資源簡(jiǎn)介

第四單元 控制與設(shè)計(jì)
第一節(jié) 控制的手段及應(yīng)用
一、教學(xué)內(nèi)容分析：
本節(jié)內(nèi)容是蘇教版《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第四單元第一節(jié)“控制的手段與應(yīng)用”，主要內(nèi)容有“控制的手段”、“控制的應(yīng)用”，其中控制的應(yīng)用在《控制與設(shè)計(jì)》這一單元中具有較重要的地位和作用，要求學(xué)生能從應(yīng)用的角度來理解控制的含義。通過案例的分析，歸納出對(duì)控制的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)用整體的、互相聯(lián)系的觀點(diǎn)解決實(shí)際生活中的問題。本節(jié)內(nèi)容有助于提高學(xué)生的觀察能力和分析能力，在日常生活中有廣泛的應(yīng)用，并且為后續(xù)的教學(xué)內(nèi)容――“控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”作準(zhǔn)備，有著承上啟下的作用。
本節(jié)內(nèi)容："1.控制的手段"、 2. "控制的應(yīng)用"
二、教學(xué)對(duì)象分析：
學(xué)生已具有了流程與系統(tǒng)的基本理念，具有了觀察和使用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的生活體驗(yàn)，這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為教學(xué)提供了條件，結(jié)合教材的深入講解，學(xué)生不會(huì)感到知識(shí)的跳躍性過大。
三、目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
1、理解控制的含義。
2、了解控制的手段。
3、理解控制在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
2.過程與方法：
通過視頻導(dǎo)出新課，通過案例分析和課堂討論理解控制的含義和了解控制的手段，并知道控制的應(yīng)用。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀：
通過對(duì)控制現(xiàn)象的分析，對(duì)控制技術(shù)產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣和好奇心，并把它轉(zhuǎn)化為對(duì)后續(xù)知識(shí)學(xué)習(xí)的動(dòng)力。
形成認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，一定的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，進(jìn)而樹立正確的設(shè)計(jì)理念。
四、教學(xué)重難點(diǎn)：
1.教學(xué)重點(diǎn)：
（1）理解控制的含義，理解手動(dòng)控制與自動(dòng)控制。
2.教學(xué)難點(diǎn)：
發(fā)現(xiàn)并理解生活中的控制現(xiàn)象，對(duì)其分析并明確控制的"三要素"。
五、教學(xué)概述：
1.通過對(duì)典型案例的分析與討論，讓學(xué)生了解控制的含義及其在生活、生產(chǎn)中的作用。
2.組織學(xué)生閱讀、討論、分析，知道如何從生活中所遇到的和所觀察到的事物中識(shí)別出各種受控對(duì)象。
2課時(shí)。
六、教學(xué)器材：
典型案例圖片收集，課件制作，收集相關(guān)視頻材料。
七、教學(xué)過程：
一）引入新課：
想一想：分析下列事物發(fā)展與變化的多種可能性：
鮮花：
魚塘：
成熟的西瓜：
結(jié)論：事物的發(fā)展與變化呈現(xiàn)多樣性，發(fā)展結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也可能與預(yù)期的目標(biāo)不相符，甚至是不希望得到的，如果人們想達(dá)到某一特定目的，就必須借助適當(dāng)?shù)氖侄蝸韺?shí)現(xiàn)。
第四單元 控制與設(shè)計(jì)
第一節(jié) 控制的手段及應(yīng)用
二）新課教學(xué)
一、控制的手段:
用一些典型的、生活中的例子讓學(xué)生了解控制是普遍存在，對(duì)控制有初步的認(rèn)識(shí)，打破其神秘感。
現(xiàn)代社會(huì)中控制的例子：
學(xué)校：學(xué)校的音樂鈴聲、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、音樂噴泉系統(tǒng)、后門口自動(dòng)伸縮門等。
家庭：冰箱、電飯煲、微波爐等、自動(dòng)傘、自動(dòng)熱酒壺。
社會(huì)：飲水機(jī)、幻彩聲控?zé)簟Ⅱ?yàn)鈔機(jī)、干手機(jī)、交通信號(hào)燈、電子警察、電梯、程控電話交換機(jī)等
古代社會(huì)中的例子：
案例1：大禹治水（圖片）P096
問題：大禹治水過程中，通過什么手段實(shí)現(xiàn)了什么樣的目的？
事例 對(duì)象 目的 手段 結(jié)果
古代治水 洪水 遠(yuǎn)離洪水 壘壩筑堰，填塞洪水（堯） 愈治愈泛、被帝治死
疏通河道，泄洪為主（禹） 水患大治、傳奇英雄
現(xiàn)代治水 加深加寬過水平面，炸除礁石，建堤防，河道整治，植樹造林，保護(hù)流域生態(tài)環(huán)境
答案：通過“疏通河道，泄洪為主” 手段實(shí)現(xiàn)治理好水患的目的。
【案例分析】
采取不同的控制手段，所獲得的結(jié)果是不同的，在當(dāng)時(shí)的具體條件下，壘壩筑堰、填塞洪水短期內(nèi)也許是可行的，但是長(zhǎng)遠(yuǎn)來講疏通河道，泄洪才能從根本上解決問題。
所以，我們必須采取適當(dāng)合理的控制手段才能使事物向我們期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。
案例2：木牛流馬：
《三國(guó)演義》第一百二十回“司馬懿 ( http: / / baike. / view / 16329.htm" \t "_blank )占北原渭橋 諸葛亮造木牛流馬”其中描寫諸葛亮六出祁山 ( http: / / baike. / view / 22714.htm" \t "_blank )，七擒孟獲 ( http: / / baike. / view / 22771.htm" \t "_blank )，威震中原，發(fā)明了一種新的運(yùn)輸工具，叫“木牛流馬”，解決了幾十萬大軍的糧草運(yùn)輸問題，這種工具比現(xiàn)在的還先進(jìn)，不用能源，不會(huì)造成能源危機(jī)。

