？
學生：……
2．投影有自動控制功能的圖片。
教師：這是一些自動控制產品的圖片。它們是怎樣實現自動控制的呢？
為了了解這方面的情況，就讓我們進入與自動控制有關的內容“控制系統的基本組成與工作過程”的學習。（視頻）（二）新課
1．展示光控模型，演示光控窗簾的工作過程。
2．教師：這是老師自己制作的光控窗簾，它是怎樣工作的呢？
3．投影：
探究一：如何讓光控窗簾實現自動控制？
教師：窗簾由誰來開、關？
學生：……（電動機）
教師：電動機由誰來控制運轉？
學生：……（控制電路，由它來控制電動機的正反轉）
教師：控制電路如何知道何時讓電動機運轉？
學生：……（由一個能感知是否有光線的傳感器送信號給控制電路）
教師：用怎樣的裝置感知是否有光線？
學生：用光傳感器……
教師：我們所整理出來的這個光控窗簾模塊框圖，也是老師在制作這個光控窗簾時的一個思路框圖。（投影） 有否光電動機光傳感器控制電路窗簾 教師：我們設計的光控窗簾中窗簾始終被電動機控制，所以窗簾是一個被控對象。窗簾的開關動作始終由電動機來執行的，所以這里的電動機稱為執行器。而控制電路是控制的電機運轉的，所以這里的控制電路稱為控制器。（投影）窗簾
開、關有否光電動機光傳感器控制電路窗簾（控制器）（執行器）（被控對象）輸入輸出教師：顯然，由上面的框圖可以容易看出光控窗簾的各個組成部分，以及光控窗簾的工作過程。像這種方框圖稱為系統框圖。掌握系統框圖的識圖和畫法對今后的設計工作有很大的幫助，就如同看懂地圖一樣。
鞏固練習：看紅外線報警器實物，試分析報警器有無傳感器、控制器、執行器、被控對象？它們分別是誰？
教師：光控窗簾與紅外報警器都是自動控制系統中的一種。很多同學都會發現在一些比較高的樓房頂上都有一個蓄水塔。平時要往水塔里抽水，是不是需要有人親自去水塔上開關水閥門呢？
學生：不用。
教師：若想了解更清晰，請看我做演示。
（投影“水塔水位控制系統模型”圖片，簡要說明各部分）
探究二：水塔是如何實現水位自動控制的？
教師：（展示實物，請一位同學說出個部分名稱。開始演示：將水位傳感器定在第一條水位線，通電，水泵往水塔里抽水，水位到達傳感器位置時水泵既停止工作，從排水口排水；水位低于第一水位線時水泵又開始抽水；將水位傳感器定在第二水位線，重復上述操作。）請同學們相互討論一下水塔的工作過程，試用系統框圖來描述。
學生：（討論1min）
教師：引導學生歸納出水塔水位控制系統框圖，著重展示信息反饋與比較環節的框圖表達。 （被控制對象）（執行器）（控制器）輸入輸出實際水位給定水位控制電路水泵傳感器水塔（三）實驗探究
（投影）送筆實驗：
每兩人（A、B）一組，A同學伸開一只手掌仰放在離B同學約0.5m的桌面上。B同學拿住一支筆伸向A同學的手心，到達手心位置時松開筆，試驗完成。再重復做兩次。
這個實驗中人的眼睛相當于什么？大腦、手有相當于什么？有“輸入”、“輸出”嗎？這個實驗有沒有信息的反饋過程？請分析得出實驗的系統框圖。 學生：（相互討論、具體分析）
教師：請幾位同學分析）（投影）（四）小結對比
（投影光控窗簾與水塔水位控制系統框圖在同一屏幕上，對比兩個系統框圖的信息流向，給出狂歡控制系統與閉環控制系統的名稱）
（五）課外延伸
將光控窗簾設成手動控制的，演示手搖窗簾的一個工作過程。
教師：請課后探究剛演示的受控窗簾的工作過程，畫出它的系統框圖。對于手控窗簾和光控窗簾，那一種使用更方便？什么叫控制？如有可能，最好幾位同學組成一個小組，合作設計一套比老師做的更好的窗簾！
七、教學反思
