資源簡介

自制通用技術(shù)教具評選參評作品技術(shù)資料
一、教具名稱：控制系統(tǒng)演示教具
二、教具制作單位：海南省五指山市五指山中學(xué) 姓名：唐小妹
三、教具效果圖（如圖1）
四、電路圖（如圖2）
五、教具特點及用途
1、特點：本教具結(jié)構(gòu)直觀、經(jīng)濟(jì)成本低、實用性強(qiáng)、易于操作、安全性高、科學(xué)性強(qiáng)、美觀，可拆卸組裝，教學(xué)效果好。
2、用途：本教具通過演示可解釋以下現(xiàn)象：
1、能直觀地實現(xiàn)開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換，
2、能解釋控制系統(tǒng)干擾因素和反饋
3、能突破控制系統(tǒng)相關(guān)知識的分析
六、制作材料和零件
兩塊夾板（6mm厚）、12V直流電源，一個插座，一個插頭，若干電線，開啟式負(fù)荷開關(guān)，定時器，水泵，自動感應(yīng)器，兩個水箱，水管，若干螺絲釘，鐵釘，lED燈泡，線碼，連接角鐵等
七、加工工具
電鉆、鉛筆、直尺、角尺、美工刀、螺絲刀、砂輪機(jī)，錘子，剪刀等
八、制作方法
本教具由三大部分組成，一部分是固定底板，一部分是演示面板，構(gòu)成系統(tǒng)的相關(guān)裝置。
（一）各部分的構(gòu)件制作
1、固定底板制作：用卷尺測量長90CM，寬35CM的木塊，用電鋸鋸割。
2、演示面板制作：用直尺測量出一塊長90CM，寬70CM的木塊，用電鋸鋸割，用砂紙進(jìn)行表面處理，噴涂顏料進(jìn)行美化，用鉛筆畫出插座，電線，定時器，水泵，自動感應(yīng)器和兩個水箱的固定位置，然后用電鉆鉆孔訂上螺絲，左下方為水源位置，右上方為水箱（直徑為15CM）位置。
3、水箱支撐板制作：用一塊長、寬為15CM的木板固定在水箱下方，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，最后連接電線，完成演示部分連接。
4、固定三角板制作。
（二）組裝過程
1、把水箱支撐板用連接角鐵固定在演示面板上。
2、將演示面板通過連接角鐵與底板連接，通過三角板與演示面板和底板連接，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
3、通過螺絲把控制裝置安裝在演示面板上，最后連線。
4、貼標(biāo)簽。
5、電路檢查，調(diào)試。
課件22張PPT。第四單元 控制與設(shè)計 授課人：唐小妹
單位：五指山中學(xué)觀看演示:
思考以下問題：
1、該控制實現(xiàn)了什么目的？
2、通過幾個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)該目的？
3、環(huán)節(jié)之間有怎樣的工作關(guān)系？第二節(jié)
控制系統(tǒng)的工作過程與方式
(第一課時）學(xué)習(xí)目標(biāo)1、分析案例，理解控制系統(tǒng)定義和特征
2、觀察實驗，熟悉開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程
3、能夠畫出簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖 任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。一、控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的輸出與輸入之間是一一對應(yīng)關(guān)系?？刂骗h(huán)節(jié)輸出輸入控制系統(tǒng)的特征1、控制系統(tǒng)有幾個環(huán)節(jié)組成、各環(huán)節(jié)所涉及的裝置是什么？
2、輸入與輸出之間有什么關(guān)系？案例分析（P102）：光控開關(guān)燈泡外界光線的強(qiáng)弱
（輸入）
燈泡亮與熄
（輸出）
感濕器電動機(jī)窗戶雨水
（輸入）
窗戶的關(guān)閉
（輸出）
光線強(qiáng) 燈熄
光線弱 燈亮
一一對應(yīng)雨水 窗戶關(guān)閉
一一對應(yīng)馬上行動（P102)：請指出下列控制系統(tǒng)中的輸入、輸出分別是什么？調(diào)速器或擋位風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速煮飯指令鍋內(nèi)的溫度人手的紅外信號水龍頭的出水量控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)二、控制系統(tǒng)的分類實驗探究：觀察實驗分析：
1、水箱中的水位是由什么裝置來控制的？
2、水是由什么裝置抽到水箱中的？
3、描述它的工作過程？ 水箱中水位高度的輸出對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響嗎？定時器水泵不影響（輸出量）（輸入量） 1、定義：
控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。
2、特征：
系統(tǒng)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。
開環(huán)控制系統(tǒng)閱讀課本P104，思考以下問題：1、什么是控制系統(tǒng)方框圖？
2、控制系統(tǒng)方框圖有什么作用？
3、開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖怎么表示？
