第四單元第四節《控制系統的設計與實施》教學案例（通用5篇）

第四單元第四節《控制系統的設計與實施》教學案例 篇1

　　高中通用技術  技術與設計2 (蘇教版)

　　第四單元   控制與設計

　　第四節  控制系統的設計與實施（第一課時）

　　教 學 案 例

　　天津市崇化中學   劉東環

　　一、教學設計：

　　（一）教學目標：

　　1.知識與技能：

　　了解簡單的被控制對象的基本特征，畫出系統方框圖，形成初步設計方案

　　2.過程與方法：

　　通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神，學習權衡的思想。

　　3.情感、態度與價值觀：

　　（1）通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。

　　（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。

　　（3) 通過多種形式的教學活動，提高學生學習技術課的興趣。

　　（二）教學重點、難點：

　　1.教學重點：

　　設計一個控制系統應明確的問題；對控制系統的基本要求；控制系統設計的思想方法。

　　2.教學難點：

　　設計一個控制系統應明確的問題的分析；控制系統設計的思想方法。

　　（三）教學策略：

　　提出一個生活中時常會遇到的問題，在學習和閱讀了相關內容后針對這一問題的設計要求進行具體設計并制作成模型，在學生自己設計和制作的過程中達到突破難點，實現教學目標的目的。

　　本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：

　　（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。

　　（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。

　　（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。

　　（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。

　　（四）學情分析：

　　學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗和生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。

　　（五）課前準備：

　　相關圖片

　　（六）教學過程：

　　教學環節

　　師生活動

　　設計意圖

　　導入

　　在日常生活中，控制具有十分重要的實踐意義，我們今天從實際應用出發，進行幾個簡單的控制系統設計。現在我們首先了解一下控制系統設計的一般思路。

　　引出新知，激發學生的學習興趣。

　　新課講授

　　一、控制系統設計的一般思路  

　　系統要達到的目標？

　　控制的對象？

　　被控對象的特性？

　　被控量和控制量？

　　外界的主要干擾因素？

　　怎樣的方案既達到目的、又經濟、易于實現？

　　設備和元件？

　　1.選擇開環還是閉環要根據控制系統的精度要求和條件的可行性而定

　　2.找出控制系統的干擾因素，并分清主次，找出最大的干擾因素

　　3.要確定控制量和被控量

　　4.執行器和檢測裝置的選擇: 一是要根據控制量和被控量的需求，二是根據控制條件

　　總之，控制系統設計需滿足的基本條件:

　　能達到控制的目的

　　采用易于實現的方式

　　降低控制成本

　　減少對環境的負面影響

　　二、開環控制系統的設計

　　與學生一起分析，這個系統要達到的目的是什么？控制的對象是什么？被控對象有哪些特性？被控量的控制量分別是什么？外界的干擾因素是什么？經濟實用？安全教育與設計。

　　設計要求：電吹風能根據不同檔位輸出不同種類的風.

　　設計分析：被控對象——電吹風；

　　被控量——風的速度和溫度；

　　控制量——電機的電壓；

　　干擾因素——房間溫度、電源電壓的波動……

　　工作過程：

　　學生討論：普通電風扇控制系統的設計 

　　直接引入題目，便于學生積極思考。

　　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。

　　這些設備，學生有一些使用的經驗，拿出來加以分析，還可以增加學生的安全意識。

　　小結

　　1.     控制系統設計的一般思路

　　2. 控制系統設計需滿足的基本條件

　　鞏固本節課內容

　　作業

　　書p124 第1題

　　七、板書設計：

　　二、教學反思：

　　學生要對生活中的一些系統進行分析，思考，并能收集一些設備的工作原理，只有在掌握了大量的系統的工作原理，占有大量的資料的前提下，才能對系統進行分析，畫出方框圖，才能對其設計有一定的了解。

　　三、專家點評：

　　通過一些具體的生活實例導入有關控制的設計方法，引導學生發現問題、分析問題、解決問題，由易到難，在學生自己設計的過程中達到突破難點，實現教學目標的目的，符合新課程理念的要求。以貼近學生生活實際的典型案例為載體，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識，體現老師的引導作用。以學生為主體，讓學生進行設計，改進身邊的一些控制系統，理論與實踐相結合，以問題為引領，在‘師生互動’的課程理念的設計上都有較好的亮點，還應注意及時反饋。