本課內容較多，40min上起來可能會比較緊張，如果1課時的時間是45min應正好。因為本課時的實例都是貼切生活的，難度不大，但“比較環節”的信息比較是有些抽象的，學生在分析這一環節時都不會很順暢。在教學環節中采用遞推法引發學生的思維，很收斂。自制的教具對本課的教學幫助極大。如無焦距，本課就是空洞的“開環”與“閉環”（其實任一課也如此），所以作為通用技術學科的教師，要想上好每一堂課，自制教具是必不可少的。 點評：本案例教學設計比較合理，充分利用了啟發式教學方法來調動學生的學習積極性和主動性，教學引入部分更是恰到好處，教學環節環環相扣、聯系緊密、前呼后應，探究式教學方法運用得當，教學過程突出了教學重點，教學難點也有所突破。
自制的“窗簾自動控制系統”和“水塔水位自動控制系統”的模型經濟耐用，是教學內容更加直觀、豐富，吸引了學生的注意力，提高了學生的參與度，為教學目標的達成，創造了很好的條件。
本節課的內容還可以這樣處理，通過學生較為熟悉的生活實例，讓學生熟悉簡單的控制系統的基本組成，學生對于開環和閉環在概念上的理解，可以通過有吸引人，學生呢個在理解開環宇閉環的概念后，教師可以通過是理解和框圖分別給學生詳細講解兩者的組成環節，而后引導學生自主發現兩者的最大區別在于：閉環系統比開環系統多了一個由檢測裝置組成的環節，講解完畢后教師應出示一、兩個控制系統的案例讓學生判斷是開換還是閉環，在教學中，有些學生會誤認為自動控制系統都是閉環控制系統，教師在課上要做必要的說明，區別開環宇閉環的關鍵在于對反饋環節的理解，因此理解反饋環節尤為重要。 教學案例3.6-3?
一一、教學目標
1．了解結構的含義。
2．能從力的角度理解結構的概念。
3．通過學習椅面、建議橋梁的受力分析案例，分析結構是如何承受力的。展示一些采用架、拱結構的建筑物的圖片，激發學生的學習激情和興趣。二、教學內容分析
本課是“技術與設計2”第一單元“結構與設計”中第一節“無處不在的結構”的第一課時。世界上任何事物都存在結構，結構多種多樣且決定著事物存在的性質。本科是要通過放映蜂窩、蜘蛛網、大樹、動物的身體與氣管等結構圖。通過對自然界中形形色色的結構的分析和研究，使學生明白“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。要讓學生知道為什么要學習“結構與設計”，自然界中形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域，是為了更好地服務于人類。本課時還要將結構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，講解應力的概念。當一個結構受到外力作用時，內部各指點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力，稱為內力。應力從認識常見的結構開始，通過學生熟悉的事例，展開技術視野中的力與結構討論，通過有趣的小試驗，強化對不同類型結構的特點的理解。
教學重點：結構概念。
教學難點：應力概念。
三、教學媒體、資源的運用
紙板承受壓力試驗需要廢舊紙盒的紙板和給紙板加壓的重物，由于是第一個課時，不要求學生準備材料，教師應提供足夠的材料。
四、教學對象分析
學生對結構有一定的了解。對結構的功能和分類也有一定的基礎。另外，學生在物理課中已學習了有關力學的知識，對物體的受力分析有比較好的基礎。但是，由于受力分析是物理課教學中的難點，多數學生在受力分析中還是有困難的，所以在教學中還要利用模型演示形變的情況，分析說明拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力等。
五、教學策略
從認識常見的結構開始，通過學生熟悉的事例，展開技術視野中的的力與結構討論，通過有趣的小試驗，強化對不同類型結構的特點的理解。
在教學中，采取講授法、閱讀法、案例分析法和提問法，讓學生共同討論、分析、交流互動等教學形式交叉和滲透靈活運用，并始終貫穿于整個課堂教學當中。本課時要求學生親歷紙板承受壓力試驗并運用多媒體教學設備，將于教學相關的圖片展示給學生，都是為了讓學生盡快獲得感性認識，并上升到理性認識。
