第四單元《控制與設(shè)計(jì)》第四節(jié)《控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施》（通用6篇）
第四單元《控制與設(shè)計(jì)》第四節(jié)《控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施》 篇1
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第四單元控制與設(shè)計(jì)
第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
一、教學(xué)內(nèi)容分析：
本節(jié)課內(nèi)容為本節(jié)的最后一節(jié)，是本節(jié)、本章、本書的最后一個(gè)課時(shí)。在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)了解了結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)、控制與設(shè)計(jì)的關(guān)系。設(shè)計(jì)是技術(shù)的重要組成部分之一，而且《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》大部分都是圍繞著設(shè)計(jì)這個(gè)主題來展開的。
結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，流程是設(shè)計(jì)的方法，系統(tǒng)是設(shè)計(jì)的保障，控制是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
本節(jié)可以說是這單元的“收口”部分，讓學(xué)生了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路比較關(guān)鍵，只有這部分內(nèi)容理解了，才能有效的進(jìn)行下一個(gè)內(nèi)容——控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例中，重點(diǎn)要讓學(xué)生會(huì)分析和選擇案例，并最終會(huì)設(shè)計(jì)。
本節(jié)課可使學(xué)生了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路和步驟，以電加熱器的設(shè)計(jì)為例，實(shí)現(xiàn)發(fā)熱、包層、控制、定時(shí)、過熱保護(hù)等，這電加熱器，大部分的學(xué)生都有一定的使用各損壞加熱器的經(jīng)驗(yàn)，作起來有一定的實(shí)踐性。
二、教學(xué)對(duì)象分析：
學(xué)生對(duì)一些產(chǎn)品有一定的使用經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)有成功的，也有失敗的，通過控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的生活經(jīng)歷，上升到一定的理論認(rèn)識(shí)，對(duì)失敗的使用經(jīng)驗(yàn)，能從控制與設(shè)計(jì)的角度重新的認(rèn)識(shí)。
三、目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
1）了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。
2）能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置；或者根據(jù)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方案進(jìn)行模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行提出改進(jìn)方案。
2.過程與方法：
通過案例式的探討和實(shí)踐改良的技術(shù)活動(dòng)，提高分析能力，培養(yǎng)探究精神。學(xué)習(xí)權(quán)衡的思想。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀：
（1）通過對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施的分析，體會(huì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人性化的設(shè)計(jì)思想。
（2) 培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，進(jìn)而樹立“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。
（3) 通過多種形式的教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)課的興趣。
四、教學(xué)重難點(diǎn)：
1.教學(xué)重點(diǎn)：
（1）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路，了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特性，確定相關(guān)的量，會(huì)畫方框圖。
（2）能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置并學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。
2.教學(xué)難點(diǎn)：
閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。被控量和控制量的確定。
3.關(guān)鍵：
案例分析與方框圖的繪制。
五、教學(xué)策略：
本節(jié)書從理論上講內(nèi)容較難，學(xué)生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設(shè)計(jì)如下：
（1）通過一些具體的生活中例子對(duì)比來導(dǎo)入有關(guān)控制的設(shè)計(jì)方法，從而引入課題。
（2）教師根據(jù)課本中的案例，引導(dǎo)學(xué)生解決問題，提高學(xué)習(xí)的自主能力。
（3）尋找一些貼近學(xué)生生活實(shí)際和典型的《電吹風(fēng)》《電曖氣》（有開環(huán)與閉環(huán)兩種）等案例，利用媒體教學(xué)手段增加課堂氣氛，幫助學(xué)生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識(shí)。抽水馬桶水箱不適合農(nóng)村的學(xué)生，自動(dòng)升旗控制的設(shè)計(jì)，難度相對(duì)高些，但比較實(shí)用，但要結(jié)合學(xué)生玩電動(dòng)車的經(jīng)驗(yàn)。
（4）老師起到引導(dǎo)的作用，學(xué)生為主體，在學(xué)生掌握的基礎(chǔ)上，課堂交給學(xué)生。讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)個(gè)改進(jìn)身邊的一些控制系統(tǒng)，從而使得學(xué)生完成本課堂的內(nèi)容。
六、教學(xué)資源準(zhǔn)備：
以學(xué)生動(dòng)手做與設(shè)計(jì)方框圖為主，制作電吹風(fēng)控制系統(tǒng)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(shè)計(jì)
（1）通過教師的引導(dǎo)和實(shí)例，探究控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的含義。