據(jù)研究：木牛和流馬是漢代獨(dú)輪手推車的兩種改進(jìn)設(shè)計(jì)，通過改進(jìn)使人的負(fù)重有所減輕。木牛是一種輪子稍小一些的獨(dú)輪手推車，載重大，前由人拉、后由人推，運(yùn)行較慢；流馬載重小，輪子稍大一些，由一人推，運(yùn)行速度很快。諸葛亮所說“木牛流馬”應(yīng)是比喻它們運(yùn)行的靈便程度和載重量的大小：木牛行動(dòng)較笨而慢，像牛；流馬行動(dòng)敏捷而快，像馬。不是說它們外形像牛像馬。
目的：幫助軍隊(duì)運(yùn)送戰(zhàn)略物資。
案例3：希羅自動(dòng)門（圖片相關(guān)材料見教參P66或江蘇版P107。）
公元1世紀(jì),希臘人希羅建造的自動(dòng)打開廟門的裝置(圖1)是最早利用氣壓和液壓為動(dòng)力的自動(dòng)門。如圖所示，祭壇點(diǎn)火使1的空氣膨脹，水流入2，利用水的重量使軸3轉(zhuǎn)動(dòng),將門打開。祭壇滅火，門即自動(dòng)關(guān)閉。
希羅自動(dòng)門如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)門的？
利用氣壓和液壓動(dòng)力裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開門、關(guān)門。
總結(jié)：事物發(fā)展的結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也可能與預(yù)期的目標(biāo)不相符，甚至是不希望得到的。如果人們想達(dá)到某一特定的目的，就必須運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖侄蝸韺?shí)現(xiàn)。
1.控制的涵義
（引入控制的概念）
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制（control）。
那么，運(yùn)用什么手段來實(shí)現(xiàn)呢？
2.控制的三大要素：
1）控制的對(duì)象是什么；
2）控制要達(dá)到什么目的；
3）采取什么控制手段。
[馬上行動(dòng)] 找出自行車中存在的各種控制現(xiàn)象：
同學(xué)每天都是騎自行車來上學(xué)的，在行車過程中，我們通常要控制自行車的速度，方向，遇到人多的情況還需要控制剎車使車減速。
自行車在行駛時(shí)的方向控制問題，其控制的對(duì)象就是自行車，控制的目的是為了改變自行車的前進(jìn)方向，控制的手段就是騎車人通過雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車把，改變前輪的方向并帶動(dòng)后輪改變方向。
自行車在行駛時(shí)的速度控制問題，其控制的對(duì)象就是自行車，控制的目的是為了改變自行車的前進(jìn)速度，控制的手段就是騎車人通過車閘，改變自行車的速度。
馬上行動(dòng)：結(jié)合事例（用音樂噴泉的事例），重點(diǎn)闡明控制的對(duì)象是什么；控制要達(dá)到什么目的；采取什么控制手段。
控制事例 控制的對(duì)象 控制的目的 控制的手段
電風(fēng)扇扇葉轉(zhuǎn)速快慢的控制 電風(fēng)扇 調(diào)節(jié)速度 換檔
音響的音量控制 音響 音量的調(diào)節(jié) 旋鈕
燃?xì)鉄崴鳒囟鹊目刂?熱水器 調(diào)節(jié)出水口溫度的高低 改變?nèi)細(xì)饣痤^的大小
用噴霧器噴灑農(nóng)藥 噴霧器 給莊稼治病 操作噴霧器的手柄
大禹治水 洪水 安息洪波、大治水患 疏通河道，泄洪為主
人力三輪車轉(zhuǎn)彎中的方向控制 人力三輪車 改變?nèi)嗆囆旭偟姆较? 雙手轉(zhuǎn)動(dòng)車把
3.控制的分類：
控制的實(shí)現(xiàn)需要通過一定的手段。從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制有人工控制和自動(dòng)控制。
人工控制：控制的過程必須在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下才能完成控制任務(wù)。
自動(dòng)控制：在控制的過程中不需要人的直接干預(yù)，使事物的變化準(zhǔn)確的按照期望的方向發(fā)展。
案例分析：從手搖扇到空調(diào)器，手動(dòng)——手動(dòng)控制——自動(dòng)控制
【舉例】電扇的風(fēng)速控制：由人操作電扇風(fēng)速檔位，電機(jī)以一定的轉(zhuǎn)速帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出預(yù)定的風(fēng)速。
風(fēng)扇的風(fēng)速控制過程中是由人直接參與的，屬于人工控制。