鼓勵學生自主探究和合作學習，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方法，獲得不同的體驗和不同的發展。引導學生從力學的角度理解結構的概念，并注意基本受力形式與物理學中力的區別和練習。 六、教學過程
（一）通用技術必修2學習介紹
1．通用技術必修2是一門什么課程？
同學們，我們生活在科學技術高度發展的時代。我國載人航天成功，實現了千年遨游太空的夢想；長江三峽順利截流發電，高峽出平湖；水稻育種結碩果，世界領先……我們今天的努力學習技術，是為了明天把我們的國家建設得更加美好。
我們將要學習的通用技術必修2應用廣泛，具有寬廣的遷移價值。“技術與設計2”中的“結構與設計”“流程與設計”“系統與設計”“控制與設計”四個主題都是具體的、通用的技術，它們具有典型意義，并與技術的發展密切相關聯。學習這些技術與設計的基本思想和基本方法，將使我們終身受益。同時也將使我們適應新世紀的科技發展、知識經濟發展以及社會可持續發展的需要，成為有用的人才。 2．學習通用技術必修2課程要注意的問題
（1）圍繞教材內容，以技術設計為主線，認真鉆研各主題的技術與設計要點。充分調動自己的感知、思維、想象，進行調查研究、批判性思考、創新性想象，努力提高技術理論素養，增強各種思維能力。
（2）參照教材中的教案，觸類旁通，舉一反三。密切聯系實際，挖掘技術實例，即動腦又動手，做好剖析、試驗、實習、設計制作、交流、評價各環節，努力提高技術實踐素養，培養動手解決技術問題的能力和技術應用能力。
（3）發揚在老師引導下的團隊合作精神，把學習技術課程的過程，變為一個創新的過程。在學習過程中要以多種視角多種思路、多種方法，去探究一個技術問題，完成一項項設計任務，努力造就我們的創造品質，提高我們的創新能力。
（4）學習技術課程，尤其是“技術與設計”，會遇到困難，會感到辛苦，我們要以堅強的意志力，鼓起戰勝困難、繼續前進的勇氣，努力增強我們的耐挫力，磨練我們的意志品質。
同學們，努力吧！（二）案例引入
（板書）【第一單元 結構與設計】
1．放映蜂窩、蜘蛛網、大樹、動物的身體與器官等結構圖。
（板書）【一、無處不在的結構】
世界上任何事物都存在結構，結構多種多樣且決定著事物存在的性質。
2．引導學生觀察結構圖
引導學生分析蜂窩的結構。這種結構的優點在哪里？
3．讓學生歸納結構概念
結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。
4．讓學生閱讀案例：
蒼耳子與尼龍搭扣；鳥與飛機；應驗與導彈跟蹤系統。
5．讓學生思考：為什么要研究結構？
（三）思考與分析
1．啟發學生回答：通過對自然界中形形色色的結構的分析和研究，給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域，更好地服務于人類。
2．討論以上三個案例，重點討論“鷹眼與導彈跟蹤系統”。
鷹可以在幾千米的高空準確無誤地判斷地面上的動物，這是因為它的眼部結構比較特殊。人類每只眼睛的視網膜上都有一個凹槽，稱為中央凹。而鷹眼中的中央5卻有兩個，這兩個中央凹的作用不同，其中一個專門用于接收來自鷹頭側面物體的像，另一個用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣，鷹的視覺范圍就寬多了，能兼顧前方和側面。根據鷹眼的結構，人們正在研制“鷹眼”導彈系統。這種導彈系統能自動尋找、識別目標并跟蹤攻擊。 3．進一步拓展
除了根據鷹眼的結構，人們正在研制“鷹眼”導彈系統以外，你還受到哪些啟發？
如果在人類的視網膜上像鷹一樣有兩個凹槽，世界將會如何變化？
將來運用技術手段在人的視網膜造出兩個凹槽，有這種可能嗎？