（2）通過體驗(yàn)活動(dòng)，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，歸納總結(jié)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的方法。
（3）講解設(shè)計(jì)的一般思路，要有所側(cè)重，從眾多的因素中選出重點(diǎn)的，不必面面俱到。
（4）通過實(shí)踐改造活動(dòng)，讓學(xué)生感受和領(lǐng)悟，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思想，并引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)現(xiàn)合理的設(shè)計(jì)與控制還要考慮的因素。
八、學(xué)法設(shè)計(jì)
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“問題式學(xué)習(xí)”，通過嘗試——發(fā)現(xiàn)，探索——研究的過程來掌握本節(jié)課的知識(shí)，在老師的幫助下，把生活中的經(jīng)驗(yàn)逐步與控制系統(tǒng)聯(lián)系起來，通過動(dòng)手實(shí)踐、改造，親身體會(huì)這種控制實(shí)施方法，體驗(yàn)成就感！
九、教學(xué)過程：
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第四單元控制與設(shè)計(jì)
第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
一、教學(xué)內(nèi)容分析：
本節(jié)是在學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)有一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上具體的闡述閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋的辨證關(guān)系，是全書的重點(diǎn)章節(jié)，也是控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用章節(jié)。為以后學(xué)習(xí)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容奠定了理論基礎(chǔ)。
本節(jié)內(nèi)容在《控制和設(shè)計(jì)》中起到舉足輕重的作用，不僅可以使學(xué)生對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋（feedback）有很深的認(rèn)識(shí)，而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施打好基礎(chǔ)。本節(jié)教材主要包含三部分內(nèi)容：干擾因素、反饋、功能模擬法、黑箱法。本節(jié)是本單元的重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)，分析干擾因素及反饋給控制系統(tǒng)帶來的影響，綜合了本單元前兩節(jié)的知識(shí)。從模塊角度看，該節(jié)融合了該模塊第二單元流程與設(shè)計(jì)，以及第三單元系統(tǒng)與設(shè)計(jì)的內(nèi)容，控制過程本身的工作過程就是一個(gè)流程，閉環(huán)控制系統(tǒng)大致包括控制環(huán)節(jié)、執(zhí)行環(huán)節(jié)、反饋環(huán)節(jié)和比較環(huán)；反饋也體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性，因此，本節(jié)是本模塊的綜合應(yīng)用。本單元是本課程知識(shí)的綜合應(yīng)用，綜合了必修1、必修2的知識(shí)，講了閉環(huán)自適應(yīng)控制，體現(xiàn)了技術(shù)以人為本的理念。
二、教學(xué)對(duì)象分析：
學(xué)生對(duì)控制機(jī)理比較陌生，整個(gè)教學(xué)都應(yīng)以案例分析為主，所舉案例應(yīng)力求簡(jiǎn)單。
三、目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
（1）能結(jié)合案例找出影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。
（2）熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用。
（3）熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。
（4）了解功能模擬方法和黑箱方法在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。
2.過程與方法：
用方框圖分析生活中常見控制系統(tǒng)，通過實(shí)踐、游戲、討論、分析、講授法、問題教學(xué)法、小組討論法、設(shè)計(jì)教學(xué)法等方法使學(xué)生懂得反饋在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用，了解功能模擬方法和黑箱方法在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用；結(jié)合案例分析影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素及克服方法。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀：
通過學(xué)習(xí)，聯(lián)系生活，能具體問題，具體分析，能在生活中應(yīng)用反饋原理，調(diào)節(jié)自身的心理、學(xué)習(xí)與生活。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂趣。滲透安全教育、德育教育、環(huán)保等教育。
四、教學(xué)重難點(diǎn)：
1.教學(xué)重點(diǎn)：
干擾因素；反饋與閉環(huán)系統(tǒng)的工作原理；開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的選用。
2.教學(xué)難點(diǎn)：
干擾因素的判定；閉環(huán)系統(tǒng)的工作原理；功能模擬方法、黑箱方法。
五、教學(xué)概述：
通過人們熟悉的例子來說明在控制系統(tǒng)中除輸入量以外能引起被控量變化的各種因素都是控制系統(tǒng)的干擾。用方框圖分析生活中常見控制系統(tǒng)，通過實(shí)踐、游戲、討論、分析等方法使學(xué)生懂得反饋在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用。
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一、控制的手段與應(yīng)用
一、
二、
1、
2、
3、
1、控制的含義：b
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。
按人工干預(yù)來分：人工控制、自動(dòng)控制
按執(zhí)行部件來分：機(jī)械控制、氣動(dòng)控制、液壓控制、電子控制
2、控制的手段：a
3、控制的應(yīng)用：b
（1）生活：控制應(yīng)用到生活中，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，使之滿足人們的需要。
（2）生產(chǎn)：生產(chǎn)中往往需要對(duì)溫度、濕度、壓力、速度及加工動(dòng)作等進(jìn)行控制，控制在生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。
（3）軍事國(guó)防：控制在軍事、國(guó)防等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。
二、控制系統(tǒng)的工作過程與方式
