第二節《控制系統的工作過程與方式》導學案（精選2篇）

第二節《控制系統的工作過程與方式》導學案 篇1

　　一、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。

　　生活中不乏簡單控制系統的應用，人們對此往往象看待日出日落一類自然景色般的習以為常。本部分內容的學習，正是要引導學生，從技術的角度、用控制的思維看周圍的存在，分析其道理。

　　本課教學內容，從學生生活經驗出發，從實例分析入手，歸納出對控制系統的一般認識，以及根據控制系統方式分類的開環控制系統和閉環控制系統兩類，并側重對開環控制系統的工作過程、方框圖、重要參數進行分析。

　　二、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。本節課的教學除了繼續加深對技術與設計的知識深度和技能程度外，更是培養技術思想和方法的很好的平臺和載體。因此，應多貼近學生生活經驗出發，從實例分析入手，逐步歸納出對控制系統的一般認識，并能對開環控制系統的工作過程、方框圖進行分析。

　　三、目標：

　　1.知識與技能：

　　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、執行器的作用。

　　2.過程與方法：

　　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其構成的作用。

　　3.情感態度價值觀：

　　提高對生活中技術問題的敏感度和引發出探究欲望，并能保持積極審慎的態度。

　　四、教學重難點：

　　1.教學重點：控制系統的構成；開環系統與閉環系統的構成與判斷。

　　2.教學難點：開環系統與閉環系統的構成與判斷。

　　五、教學概述：

　　本章的教學結合具體的教學內容和目標我們采用“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置于具體的案例情景當中，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，使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，使學生親歷自主探索和思維升華的過程。

　　在重要的“問題分析”環節上立足于“控制系統設計的目的性”，讓學生抓住問題的主要矛盾，“歸納總結”階段著重引導學生完善知識框架。讓學生在自主探索中經歷思維升華的過程。

　　2課時

　　六、教學器材：

　　多媒體課件等。

　　七、教學過程：

　　一）引入新課：

　　日常生活中的控制舉例：

　　a.拔動教室電燈開關，燈的亮與不亮與手動有關。

　　b.聲光感應開關，當有聲音時燈亮。

　　c.紅外感應出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。

　　d.賓館自動門，當有人進入，門自動打開。

　　e.當手靠近自動烘手機時，機器啟動；當手離開時，機器關閉。

　　（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了電源。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。）

　　師生歸納、抽象以上活動的特征：

　　一個輸入信號（如手拔開關）對應著一個輸出信號（如燈亮或不亮）。

　　這些控制是怎樣實現這個功能的呢？或者說，它們工作過程是怎樣的呢？這個知識我們這節課就要學到。今天我們來學習第二節：控制系統的工作過程與方式

　　二）新課教學....

第二節《控制系統的工作過程與方式》導學案 篇2

　　控制系統的工作過程與方式》教學設計方案

　　一、教學目標分析

　　（一） 通過學生周邊實例的分析，理解控制系統的含義。

　　（二） 掌握開環控制系統的基本組成和工作過程，學會開環控制系統方框圖的畫法。

　　（三） 對學生進行技術思想和方法的指導，使學生獲得大智慧。

　　二、教學內容分析

　　本課教學內容為蘇教版《技術與設計2》第四單元“控制與設計”的第二節“控制系統的工作過程與方式”的第1課時。從總體上看,“控制與設計”這個單元按照控制的手段——控制系統——控制系統的設計這樣的思路來組織教材內容。上節課讓學生對控制手段和控制應用有所了解,下節課要讓學生進一步學習閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程,因此，本課教學非常關鍵，是承上啟下的核心內容。

　　課程標準規定，通用技術課程的主要教育目標是培養和提高學生的技術素養，而技術素養中技術思想和方法又占有極其重要的地位。本課教學除了繼續加深對技術與設計的知識深度和技能程度外，更是培養技術思想和方法的很好的平臺和載體。

　　我們知道，生活中有許多簡單控制系統的實例，因此，本課教學要從學生生活經驗出發，從實例分析入手，歸納出對控制系統的一般認識，了解兩類控制系統，即開環控制系統和閉環控制系統，特別是要對開環控制系統的工作過程、方框圖、重要參數進行分析。本課要突出的重點是：對控制系統和開環控制系統的理解以及用方框圖描述開環控制系統的工作過程。本課要突破的難點是開環控制系統的工作過程分析。

　　三、學習對象分析

　　學生已具有電學基礎知識和系統、控制等基本概念，具有觀察和使用簡單控制系統的生活體驗，這些知識和經驗為教學中為學生尋找教材以外的案例提供了條件，同時也為電燈、亮度可調燈、聲控燈等開環控制系統試驗操作的順利進行提供了可能。