　　來源：天津教研

第四單元第四節《控制系統的設計與實施》教學案例 篇2

　　1.教材分析及教學設計介紹

　　本節課內容為本節的第四課時，是本節、本章、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。

　　結構是設計的基礎，流程是設計的方法，系統是設計的保障，控制是設計的關鍵。

　　本節課可使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，以電加熱器的設計為例，實現發熱、包層、控制、定時、過熱保護等，這電加熱器，大部分的學生都有一定的使用各損壞加熱器的經驗，作起來有一定的實踐性。

　　【學情分析】

　　學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗的生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。

　　【教學目標】

　　知識與技能：

　　（1） 了解簡單被控制對象的基本特征。畫出系統方框圖，形成初步設計方案

　　（2） 能設計制作一個控制方法，能進行模擬控制并調試。

　　過程與方法：通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神。學習權衡的思想。

　　情感、態度和價值觀：

　　（1） 通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。

　　（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。

　　（3) 通過多種形式的教學活動，提高學生學習技術課的興趣。

　　【重點與難點】

　　重點：控制系統設計的一般思路。

　　難點：閉環系統的設計。

　　關鍵：案例分析與方框圖的繪制。

　　【教法設計】

　　（1）通過教師的引導和實例，探究控制系統設計與實施的含義。

　　（2）通過體驗活動，結合學生生活經驗，歸納總結控制系統設計與實施的方法。

　　（3）講解設計的一般思路，要有所側重，從眾多的因素中選出重點的，不必面面俱到。

　　（4）通過實踐改造活動，讓學生感受和領悟，創新的設計思想，并引導學生思考實現合理的設計與控制還要考慮的因素。

　　【學法設計】

　　引導學生進行“問題式學習”，通過嘗試——發現，探索——研究的過程來掌握本節課的知識，在老師的幫助下，把生活中的經驗逐步與控制系統聯系起來，通過動手實踐、改造，親身體會這種控制實施方法，體驗成就感！

　　【教學資源準備】

　　以學生動手做與設計方框圖為主，制作電吹風控制系統的視頻，課件容納一些視頻和例子說明及方框圖的展示。

　　【教學策略】

　　本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：

　　（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。

　　（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。

　　（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。抽水馬桶水箱不適合農村的學生，自動升旗控制的設計，難度相對高些，但比較實用，但要結合學生玩電動車的經驗。

　　（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。設計個改進身邊的一些控制系統，從而使得學生完成本課堂的內容。

　　2.教案

　　【新課教學】

　　1、控制系統設計的一般思路

　　選擇開環還是閉環：依據控制精度與條件。

　　被控對象特性的獲取方法：往往難以直接得到，從輸入與輸出之間的關系，

　　若干個干擾因素的分析：找了影響最大的。

　　簡單系統的控制：

　　執行器與檢測器的選擇：

　　設計圖樣等：

　　開環控制系統的設計

　　電風扇，電吹風的設計：

　　電風扇控制系統的設計：被控對象是電風扇，被控制量是電風扇輸出的風速，控制量是電機的轉速。設計的目的有：一是有定時關閉電風扇。二是有不同的風速。三是又定時，又有不同的風速。

　　案例分析：電吹風控制系統的設計（要先介紹一下電吹風的工作原理）

　　與學生一起分析，這個系統要達到的目的是什么？控制的對象是什么？被控對象有哪些特性？被控量的控制量分別是什么？外界的干擾因素是什么？經濟實用？安全教育與設計。

　　可以選擇熨斗，電加熱棒，電褥子等進行分析，這些設備，學生有一些使用的經驗，拿出來加以分析，還可以增加學生的安全意識。

　　2、 閉環控制系統的設計

　　對于簡單的閉環控制系統有如下的要求：

　　①     必須是穩定的。一是工作時要穩定，二是干擾出現時要穩定，這個穩定是通過調節而出現的穩定。

　　②     控制精度要符合要求系統的輸出值與給定值要變化，而且在變化的范圍內。

　　③有較好的抗干擾性能。

　　④ 幾項要求有時產生矛盾，要平衡有側重點的解決。

　　案例分析：抽水馬桶水箱的自動控制系統的設計。

　　設計目的與節水：

　　設計項目：

　　設計要求：

　　設計分析：

　　被控量，控制量，干擾量。分析設計思路。

　　繪制方框圖：

　　知識與技能：

　　讓學生了解在設計的一般思路，應注意目的，控制量與被控量干擾因素。選擇輸入與輸出的關系檢測，執行器，檢測器的選擇。

　　讓學生自行畫出與設計方框圖。

　　綜合實踐：近幾年的冬天，總一些報道說，太陽能熱水器出現凍壞的住戶，請利用控制系統的知識，分析一下原因，并提出修改設計方案。

　　【課外拓展】

　　為了加深學生對知識的記憶、理解，鼓勵學生全面的、辨證的分析問題。對生活中的一些個系統進行分析，思考，并能收集一些設備的工作原理，只有在掌握了大量的系統的工作原理，占有大量的資料的前提下，對系統進行分析，畫出方框圖，才能對其設計有一定的了解。