1、簡(jiǎn)單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程：c
概念：控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響的控制系統(tǒng)。
例：紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警控制系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、公園的音樂噴泉自動(dòng)控制系統(tǒng)、
紅外線自動(dòng)門控制系統(tǒng)、普通電風(fēng)扇風(fēng)速控制系統(tǒng)、可調(diào)光臺(tái)燈控制系統(tǒng)等。
特征：系統(tǒng)的輸出量?jī)H受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號(hào)是單向傳遞。
方框圖：
輸入量：控制系統(tǒng)的給定量。
控制器：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。
執(zhí)行器：直接對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的裝置或元件
控制量：執(zhí)行器的輸出信號(hào)。
被控對(duì)象：控制系統(tǒng)中所要控制的裝置或生產(chǎn)過程
輸出量：控制系統(tǒng)所要控制的量。
2、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成：b
概念：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。
例：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)、花房溫度控制系統(tǒng)、投籃、
家用電飯鍋保溫控制系統(tǒng)、家用電冰箱溫度控制系統(tǒng)等。
基本組成：與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了檢測(cè)裝置、比較器。
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： c
4、控制器和執(zhí)行器的作用：c
控制器：對(duì)輸入信號(hào)（偏差值）進(jìn)行運(yùn)算處理，并發(fā)出控制命令。
執(zhí)行器：根據(jù)指令對(duì)被控對(duì)象直接控制。
三、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
1、干擾因素：c
在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
有的干擾因素是環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。
2、反饋的含義：b
控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置，返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較的過程，就是反饋。
例：投籃、自動(dòng)電水壺
3、反饋環(huán)節(jié)的作用：a
通過將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置，返回到輸入并與輸入量進(jìn)行比較，從而減少輸出量的偏差，穩(wěn)定輸出量。
4、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程：a
（1）閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控制量（輸出量）的偏差。
（2）工作過程：
1由于干擾因素的存在，系統(tǒng)的被控量偏離給定值時(shí)；2閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋環(huán)節(jié)能及時(shí)檢測(cè)出被控量的值，并迅速反饋到輸入端，與給定值進(jìn)行比較；3控制器根據(jù)比較得到的偏差信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而是系統(tǒng)的被控量接近給定值，達(dá)到精確控制的目的。
例：供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)、加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)
5、功能模擬方法：a 以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法，就是功能模擬方法。
黑箱方法：a 把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法，就是黑箱方法。
例：通過輸入圖像、電或聲音信號(hào)，觀測(cè)、分析腦電波的輸出反應(yīng)，研究人腦對(duì)視覺或聽覺信息的傳遞、變換和處理功能，得知人腦內(nèi)部結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)，就是黑箱方法的運(yùn)用。
6、開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的比較：
開環(huán)控制系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于控制精度要求不高而系統(tǒng)本身的元件又比較穩(wěn)定的場(chǎng)合。
閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較麻煩，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，構(gòu)成控制系統(tǒng)的成本較高。閉環(huán)控制系統(tǒng)是自動(dòng)控制中廣泛采用的一種方式，用于要求高精度和高可靠性的場(chǎng)合。
四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 p118 c
1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路：
系統(tǒng)要達(dá)到的目標(biāo)？控制的對(duì)象？被控對(duì)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(dá)到目的、又經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)？設(shè)備和元件？
2、開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(書本p119案例分析：電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì))
開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，在明確設(shè)計(jì)要求，明確被控對(duì)象、被控量和控制量后，即可考慮具體控制系統(tǒng)的方案。
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(書本p120案例分析：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì))
基本要求：第一、一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)要正常工作，首先必須是穩(wěn)定的。
第二、控制系統(tǒng)的控制精度必須符合要求，即系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制
在允許的范圍之內(nèi)。
第三、閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)有較好的抗干擾性能。