　　四、教學策略分析

　　（一） 讓學生的自發地、主動地學習。本課教學中以“芝麻芝麻”聲控制開門控制系統等問題解決為主線，激發學生的認知，引導學生自發地、主動地解決問題。

　　（二）創設情境。引導學生分析生活中的開環控制系統工作過程和方框，加強學生工作過程和方框圖的理解和應用能力。

　　（三）通過 “閉上眼睛寫字”等試驗讓學生體會開環控制系統輸入與輸出的關系和工作過程。

　　五、教學資源準備

　　多媒體教學設備、ppt課件、電燈、亮度可調燈、聲控燈電路材料等

　　六、教學過程

　　教師：本節課我們學習控制系統和開環控制系統

　　【板書】：控制系統   開環控制系統

　　（一）教師引導學生活動

　　1、“搜集我們周圍使用控制技術的實例”活動情況交流

　　引入：回顧一下，上節課我們學習了控制，什么是控制？控制是人們為了使事物向期望的方向發展所采取的什么？手段。

　　改革開放以后，技術飛速發展，人民生活水平有了很大的提高。我們的社會，我們的家庭的許多產品運用了控制技術。

　　上節課我布置同學們搜集周圍使用控制技術的實例，同學們能不能把你搜集到的控制技術說一下？

　　請幾個學習活動小組組長匯報“搜集我們周圍使用控制技術的實例”活動情況。可以使用電子稿。

　　第10組搜集的是《阿里吧吧和四十大盜》故事中的“芝麻開門”。故事里面主人公阿里吧吧對著門說一聲“芝麻芝麻，開門吧！”， 門就開了，這是個用聲音控制開門的例子。

　　教師：這是一個富有想象力的故事，這個故事出自哪部名著？技術發展到今天我們能把它變成現實嗎？

　　由上述實例引導學生歸納控制系統概念

　　2、控制系統

　　用以完成一定控制任務的元、部件的組合。控制系統的輸入輸出之間有一定的對應關系——控制系統

　　老師：不管什么控制系統都是為了實現人的意圖。同學們面對自然現象，不要怨天尤人，要增強人對自然現象的控制意識。

　　問題提出：這些控制系統是怎樣組成的？他們的工作過程是怎樣的？輸入輸出之間有怎樣的對應關系？

　　這個也就是本節課的教學內容，下面我們來進行探究。

　　3、探究

　　（1）耿雨虹同學為組長的學習活動小組把電子稿拷貝到電腦里面并且通過教室里的多媒體教學系統放映在大屏幕上。

　　【大屏幕】

　　“搜集我們周圍使用控制技術的實例”學習活動卡

　　姓名

　　耿雨虹

　　學習伙伴姓名

　　楊家瑜、陳志、李劍洪

　　活動形式

　　調查研究

　　活動內容

　　搜集我們周圍使用控制技術的實例

　　控制技術

　　控制目的

　　控制對象

　　控制系統的組成

　　實例1：電燈

　　照明

　　電燈

　　開關、燈泡、燈座、導線、電源

　　實例2：亮度可調燈

　　照明

　　電燈

　　可調電阻開關、燈泡、燈座、導線、電源

　　實例3：樓道里的自動聲控燈

　　照明

　　電燈

　　聲傳感器開關、燈泡、燈座、導線、電源

　　體會

　　聲控燈具有特殊功能與應用。在公共樓道里,安裝聲控燈,既方便,又節電。

　　由耿雨虹同學講解：控制目的、控制對象、控制系統的組成

　　（2）要求學生分別畫出電燈、亮度可調燈、聲控燈的電路圖，馬上行動，找3個同學到黑板上畫。

　　（3）連接線路并進行試驗

　　找3個組（1、3、5組）同學按照電路圖分別連接電燈、亮度可調燈、聲控燈的電路。連接線路后進行試驗。教師提示學生在接通電源前務必要進行檢查。

　　可能有的同學感到奇怪，徐老師怎么教起物理來了，我今天要教大家的不是串聯電路，而是控制系統。

　　（二）教師引導學生對常規燈與聲控燈進行對比研究

　　1、不同點和共同點

　　教師：下面我們來探究一下它們的不同點，科學家的一個特點就是善于發現事物的不同點。

　　電燈中電流與開關操作之間的關系,可以表示為:

　　常規燈：

　　關(開關)——無電流,燈滅。

　　開(開關)——有電流,燈亮。

　　照明用的常規燈,具有幾種狀態？兩種，點亮與熄滅。對應開關有幾種狀態？兩種，開和關。

　　開——有電流,燈亮，關——無電流,燈滅。

　　對于亮度可調燈來說, 可以表示為:

　　亮度可調燈：

　　關(開關)——無電流,燈滅

　　開(開關)——有電流,燈亮

　　電阻減小——電流增大，亮度增加

　　對于聲控燈來說,開關通過聲傳感器來操縱。

　　聲控燈：

　　無聲——無電流,燈滅。

　　有聲——有電流,燈亮。

　　老師：不同點在哪里？

　　引導學生：不同點輸入量、輸出量不同，它們的組成不同。

　　老師：同學們，我們來比較一下，它們的共同點在哪里？

　　誰來歸納它們的共同點？科學家的另一個特點就是善于歸納共同點，我們知道，牛頓名言：“我之所以比別人看得更遠，是因為我站在巨人的肩膀上。”牛頓三定律就是牛頓在前人實驗的基礎上歸納出來的。