　　來源：控制系統的設計與實施

第四單元第四節《控制系統的設計與實施》教學案例 篇3

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　　第四單元控制與設計

　　第四節 控制系統的設計與實施

　　一、教學內容分析：

　　本節課內容為本節的最后一節，是本節、本章、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。

　　結構是設計的基礎，流程是設計的方法，系統是設計的保障，控制是設計的關鍵。

　　本節可以說是這單元的“收口”部分，讓學生了解控制系統設計的一般思路比較關鍵，只有這部分內容理解了，才能有效的進行下一個內容——控制系統的設計與實施案例。在控制系統的設計與實施案例中，重點要讓學生會分析和選擇案例，并最終會設計。

　　本節課可使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，以電加熱器的設計為例，實現發熱、包層、控制、定時、過熱保護等，這電加熱器，大部分的學生都有一定的使用各損壞加熱器的經驗，作起來有一定的實踐性。

　　二、教學對象分析：

　　學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗的生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。

　　三、目標：

　　1.知識與技能：

　　1）了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計的方案。

　　2）能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；或者根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行提出改進方案。

　　2.過程與方法：

　　通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神。學習權衡的思想。

　　3.情感態度價值觀：

　　（1）通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。

　　（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。

　　（3) 通過多種形式的教學活動，提高學生學習技術課的興趣。

　　四、教學重難點：

　　1.教學重點：

　　（1）控制系統設計的一般思路，了解簡單的被控對象的基本特性，確定相關的量，會畫方框圖。

　　（2）能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置并學會調試運行，提出改進方案。

　　2.教學難點：

　　閉環系統的設計。被控量和控制量的確定。

　　3.關鍵：

　　案例分析與方框圖的繪制。

　　五、教學策略：

　　本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：

　　（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。

　　（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。

　　（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。抽水馬桶水箱不適合農村的學生，自動升旗控制的設計，難度相對高些，但比較實用，但要結合學生玩電動車的經驗。

　　（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。設計個改進身邊的一些控制系統，從而使得學生完成本課堂的內容。

　　六、教學資源準備：

　　以學生動手做與設計方框圖為主，制作電吹風控制系統的視頻，課件容納一些視頻和例子說明及方框圖的展示。

　　七、教法設計

　　（1）通過教師的引導和實例，探究控制系統設計與實施的含義。

　　（2）通過體驗活動，結合學生生活經驗，歸納總結控制系統設計與實施的方法。

　　（3）講解設計的一般思路，要有所側重，從眾多的因素中選出重點的，不必面面俱到。

　　（4）通過實踐改造活動，讓學生感受和領悟，創新的設計思想，并引導學生思考實現合理的設計與控制還要考慮的因素。

　　八、學法設計

　　引導學生進行“問題式學習”，通過嘗試——發現，探索——研究的過程來掌握本節課的知識，在老師的幫助下，把生活中的經驗逐步與控制系統聯系起來，通過動手實踐、改造，親身體會這種控制實施方法，體驗成就感！ 

　　九、教學過程：

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第四單元第四節《控制系統的設計與實施》教學案例 篇4

　　一、教學內容分析：

　　本節課內容為本節的最后一節，是本節、本章、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。

　　結構是設計的基礎，流程是設計的方法，系統是設計的保障，控制是設計的關鍵。

　　本節可以說是這單元的“收口”部分，讓學生了解控制系統設計的一般思路比較關鍵，只有這部分內容理解了，才能有效的進行下一個內容——控制系統的設計與實施案例。在控制系統的設計與實施案例中，重點要讓學生會分析和選擇案例，并最終會設計。

　　本節課可使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，以電加熱器的設計為例，實現發熱、包層、控制、定時、過熱保護等，這電加熱器，大部分的學生都有一定的使用各損壞加熱器的經驗，作起來有一定的實踐性。

　　二、教學對象分析：

　　學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗的生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。