空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)控制：由溫度傳感器檢測(cè)室內(nèi)溫度是否達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，對(duì)制冷壓縮機(jī)進(jìn)行調(diào)控，若室內(nèi)溫度高于預(yù)設(shè)溫度，空調(diào)的制冷控制電路就會(huì)啟動(dòng)制冷壓縮機(jī)，送出冷風(fēng)，當(dāng)溫度下降到預(yù)設(shè)溫度以下，制冷壓縮機(jī)停止工作。
【學(xué)生活動(dòng)】請(qǐng)同學(xué)區(qū)分人工控制和自動(dòng)控制。
音響的音量控制 人工 全自動(dòng)洗衣機(jī) 自動(dòng)
普通水龍頭出水的控制 人工 電冰箱內(nèi)溫度控制 自動(dòng)
自動(dòng)取款機(jī) 自動(dòng) 籃球運(yùn)動(dòng)員投籃過程控制 人工
自動(dòng)烘手機(jī) 自動(dòng) 自動(dòng)感應(yīng)門的開關(guān)控制 自動(dòng)
電梯的上下運(yùn)行過程控制 自動(dòng) 飛鏢的投擲過程控制 人工
肥胖人群體形控制 人工 聲控走廊燈的控制 自動(dòng)
紅外自動(dòng)水龍頭出水控制 自動(dòng) 紅綠燈的轉(zhuǎn)換過程控制 自動(dòng)
手搖晾衣架的控制 人工 光控路燈的控制 自動(dòng)
馬上行動(dòng)：把你了解的人工控制和自動(dòng)控制的事例填寫在下面的橫線上：
人工控制：人工紡紗、普通自來水龍頭，旋轉(zhuǎn)按鈕打開電燈、駕駛汽車等。
自動(dòng)控制：數(shù)控機(jī)床、飲料自動(dòng)裝罐生產(chǎn)線、花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉(zhuǎn)換等。
按照?qǐng)?zhí)行部件的不同，控制分為：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制等
對(duì)于自動(dòng)控制按控制方式分為：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。
二、控制的應(yīng)用
控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到迅速發(fā)展，在社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。
通過事例說明控制在社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
1.控制在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
控制應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為工人提供了安全保障。
案例1：汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線。（圖片）
汽車焊裝、汽車油漆、汽車檢測(cè)
【講解】汽車自動(dòng)裝配生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)了汽車零件的自動(dòng)裝配、噴漆等，并能對(duì)零件的傳送速度進(jìn)行控制，便于生產(chǎn)操作，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
2.控制在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
控制應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，提高了勞動(dòng)效率，減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，使農(nóng)民減少在農(nóng)田里日曬雨淋的時(shí)間。
案例2：農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)施。（圖片）
折射式微噴、錘式微灌、射流式微噴
【講解】農(nóng)田節(jié)水灌溉控制，在控制農(nóng)田灌溉水量、實(shí)現(xiàn)水量均勻噴灌的同時(shí)減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度。
3.控制在日常生活中的應(yīng)用
控制應(yīng)用到日常生活中，提高了人們的生活質(zhì)量，人類能夠在一定程度上按照自己的意愿改變周圍的環(huán)境，使之滿足人們的要求。
空調(diào)機(jī)
自動(dòng)取款機(jī)
自動(dòng)控制水龍頭
… …
案例3：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)家電。（圖片）