4、系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)有什么功能？ 常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單向信號線來表示系統(tǒng)信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)方框圖 它表示了系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中的位置、功能和相互之間的關(guān)系。被控對象執(zhí)行器控制器輸入量控制量輸出量簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖輸入量：即控制系統(tǒng)的給定量。
控制器：即對輸入信號進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置
或元件。
執(zhí)行器：即直接對被控對象進(jìn)行控制的裝置或元件。
控制量：即執(zhí)行器的輸出信號。
被控對象：即控制系統(tǒng)中所要求控制的裝置或生產(chǎn)過程。
輸出量：即控制系統(tǒng)所要控制的量。歸納總結(jié)輸入量控制器 執(zhí)行器被控對象輸出量控制量水箱注水控制系統(tǒng)方框圖討論：
在我們的生活中，有哪些開環(huán)控制系統(tǒng)？

工作過程方框圖
手電筒控制系統(tǒng)：
電風(fēng)扇控制系統(tǒng)：
電吹風(fēng)控制系統(tǒng)：
普通學(xué)生臺燈控制系統(tǒng)：小結(jié)——必記的知識點
1、控制系統(tǒng)
歸納總結(jié)定義：特征：開環(huán)控制系統(tǒng)：輸入與輸出一一對應(yīng)定義：特征：工作過程
（方框圖）：輸出量僅受輸入量控制課堂練習(xí)：1、控制系統(tǒng)中與輸入有一一對應(yīng)關(guān)系的是（ ）
A、控制器 B、控制量
C、輸出 D、執(zhí)行器
2、開環(huán)控制系統(tǒng)由下列幾個環(huán)節(jié)組成（ ?）
①控制器 ②執(zhí)行器 ③被控對象 ④檢測裝置
? A、①②③? B、①③④ C、①②③④???D、①②④
?
CA3、在控制系統(tǒng)當(dāng)中，對輸入信號進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件稱為（ ）
A、控制器 B、執(zhí)行器 C、被控對象 D、輸入量
4、開環(huán)控制系統(tǒng)中，輸出量受到誰的控制（ ）
A、控制器 B、執(zhí)行器 C、被控對象 D、輸入量
AD5、按時間順序進(jìn)行控制的“交通路口紅綠燈控制系統(tǒng)”的方框圖如下。此方框圖中，執(zhí)行器是( )
A、控制電路 B、紅綠燈
C、開關(guān)裝置 D、紅綠燈的開關(guān)狀態(tài)C課后任務(wù)：剛剛演示的試驗中，如果在進(jìn)水時間內(nèi)，進(jìn)水管的水壓變小，使得水流量變小，當(dāng)設(shè)定時間到了，水箱的水還沒有加到設(shè)定水位，這個問題怎么解決？謝謝指導(dǎo)第四單元：控制與設(shè)計
第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工作過程與方式（第1課時）
學(xué)校：五指山市五指山中學(xué) 授課教師：唐小妹
一、教學(xué)目標(biāo)
（1）知識與技能
①通過觀察教具演示分析，理解控制系統(tǒng)的含義和特征；
②實驗探究,掌握開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程；
③能夠畫出簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖。
（2）過程與方法
①初步掌握分析簡單的控制事例的工作過程以及對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和歸納的方法。
②體驗通過實驗觀察，歸納出開環(huán)控制系統(tǒng)基本組成的過程。
（3）情感態(tài)度與價值觀
　　通過領(lǐng)略一些控制系統(tǒng)的奇妙，激發(fā)學(xué)生探索生活中喜聞樂見的控制系統(tǒng)的興趣，在體驗性學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)細(xì)心觀察和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣與合作精神。
二、教學(xué)重點和難點
教學(xué)重點：1、理解控制系統(tǒng)的定義和特征。
2、開環(huán)控制系統(tǒng)的定義、基本組成和工作過程的分析。
教學(xué)難點：能夠分析簡單的開環(huán)控制事例的工作過程并畫出方框圖。
三、教學(xué)課時安排
1課時
四、教學(xué)方法：
講授法、PPT演示法、教具演示試驗法、合作探究、師生互動等。
五、教學(xué)資源：
教師演示文稿、演示教具。
六、教學(xué)過程設(shè)計
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)置意圖
控制演示導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
教具演示，設(shè)問導(dǎo)入：
該控制系統(tǒng)想要實現(xiàn)什么目的？
通過哪幾個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)該目的？
這些環(huán)節(jié)之間有怎樣的工作關(guān)系
觀看試驗演示，發(fā)現(xiàn)問題，合作探究學(xué)習(xí)。
