資源簡介

《開環控制系統的工作過程與方式》
教學設計
海南中學 王彥
教學內容分析?
《控制系統的工作過程與方式》選自普通高中課程標準實驗教科書《通用技術-技術與設計?2?》的第四單元第二節（江蘇教育出版社）。?
《控制系統的工作過程與方式》這節的內容是有關“控制系統的工作過程與方式”的學習和掌握，包含“控制系統”、“開環控制”和“閉環控制”等三個內容。它是學生在學習控制在我們的生活和生產中的應用后，進一步學習有關控制系統的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統：開環控制和閉環控制，并熟悉它們工作原理和作用。?
本節課主要學習開環控制系統的工作過程與方式，并學會用控制方框圖來分析控制系統和怎樣用方框圖來分析控制系統,表達自己的設計想法。
教學對象分析
學生在上節課中已經學習和分析了在生活生產中的控制應用，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。本節結合案例分析，讓學生在探究中分析控制系統和利用方框圖工具表達設計想法。
三、教學目標：
1、知識與技能
（1）了解什么是開環控制系統，歸納開環控制系統的基本特征。
（2）學會分析開環控制系統的基本組成和工作過程。
（3）學會利用方框圖分析控制系統,表示自己的控制設計想法。
2、過程與方法
通過觀察教具演示、自主探究，培養合作能力及對復雜事物的分析能力。
3、情感態度和價值觀
（1）培養合作學習和探究學習的精神。
（2）認識技術的作用之“解放人”，控制系統為人們的生活提供便利和幫助。
教學策略：
結合具體的教學內容和目標,采用“情景導入—案例分析—學生探究—總結歸納－拓展延伸”的模式展開。

五、教學重點和難點?
重點：1、利用方框圖來分析控制系統。
2、利用方框圖來表達自己的設計想法。
難點：控制系統中各個環節的劃分及系統中的正確位置、功能和相互關系。
教學資源準備
多媒體設備、兒童玩具汽車、道閘教具、光控風扇學具。
七、教學過程
教師活動
學生活動
1
情景導入
校門道閘的視頻
?
2
控制
舉例
演示道閘教具
演示光控小風扇

提問：這兩個控制現象有什么共同特征？
一個輸入 通過若干環節 對應 著一個輸出
引導學生歸納：任何一種控制的實現，都要通過若干環節，這些環節就構成了一個系統，稱為控制系統。
3
控制案例分析
教師與學生互動：
利用控制方框圖分析道閘系統
1、找出道閘控制系統的各個組成部分。
2、根據控制信號流向，逐一畫出方框圖：
障礙物信號（有/無）--> 超聲波傳感器-->控制電路-->電機-->閘門-->閘門（開/關）
提問：你可以找出道閘控制系統里的哪些組成部分？
障礙物信號誰來接收？
誰來處理？
誰直接作用于控制對象？
我們想得到的輸出結果就是誰的（被控對象）狀態表現？
4
控制系統的基本特征
1、畫出控制方框圖：
由輸入、控制器、執行器、被控對象、輸出組成。
2、引導學生歸納出控制系統的基本特征
?
歸納出 開環控制系統——控制裝置與被控對象之間只有順向作用而無反向聯系。
及其基本特征：系統的輸出量不會對系統的控制作用發生影響，不具備自動修正的能力。
5
開環控制系統制作探究體驗
以小組為單位，完成搭建并分析其控制工作過程與方式，完成學案上的系統分析方框圖。
6
展示交流
教師點評
由學生代表上講臺投影展示方框圖并分析控制過程。
7
拓展延伸
根據光控風扇的控制過程和原理，通過稍加改動，你還可以設計出應用其他方面的控制系統嗎？請用方框圖表示你的設計想法。
由學生代表利用方框圖表達自己的設計想法。
8
小結
教師引導、補充

課件14張PPT。開環控制系統的工作過程與方式海南中學 王 彥一個輸入 這些控制現象有什么共同特征？ 任何一種控制的實現，都要通過若干個環節共同實現，這些環節所涉及的裝置就構成了一個系統，稱為控制系統。若干環節 一個輸出對應 控制分析障礙物信號 有/無閘門 開/關 閘門超聲波傳感器控制電路電機 輸入輸出道閘控制系統 障礙物信號 有/無閘門
開/關 閘門超聲波傳感器控制電路電機 障礙物信號 有/無閘門
開/關 閘門超聲波傳感器控制電路電機 控制器：對輸入信號進行處理并發出控制命令的裝置或元件。執行器：直接對被控對象進行控制的裝置或元件。被控對象：需要控制的機器、設備。大腦（包括五官）手操作的對象輸入被控對象傳感器控制電路執行器輸出控制器開環控制系統——控制裝置與被控對象之間只有順向作用而無反向聯系。 特點是:系統的輸出量不會對系統的控制作用發生影響，不具備自動修正的能力。
開環控制系統制作分析體驗 請大家搭建光控風扇控制系統，并能用方框圖分析其工作過程。15分鐘后，請小組代表展示分析結果。分工要求：
小組人數：3人
一人為組長：負責組織和記錄
其余兩人為組員：負責搭建系統，一人搭結構，一人接電路注意事項：1、先接完全部電線后檢查有無短路。特別是馬達線容易短路。
2、裝上電池前，先檢查扇葉是否在安全區域。擴展思考1 根據光控風扇、自動道閘的控制過程和原理，你覺得設計的合理嗎？能不能通過稍加改動，設計出更具實用價值的控制系統嗎？請用方框圖表達你的設計想法。電動機風扇控制
電路開或關光線
有/無轉動光敏電阻光控風扇的控制方框圖擴展思考2 能不能通過改動修改其它部件，你還可以設計出應用其他方面的控制系統嗎？請用方框圖表達你的設計想法。小結控制系統——任何一種控制的實現，都要通過若干個環節共同實現，這些環節所涉及的裝置就構成了系統。
開環控制系統——控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系。
開環控制的特點是:系統的輸出量不會對系統的控制作用發生影響，不具備自動修正的能力。
利用控制方框圖幫助我們 分析控制系統、表達設計想法。謝謝各位！

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