資源簡介

高中通用技術(shù) 技術(shù)與設(shè)計2 (蘇教版)
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
教 學(xué) 案 例
南開大學(xué)附屬中學(xué) 尹錦艷
一、教學(xué)設(shè)計：
（一）教學(xué)目標(biāo)：
1．知識與技能：
熟悉簡單的開、閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的含義、基本組成和簡單的工作過程。能畫出簡單開、閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖并理解開、閉環(huán)控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器的作用。
2．過程與方法：
通過案例分析、馬上行動、小試驗(yàn)，學(xué)會畫簡單的方框圖，培養(yǎng)學(xué)生使用通用技術(shù)語言理解開、閉環(huán)控制系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的作用。
3．情感、態(tài)度與價值觀：
通過自行車、電風(fēng)扇等案例的分析，培養(yǎng)學(xué)生對生活中的控制技術(shù)的興趣。
（二）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1．教學(xué)重點(diǎn)：
開、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。
2．教學(xué)難點(diǎn)：
（1） 用方框圖描述開、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。
（2） 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較和區(qū)別
（三）教學(xué)策略：
結(jié)合學(xué)生的生活實(shí)際，選擇學(xué)生生活中比較熟悉的事物為載體，這樣進(jìn)行知識方面的傳授有利于培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)方式是學(xué)生主動思考、討論、親身實(shí)踐，教師利用講解、提問、啟發(fā)等途徑，在師生互動中完成教與學(xué)。
1. 教法：
　　（1） 先行組織者策略，選擇與學(xué)習(xí)開環(huán)控制系統(tǒng)有包容性、概括性的引導(dǎo)性材料，以建立新、舊知識經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系，逐步加強(qiáng)學(xué)生對開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框圖的理解和應(yīng)用能力。
（2）創(chuàng)設(shè)情境，引導(dǎo)學(xué)生分析生活中的開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框。
（3）設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一般意義上的歸納總結(jié)。
（4）動手試驗(yàn)，體會開環(huán)控制系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系。
2. 學(xué)法：
鼓勵學(xué)生自主探究和合作交流，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié)，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體會控制系統(tǒng)的工作過程和方式，特別是理解閉環(huán)控制的工作過程以及其構(gòu)成的作用。
（四）學(xué)情分析：
　　學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)和分析了控制在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，獲得了有關(guān)控制及其應(yīng)用的初步感性認(rèn)識和體驗(yàn)，但是對控制的基本工作方式和工作機(jī)理還缺乏了解，他們對進(jìn)一步了解控制系統(tǒng)的知識是有探究的欲望的。結(jié)合前面的應(yīng)用案例分析，進(jìn)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(xué)生學(xué)習(xí)的最近發(fā)展區(qū)
（五）課前準(zhǔn)備：
由于本節(jié)課內(nèi)容，我在本節(jié)課上課之前針對本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容作了大量的相關(guān)內(nèi)容的收集：（1）相關(guān)資源的收集，包括網(wǎng)絡(luò)資源的收集和與其它學(xué)科教師就相關(guān)知識進(jìn)行學(xué)術(shù)方面的交流；(2) 技術(shù)試驗(yàn)工具、材料等；（3）多方面地進(jìn)行學(xué)情的調(diào)查，以便在課上既做到傳授知識又補(bǔ)充生活經(jīng)驗(yàn)。在每節(jié)課上課之前還要針對每個班的不同情況對所講的內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以適應(yīng)不同學(xué)生不同學(xué)情的需要。
（六）教學(xué)過程： 　　
教學(xué)環(huán)節(jié) 師生活動 設(shè)計意圖
導(dǎo)入 上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了控制的含義，從控制的現(xiàn)象、目的、手段三個方面進(jìn)行理解，同時也學(xué)習(xí)了控制的幾種分類方式。每天騎的自行車是如何控制的？問題引入二 控制系統(tǒng)工作過程與方式（板書） 復(fù)習(xí)舊知，引入新知，使學(xué)生在頭腦中形成一個完整的知識體系。
探究 1、控制系統(tǒng)：（板書）
　【案例分析】
　　自行車行駛的速度的控制的實(shí)現(xiàn)過程　引導(dǎo)學(xué)生回答（畫出控制過程方框圖）　【總結(jié)】
　　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(shí)現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個系統(tǒng)，我們稱之為控制系統(tǒng)。（筆記）　　控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。
　　【馬上行動】（課文p102）
　　控制系統(tǒng)一般分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2、開環(huán)控制：
　　【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系統(tǒng)控制過程分別引出兩個名詞：輸入量和輸出量】