在進(jìn)行閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，幾項(xiàng)控制要求之間往往會(huì)產(chǎn)生矛盾，需要結(jié)合具體問題全面解決或有所側(cè)重地解決。
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第四單元控制與設(shè)計(jì)
第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工作過程與方式
一、教學(xué)內(nèi)容分析：
《控制系統(tǒng)的工作過程與方式》選自普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《通用技術(shù)-技術(shù)與設(shè)計(jì) 2 》的第四單元第二節(jié)（江蘇教育出版社）。
《控制系統(tǒng)的工作過程與方式》這節(jié)的內(nèi)容是有關(guān)“控制系統(tǒng)的工作過程與方式”的學(xué)習(xí)和掌握，包含“控制系統(tǒng)”、“開環(huán)控制”和“閉環(huán)控制”等三個(gè)內(nèi)容。
生活中不乏簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的應(yīng)用，人們對(duì)此往往象看待日出日落一類自然景色般的習(xí)以為常。本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，正是要引導(dǎo)學(xué)生，從技術(shù)的角度、用控制的思維看周圍的存在，分析其道理。
本課教學(xué)內(nèi)容，從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，從實(shí)例分析入手，歸納出對(duì)控制系統(tǒng)的一般認(rèn)識(shí)，以及根據(jù)控制系統(tǒng)方式分類的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)兩類，并側(cè)重對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程、方框圖、重要參數(shù)進(jìn)行分析。
二、教學(xué)對(duì)象分析：
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(shí)和體驗(yàn)，但是對(duì)控制的基本工作方式和工作機(jī)理還缺乏了解，他們對(duì)進(jìn)一步了解控制系統(tǒng)的知識(shí)是有探究的欲望的。本節(jié)課的教學(xué)除了繼續(xù)加深對(duì)技術(shù)與設(shè)計(jì)的知識(shí)深度和技能程度外，更是培養(yǎng)技術(shù)思想和方法的很好的平臺(tái)和載體。因此，應(yīng)多貼近學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，從實(shí)例分析入手，逐步歸納出對(duì)控制系統(tǒng)的一般認(rèn)識(shí)，并能對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程、方框圖進(jìn)行分析。
三、目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
1.分析典型案例，熟悉簡(jiǎn)單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過程。
2.熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。
3.理解閉環(huán)控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器的作用。
2.過程與方法：
鼓勵(lì)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(huì)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。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀：
提高對(duì)生活中技術(shù)問題的敏感度和引發(fā)出探究欲望，并能保持積極審慎的態(tài)度。
四、教學(xué)重難點(diǎn)：
1.教學(xué)重點(diǎn)：控制系統(tǒng)的構(gòu)成；開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成與判斷。
2.教學(xué)難點(diǎn)：開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成與判斷。
五、教學(xué)概述：
本章的教學(xué)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)我們采用“案例情景—機(jī)理分析—總結(jié)歸納－認(rèn)識(shí)提升”的模式展開。在教學(xué)中把知識(shí)點(diǎn)的教與學(xué)置于具體的案例情景當(dāng)中，通過豐富而貼近生活的案例使學(xué)生從生活體驗(yàn)到理性分析的思維升華過程。同時(shí)關(guān)注學(xué)生能否用不同的語(yǔ)言表達(dá)、交流自己的體驗(yàn)和想法。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(huì)控制系統(tǒng)的工作過程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望。讓學(xué)生本著“回想—分析—聯(lián)想—猜想”的思維過程，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行步步展開，使學(xué)生親歷自主探索和思維升華的過程。
在重要的“問題分析”環(huán)節(jié)上立足于“控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的性”，讓學(xué)生抓住問題的主要矛盾，“歸納總結(jié)”階段著重引導(dǎo)學(xué)生完善知識(shí)框架。讓學(xué)生在自主探索中經(jīng)歷思維升華的過程。
2課時(shí)
六、教學(xué)器材：
多媒體課件等。
七、教學(xué)過程：
一）引入新課：
日常生活中的控制舉例：
a.拔動(dòng)教室電燈開關(guān)，燈的亮與不亮與手動(dòng)有關(guān)。
b.聲光感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)有聲音時(shí)燈亮。
c.紅外感應(yīng)出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水。
d.賓館自動(dòng)門，當(dāng)有人進(jìn)入，門自動(dòng)打開。
e.當(dāng)手靠近自動(dòng)烘手機(jī)時(shí)，機(jī)器啟動(dòng)；當(dāng)手離開時(shí)，機(jī)器關(guān)閉。
（是靠著紅外線感知手的靠近過程，沒有人用的時(shí)候，鼓風(fēng)機(jī)和加熱電爐絲都自動(dòng)切斷了電源。當(dāng)手的溫度在紅外傳感器監(jiān)視范圍之內(nèi)的時(shí)候，烘手機(jī)就啟動(dòng)。）
師生歸納、抽象以上活動(dòng)的特征：
一個(gè)輸入信號(hào)（如手拔開關(guān)）對(duì)應(yīng)著一個(gè)輸出信號(hào)（如燈亮或不亮）。
這些控制是怎樣實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的呢？或者說，它們工作過程是怎樣的呢？這個(gè)知識(shí)我們這節(jié)課就要學(xué)到。今天我們來學(xué)習(xí)第二節(jié)：控制系統(tǒng)的工作過程與方式
二）新課教學(xué)....