　　引導學生：（共同點）輸出與輸入之間存在一種單向的邏輯關系。

　　有輸入才有輸出，有付出才有收獲，輸入是因，輸出是果，輸入和輸出是因果關系。

　　共同點在哪里？

　　引導學生：共同點表現在技術上可以看成控制系統，可以使用相同的方框圖來描述。

　　老師：能使用相同的方框圖來表示嗎？

　　引導學生：用下面的方框圖表示。

　　2、進一步探究——由聲控燈控制系統到一般控制系統方框圖

　　老師：控制系統是怎樣工作的？我們來探究一下聲控燈控制系統的組成。

　　畫出控制過程方框圖

　　由具體到抽象：在這個控制系統中控制器、執行器、被控對象分別是什么？

　　引導學生：控制器、執行器、被控對象分別是聲傳感控制器、常開(斷開)接點、燈泡。

　　【板書】：

　　教師對學生進行技術思想和方法的指導，使學生獲得大智慧：由聲控燈控制系統到一般控制系統方框圖由具體到抽象的一個重要的思想和方法。開環控制系統方框圖是對開環控制系統工作過程的總結和概括，如果說我們學習聲控燈控制系統方框圖只學到一個案例，那么，我們理解了開環控制系統方框圖就等于學習了無數個同類型案例。如何讓學習變成一件很快樂的事情？同類型題不需要做成百上千道，有數道練習就可以了，重要的是掌握做這一類型題的方法。

　　3、教師結合聲控燈控制系統引導學生歸納開環控制系統概念：

　　提問：聲控燈控制系統輸出量對系統的控制產生影響嗎？沒有。

　　控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響。這種控制系統就叫做開環控制系統。

　　（三）知識遷移——由抽象到具體

　　請寫出“芝麻開門”聲控開門系統的控制方框圖，有興趣的同學課后可以制作模型，把神話變成現實。

　　誰不懂寫，請舉手。

　　當你 明確“芝麻開門”聲控開門系統是開環控制系統之后方框圖

　　你可以把開環控制系統方框圖拿出來，想一想，控制器、執行器、被控對象分別是什么？

　　引導學生寫出：

　　（四）小試驗：閉上眼睛寫“控制系統”四個字。

　　徐老師是在教小學生嗎？不是。要求學生體驗輸出、輸入、控制器、執行器、被控對象分別是什么。

　　輸入量：老師的指令  輸出量：所寫的字

　　引導請你寫出“閉上眼睛寫字”的控制過程方框圖。

　　對比開環控制系統的方框圖

　　分析：大腦——控制器，手——執行器，筆——被控對象

　　我們說閉上眼睛寫字就是開環控制。

　　請同學們課后去試驗：睜開眼睛寫“控制系統”四個字。

　　思考：閉上眼睛寫字與睜開眼睛寫字的區別在哪里？為什么？

　　以色列的“定點清除”，能夠把炮彈打到幾千公里以外的行駛的汽車，這是為什么？是不是炮彈長了“眼睛”？對了，正是炮彈長了“眼睛”，這不是普通炮彈，而是導彈。導彈打得準是因為它具備了自動修正的能力。

　　睜開眼睛寫字是否具備自動修正的能力？

　　從而提出新問題：在控制系統中如何才能具備自動修正的能力？這就是我們下節課程要學習的閉環控制系統

　　（五）練習

　　1、生活中還有哪些開環控制系統？

　　2、要求學生應用一般開環控制系統方框圖在以下控制系統中任選2個畫出其控制方框圖。

　　公共汽車車門控制系統。

　　紅綠燈定時控制系統。

　　防盜報警系統。

　　火災報警系統。

　　音樂噴泉控制系統。

　　鬧鐘定時控制系統。

　　自動烘手機控制系統

　　游泳池注水控制系統

　　七、【板書設計】：

　　學生畫的電燈、亮度可調燈、聲控燈的電路圖。

　　八、教學反思

　　開環控制系統在生產、生活中具有重要意義，本節課通過對開環控制系統中控制過程的分析，幫助學生理解控制系統和開環控制系統，并學會應用簡單的開環控制方法來解決問題，使學生的邏輯思維品質得到了發展。

　　本節課不是從概念入手，講什么是控制系統，什么是開環控制系統，工作過程如何、框圖如何畫等，而是從實例入手，通過做試驗，與學生共同分析、歸納，從而得出開環控制系統工作過程。本節課對學生進行技術思想和方法的指導，從而使學生獲得大智慧。

　　課堂上從學生尋找生活中開環控制事例到學生動手試驗再到開環控制系統特征和框圖的歸納環環相扣，設計流暢，學生始終參與全程教學活動，能引導學生思維步步深入，從提出問題、分析問題到解決問題，符合高中學生認知規律。

　　本節課為下節課“閉環控制系統”的教學埋下了伏筆，為后續課程的學習打下了良好基礎。