　　控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)成為開環(huán)控制系統(tǒng)。
　　開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：
　　
　　【案例分析】
　　自動門的控制系統(tǒng)、水泵抽水控制系統(tǒng)
　　【學(xué)生課堂舉例并分析】
　　公共汽車車門控制系統(tǒng)
　　（紅綠燈定時控制系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、音樂噴泉控制系統(tǒng)、鬧鐘定時控制系統(tǒng)等等）
　　（要求學(xué)生能畫出其控制方框圖）3、小試驗(yàn)：指導(dǎo)學(xué)生觀察拉動線繩，紙猴表情的變化（圖略）4、閉環(huán)控制：
　　【教師分析與學(xué)生討論：在游泳池注水控制系統(tǒng)增加水位測量設(shè)備和改變控制對象后，控制系統(tǒng)的過程與前面的開環(huán)控制過程有何區(qū)別，輸出量輸入量之間產(chǎn)生了什么關(guān)系和作用。】
　　把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
　　閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖：
　　
　　（解釋方框圖中的一些圖標(biāo)代表的含義）【生活案例】保溫電飯鍋的保溫控制、空調(diào)的溫度控制等等
（讓學(xué)生觀察并解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別？然后教師歸納總結(jié)）【馬上行動】（課文p106）
比較：開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)從構(gòu)成形式上無反饋環(huán)節(jié)有反饋環(huán)節(jié)從本質(zhì)上信息的流向是單向、開放信息的流向是閉合、回路的 【課堂練習(xí)】判斷以下控制系統(tǒng)是屬于開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)，并繪制出相應(yīng)系統(tǒng)框圖。（1）紅綠燈定時控制系統(tǒng)； （2）聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)；
（3）智能電冰箱溫度控制系統(tǒng)； （4）自動水位控制系統(tǒng)。 通過富有吸引力的現(xiàn)實(shí)生活中的問題，使學(xué)生回想和體會控制系統(tǒng)的工作過程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動學(xué)習(xí)的欲望。有歸納，有練習(xí)，讓學(xué)生對所學(xué)知識有區(qū)分，有理解，有應(yīng)用。1 、制作一紙猴，拉動背后的線（輸入），紙猴的動作表情發(fā)生變化（輸出） 2 、觀察、體驗(yàn)輸出信號與輸入信號之間對應(yīng)關(guān)系
小結(jié) 一、控制系統(tǒng)二、開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程及方框圖三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程及方框圖 幫助學(xué)生梳理本節(jié)課應(yīng)知應(yīng)會的內(nèi)容。使學(xué)生對本節(jié)課的整體知識體系有一個全面的認(rèn)識。
作業(yè) 家用壓力鍋的壓力控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)？它是通過哪些裝置實(shí)現(xiàn)壓力控制的？說出其控制的過程。糧庫的溫度和濕度都需要控制。小型糧庫是定期進(jìn)行人工檢測，根據(jù)需要進(jìn)行溫度和濕度的控制。如果要實(shí)現(xiàn)溫度和濕度的自動控制，可以采用什么方法？請用方框圖說明你的想法。 對不同層次的學(xué)生提出不同的要求，為下節(jié)課做好鋪墊。
　（七）板書設(shè)計：
二、教學(xué)反思：
在現(xiàn)實(shí)社會生活中，開環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用具有十分重要的實(shí)踐意義，本節(jié)課通過對開環(huán)控制系統(tǒng)中控制過程的理解，有助于學(xué)生將日常所見控制事例上升到運(yùn)用技術(shù)思想和方法理解并分析，并學(xué)會應(yīng)用簡單的開環(huán)控制方法來解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的問題，有助于發(fā)展學(xué)生良好的邏輯思維品質(zhì)。
本節(jié)課沒有首先從概念入手，講什么是開環(huán)控制系統(tǒng)，工作過程如何、框圖如何畫等，而是選擇適當(dāng)材料，從實(shí)例的分析開始，與學(xué)生共同歸納、抽象實(shí)例的特征，從而引出開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程的分析，課堂教學(xué)一個重要特點(diǎn)是，淡化對概念或定義的描述，側(cè)重機(jī)理的分析，我認(rèn)為，這是技術(shù)課程教師需要引起重視，也是它有別于科學(xué)類課程的不同之處。
課堂上從材料分析，到開環(huán)控制系統(tǒng)特征和框圖的歸納，到學(xué)生尋找生活中開環(huán)控制事例，到經(jīng)典案例分析，到學(xué)生動手試驗(yàn)，再到討論、練習(xí)、小結(jié)，環(huán)環(huán)相扣，設(shè)計流暢，學(xué)生始終參與全程教學(xué)活動，能吸引學(xué)生注意力，引導(dǎo)學(xué)生思維步步深入，從認(rèn)識問題、分析問題到解決問題，符合高中學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生體會到控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)并非深奧高不可攀。本節(jié)課教學(xué)為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了良好基礎(chǔ)。
三、專家點(diǎn)評：
從分析學(xué)生熟悉的自行車的控制系統(tǒng)入手，淺入深處的、比較完整的闡述了控制系統(tǒng)的工作過程與方式。容易引起學(xué)生的興趣，使學(xué)生主動參與教學(xué)，突出新課程改革以學(xué)生為主體的理念，積極引導(dǎo)學(xué)生從思想方法的高度去認(rèn)識學(xué)習(xí)的內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生主動思考、親身實(shí)踐，在師生互動中達(dá)成教與學(xué)的目標(biāo)。
二 控制系統(tǒng)的工作過程與方式
1. 控制系統(tǒng)、定義，
2. 開環(huán)控制系統(tǒng)及方框圖
3. 閉環(huán)控制系統(tǒng)及方框圖
第 5 頁 共 5 頁

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