a.海爾MY-2070EGZ網(wǎng)絡(luò)微波爐

1、遠(yuǎn)程控制：通過因特網(wǎng)、手機(jī)短信和移動(dòng)/固定電話等網(wǎng)絡(luò)，主人可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)遠(yuǎn)程操作家里的微波爐，給獨(dú)自在家的兒童做一頓美餐；

2、無線通訊：主人所發(fā)送的控制信號(hào)通過家庭網(wǎng)關(guān)無線通訊至微波爐，沒有繁雜的走線，消除廚房安全隱患；




3、菜單下載：從因特網(wǎng)下載烹調(diào)菜單，享受最新的美味；
4、自動(dòng)反饋：微波爐的運(yùn)行狀況、機(jī)身故障等信息可通過因特網(wǎng)、e－mail、手機(jī)短信和電話等網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通知用戶或售后廠商；
5、智能安全管理：遠(yuǎn)程加、解鎖，保護(hù)家中兒童；
b.無線遙控技術(shù)，使安裝高度 不再受限，操作更加自如智能變速技術(shù),只要你選擇智能變速技術(shù)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換功率，從而實(shí)現(xiàn)更多的熱水出水量，讓我們的洗浴更加舒適
專利防電墻技術(shù)，確保您即使在不安全用電環(huán)境下的洗浴安全安全預(yù)警技術(shù)，時(shí)刻監(jiān)測(cè)用電環(huán)境，當(dāng)用戶家地線帶電，顯示屏報(bào)故障顯示“E4"，蜂鳴器發(fā)出警示音，提醒用戶家中存在用電隱患
c. 網(wǎng)絡(luò)超薄氧吧換新風(fēng)空調(diào)
1、遠(yuǎn)程控制：通過因特網(wǎng)、手機(jī)短信和移動(dòng)/固定電話等網(wǎng)絡(luò)，主人可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)遠(yuǎn)程操作家里的空調(diào)；
2、無線通訊：主人所發(fā)送的控制信號(hào)通過家庭網(wǎng)關(guān)無線通訊至空調(diào)，無須布線，不影響房間美觀；
3、操作簡(jiǎn)單：無須下載任何管理軟件；
4、自動(dòng)反饋：空調(diào)的運(yùn)行狀況、機(jī)身故障等信息可通過因特網(wǎng)、e－mail、手機(jī)短信和電話等網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通知用戶或售后廠商；
5、智能享受：主人在快到家時(shí)預(yù)先打開家里的空調(diào)，長(zhǎng)期不在家時(shí)也可以打開空調(diào)進(jìn)行除濕等操作，既節(jié)能環(huán)保又能夠最大限度的享受舒適的生活；
6、智能化空氣調(diào)節(jié)：如果配上相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)空氣質(zhì)量傳感器，當(dāng)家庭中某項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)時(shí)，空調(diào)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的功能進(jìn)行調(diào)節(jié)；
7、功能簡(jiǎn)介：正壓換新風(fēng)氧吧，健康除菌光，超薄時(shí)尚外觀，自動(dòng)可關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口，強(qiáng)力殺菌媒，輔助電加熱，停電補(bǔ)償技術(shù)，健康負(fù)離子，夜光按鍵遙控器。
4.控制在社會(huì)生活中的應(yīng)用
控制應(yīng)用到社會(huì)生活中，使整個(gè)社會(huì)能協(xié)調(diào)、健康、有序地發(fā)展。
控制人口增長(zhǎng)，提高人口素質(zhì)
各種法律制度
交通管理
… …
5.控制在軍事、國(guó)防中的應(yīng)用
控制應(yīng)用到軍事國(guó)防中，提高了國(guó)家防備和抵抗侵略的能力，為保衛(wèi)國(guó)家的主權(quán)、統(tǒng)一、領(lǐng)土完整和安全提供了必要的條件。
【辯論】自動(dòng)控制技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用，一方面減輕了人的勞動(dòng)強(qiáng)度，解放了生產(chǎn)力，另一方面也可能造成失業(yè)人數(shù)的增加，對(duì)此，你持什么觀點(diǎn)呢？請(qǐng)分小組討論，并說明原因。
這兩個(gè)命題并不矛盾。從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度，發(fā)展密集型產(chǎn)業(yè)，解放勞動(dòng)力，是社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)，而富余的勞動(dòng)力，則可以通過發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)得以解決。
小結(jié)：
一、控制的手段:
1.控制的涵義
2.控制的三大要素：
3.控制的分類：
二、控制的應(yīng)用
練習(xí)：
2.機(jī)械控制：普通水龍頭、浮子——杠桿水位控制、電飯煲等。
電子控制：電子計(jì)算器、家用電冰箱、自動(dòng)門、汽車自動(dòng)變速器的電子控制裝置。
氣動(dòng)控制：化工生產(chǎn)中常用的氣動(dòng)閥門、公交車車門開關(guān)控制。
液壓控制：建筑工地打樁機(jī)、修理汽車用的油壓千斤頂。

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