　　三、目標：

　　1.知識與技能：

　　1）了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計的方案。

　　2）能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；或者根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施，學會調試運行提出改進方案。

　　2.過程與方法：

　　通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神。學習權衡的思想。

　　3.情感態度價值觀：

　　（1）通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。

　　（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。

　　（3) 通過多種形式的教學活動，提高學生學習技術課的興趣。

　　四、教學重難點：

　　1.教學重點：

　　（1）控制系統設計的一般思路，了解簡單的被控對象的基本特性，確定相關的量，會畫方框圖。

　　（2）能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置并學會調試運行，提出改進方案。

　　2.教學難點：

　　閉環系統的設計。被控量和控制量的確定。

　　3.關鍵：

　　案例分析與方框圖的繪制。

　　五、教學策略：

　　本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：

　　（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。

　　（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。

　　（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《電吹風》《電曖氣》（有開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。抽水馬桶水箱不適合農村的學生，自動升旗控制的設計，難度相對高些，但比較實用，但要結合學生玩電動車的經驗。

　　（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。設計個改進身邊的一些控制系統，從而使得學生完成本課堂的內容。

　　六、教學資源準備：

　　以學生動手做與設計方框圖為主，制作電吹風控制系統的視頻，課件容納一些視頻和例子說明及方框圖的展示。

　　七、教法設計

　　（1）通過教師的引導和實例，探究控制系統設計與實施的含義。

　　（2）通過體驗活動，結合學生生活經驗，歸納總結控制系統設計與實施的方法。

　　（3）講解設計的一般思路，要有所側重，從眾多的因素中選出重點的，不必面面俱到。

　　（4）通過實踐改造活動，讓學生感受和領悟，創新的設計思想，并引導學生思考實現合理的設計與控制還要考慮的因素。

　　八、學法設計

　　引導學生進行“問題式學習”，通過嘗試——發現，探索——研究的過程來掌握本節課的知識，在老師的幫助下，把生活中的經驗逐步與控制系統聯系起來，通過動手實踐、改造，親身體會這種控制實施方法，體驗成就感！

　　九、教學過程：

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第四單元第四節《控制系統的設計與實施》教學案例 篇5

　　高中通用技術  技術與設計2 (蘇教版)

　　第四單元   控制與設計

　　第四節  控制系統的設計與實施

　　教 材 分 析

　　天津市崇化中學   劉東環

　　一、教材分析

　　（一）本節內容的地位、作用：

　　本節是前幾節知識的總結與應用。控制系統設計的一般思路是這一節的重點，也是難點。在設計中，只有對系統的組成部分及其相互關系分析清楚了，才能進行設計。對于學生的設計，因為是必修課的最后一個設計，要求學生一定要按設計的一般過程進行，設計課題不必復雜，但一定要讓學生能夠完成。

　　（二）本節內容分析：

　　本節課內容為本單元的第四課時，是本單元、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。

　　本節分別通過開環控制系統和簡單的閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計，強化學生對設計的多方案的理解。控制系統的設計是本單元教學內容的綜合和總結，也是控制思想方法的集中體現。這一節的教學不僅需要學生對開環控制系統和閉環控制系統的工作過程和工作原理有較好的了解，還需要熟悉控制系統的組成和各環節的作用。

　　二、課程標準對于本節的內容提出的要求：

　　（一）了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案

　　這里的被控對象基本特性是指在正常的工作狀態，被控對象的輸出信號與輸入參數、與主要的干擾參數之間的關系，只需要有所了解，對被控對象的特性的數學模型的描述在此不作要求。

　　當需要對一個簡單的控制系統進行設計時，學生首先要學會分析這一系統中，需要控制的參數是什么，通過改變什么參數來實現控制，是采用開環控制還是采用閉環控制來形成控制設計方案，然后要能畫出這一系統的方框圖。

　　（二）能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案

　　這是對控制的實施方面的要求，由于對控制器、執行機構、反饋環節和對象的特性沒有提出更多的要求，故不要求學生象專業設計師一樣進行完整的閉環控制系統設計并加以實現。所提的要求是從開環控制裝置的實施著手，比如，設計并實施一個開環的定時控制裝置，要求學生完成從方案設計到制作的整個過程，并進行測試和評價。如果裝置不能達到或不能完全達到定時的功能，要能尋找原因，提出方案設計或制作過程中出現偏差的原因所在，并加以改進。

　　三、課時安排：3課時

　　來源：天津教研