看來我們人類好多地方不如動物，不能像鳥一樣在空中自由飛翔，不能像魚一樣在水中歡快游蕩，奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類為什么能成為動物界的統治者呢？
啟發學生回答：憑大腦、憑學習，人類把幾千年知識在幾年十幾年中繼承過來并在原來的基礎上進行創新，現在進入知識經濟時代，人類知識總量幾年就要翻一番。
教育學生：人與人之間有競爭，而且可能很激烈，能否立于不敗之地，在于不斷學習。
生產生活中還有哪些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生的？
羊毛衣、潛水艇……
讓學生閱讀案例：加拿大魁北克大橋的坍塌。
大橋坍塌的原因是什么？
擅自改變大橋的結構。
在社會領域，也普遍存在著結構現象。 一篇文章的內容結構影響文章的表達與質量，一家企業的人員結構關乎企業的運行與效率。
請分別列舉自然界、技術領域、社會領域給你印象較深的有關結構的事例。
（四）學習“結構與力”
1．（板書）【結構與力】
從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能因其形狀和大小改變的力。
2．分析一塊豆腐的受力情況，講解應力概念。
當一個結構受到外力作用時，內部各質點之間的相互作用會發生改變，產生一種抵抗的力，稱為內力。應力達到某一極限值時，結構就會遭到破壞。用公式表示應力為?=F/A，其中F是內力，A是受力面積，?是應力。
3．講解構建的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。
4．案例分析：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和車輛通行的橋面受到的力。
5．指導學生概括五種基本受力形式。學習椅面、簡易橋梁的受力分析案例，分析結構是如何承受力的。
展示一些采用架、梁、拱結構的建筑物的圖片。
（五）指導學生做“紙版承受壓力試驗”
比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。
試驗準備、試驗過程。（略）
回答問題：
1．那種情況下紙板的抗壓能力最強？
2．舉例說明這一結論在實際應用中的意義。
3．如果把紙板折成瓦楞狀，試驗結果如何？ （六）探究
觀察下面的圖，說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。
進一步挖掘：石磨在推動過程中，繩子在空中的軌跡是一個什么圖形？
（七）課后作業：（略）七、教學反思
本課時的閃光亮點主要有三點：
1對教材進行了挖掘。顧建軍主編的教材精選了一些很好的案例。如“應驗與導彈跟蹤系統”就是其中之一，很值的挖掘。我讓學生自學了這個案例之后，并不是讓學生回答完案例中的相關知識就可以了，二是要學生討論并回答三個問題：第一個問題是為什么要研究鷹眼的結構？這個問題交易回答，通過對鷹眼結構的分析研究把成果運用到技術領域，開發出新的產品，如導彈跟蹤系統，橫好地為人類服務；第二個問題是如果在人類的視網膜上像鷹一樣有兩個凹槽，世界將會如何變化。問題一出，教室里非常安靜，隨后課堂氣氛開始活躍，同學們議論紛紛，幾個同學迫不及待地回答：“人會變得有老鷹的辨別力”、“人會變成超人”、“會出現新的犯罪”……；第三個問題是，將來運用技術手段在人的視網膜造出兩個凹槽，有這種可能嗎？課堂氣氛進一步活躍，又是幾個同學發言：“有這種可能，現在我們能夠破譯人的遺傳密碼”、“可以把鷹的基因移植到人體上來，是人類視網膜具有兩個凹槽” ……
課上到這里，我仍然繼續發揮：“看來我們人類好多地方不如動物，不能像鳥一樣在空中自由飛翔，不能像魚一樣在水中歡快游蕩，奔跑速度不如狗，打

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