通過直觀的教具演示，導(dǎo)入新課。
新課教授
第二節(jié)《控制系統(tǒng)的工作過程與方式》
第一課時
引導(dǎo)學(xué)生一起總結(jié)剛才教具演示控制過程：
一、引出控制系統(tǒng)定義：任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。
閱讀課本，分析問題
理解控制系統(tǒng)的含義
問題深入
探究
引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出控制系統(tǒng)的特征：
提問：1、輸入設(shè)定時間改變，水箱中水位是否發(fā)生變化？
2、該控制系統(tǒng)中輸入與輸出有什么特征？
輸入與輸出一一對應(yīng)關(guān)系
探究問題，解決問題。
歸納出控制系統(tǒng)的特征
案例分析
課本案例分析：引導(dǎo)學(xué)生分析光控路燈控制系統(tǒng)和自動關(guān)閉窗戶控制系統(tǒng)，這兩個控制系統(tǒng)的組成與特征。
學(xué)生思考，分析總結(jié)
通過討論分析加強(qiáng)對控制系統(tǒng)含義和特征的理解
馬上行動
分發(fā)小紙卡
合作探究學(xué)習(xí)
演示探究
二、控制系統(tǒng)分類
開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)
教具演示探究：什么是開環(huán)控制系統(tǒng)
學(xué)生思考，探究
教具演示探究，分析問題：
水箱中的水位是由什么裝置來控制的？
水是由什么裝置抽到水箱中的？
描述它的工作過程
4、水箱中水位高度的輸出對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響嗎？（不影響）
教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出
開環(huán)控制系統(tǒng)的定義：輸出量不對控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)
特征：輸出量僅受輸入量的控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞的。
觀察演示實驗，分析問題
通過演示試驗分析得出開環(huán)控制系統(tǒng)的定義和特征
自主學(xué)習(xí)
讓學(xué)生通過閱讀課本分析開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖的作用與理解各環(huán)節(jié)之間的作用，并分析出水箱注水控制系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的作用，
引導(dǎo)學(xué)生寫出開環(huán)控制 系統(tǒng)方框圖
學(xué)生自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)理解
通過自主學(xué)習(xí)，加強(qiáng)理解
歸納總結(jié)
簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖
對開環(huán)控制系統(tǒng)中重要參數(shù)進(jìn)行分析：輸入量、輸出量、控制器、執(zhí)行器、控制量、被控對象
知識鞏固
討論：生活中有哪些開環(huán)控制系統(tǒng)
展示生活中常見控制系統(tǒng)圖片，引導(dǎo)學(xué)生用系統(tǒng)方框圖描述它們的工作過程
根據(jù)所學(xué)知識，畫出身邊常見開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程方框圖
學(xué)以致用
課堂小結(jié)
師生共同小結(jié)。
回顧本節(jié)課相關(guān)知識，師生共同小結(jié)。
學(xué)生自己梳理知識要點。
課堂練習(xí)
鞏固知識
知識延伸
如果在進(jìn)水時間內(nèi)，進(jìn)水管的水壓變小，使得水流量變小，當(dāng)設(shè)定時間到了，水箱的水還沒有加到設(shè)定水位，這個問題怎么解決？
為下節(jié)課學(xué)習(xí)“閉環(huán)控制系統(tǒng)”做鋪墊
七、教學(xué)設(shè)計的特點
本節(jié)課教學(xué)過程采取直觀控制演示導(dǎo)入——問題探究——案例分析——演示試驗——自主學(xué)習(xí)這一模式，使學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于思考，以培養(yǎng)學(xué)生的合作交流與探究、以及學(xué)生運用新知識，分析和解決問題等能力。首先通過自制的教具演示，引導(dǎo)學(xué)生體會控制系統(tǒng)在生活中的重要性，通過問題探究的學(xué)習(xí)，層層解答，分析控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)的相關(guān)知識點，加深學(xué)生對控制系統(tǒng)的理解；通過教具的演示來引導(dǎo)學(xué)生探究開環(huán)控制系統(tǒng)的組成與工作過程，最后，通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作交流，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對于開環(huán)控制系統(tǒng)組成與工作過程的理解。
八、板書


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