第四單元《控制與設(shè)計(jì)》第四節(jié)《控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施》 篇5
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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“司馬懿占北原渭橋 諸葛亮造木牛流馬”其中描寫諸葛亮六出祁山，七擒孟獲，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(wàn)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?/p>
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?/p>
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。
第四單元《控制與設(shè)計(jì)》第四節(jié)《控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施》 篇6
課題：第四章控制與設(shè)計(jì)
第一節(jié)了解控制
寧夏育才中學(xué)劉明
一、教學(xué)內(nèi)容分析
《了解控制》是廣教版通用技術(shù)必修模塊《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第四章控制與設(shè)計(jì)第一節(jié)了解控制的內(nèi)容。本節(jié)是控制與設(shè)計(jì)的了解性內(nèi)容，是學(xué)習(xí)控制與設(shè)計(jì)全章的導(dǎo)入和基礎(chǔ)。讓學(xué)生通過身邊的例子，了解控制的涵義，并對(duì)控制的一般性分類有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，同時(shí)感受控制技術(shù)與生活、生產(chǎn)的密切關(guān)系。
二、學(xué)生分析
通過近一學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)通用技術(shù)課有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，分析、探討、小組合作能力得到了提高，技術(shù)與設(shè)計(jì)2中，結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、流程與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)與設(shè)計(jì)、控制與設(shè)計(jì)4個(gè)相對(duì)獨(dú)立的專題內(nèi)容的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高了學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，使學(xué)生掌握了一些技術(shù)設(shè)計(jì)思想和方法，學(xué)生的認(rèn)知能力由淺入深，得到了提高。本節(jié)課內(nèi)容相對(duì)比較簡(jiǎn)單，主要是調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)控制及其設(shè)計(jì)的興趣，引起他們的重視，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，初步掌握控制及其設(shè)計(jì)的思想和方法。
三、設(shè)計(jì)思路
課時(shí)1：在本節(jié)的教學(xué)中，采取實(shí)例教學(xué)，從日常生活入手，給出一些日常生活中的行為等圖文，讓學(xué)生感受什么是控制以及體會(huì)控制普遍存在于當(dāng)今社會(huì)的各個(gè)方面，逐步引導(dǎo)學(xué)生了解控制的涵義，即：人們按照自己的意愿和目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。明確其含義后，對(duì)控制的含義進(jìn)行分析，指出要點(diǎn)：控制的對(duì)象、控制的目的、控制的手段。小組分析討論教師提供的討論分析表，對(duì)例舉的控制進(jìn)行過程的描述，鞏固對(duì)控制的認(rèn)識(shí)。小組討論分析：以課本p101—103例1，例2，例3為討論對(duì)象，學(xué)生前后桌以小組為單位分析、討論，并完成課本p103的3個(gè)討論議題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為對(duì)生活實(shí)例的分析應(yīng)用上。簡(jiǎn)單介紹控制的歷史，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。小結(jié)前半段知識(shí)內(nèi)容，提高認(rèn)知能力。
課時(shí)2：復(fù)習(xí)回顧，鞏固前知，為后續(xù)學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。做兩個(gè)游戲：點(diǎn)鼻子、畫臉型和忍者神鏢游戲，學(xué)生討論、分析游戲的控制過程，引導(dǎo)學(xué)生明確開環(huán)控制、閉環(huán)控制的含義，強(qiáng)調(diào)閉環(huán)控制中反饋環(huán)節(jié)的重要性。并通過人工調(diào)節(jié)液面和gps導(dǎo)航及其他多個(gè)例子，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)反饋環(huán)節(jié)在閉環(huán)控制中的重要作用。分析討論：幫助學(xué)生對(duì)反饋控制有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。（可以在討論環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)一些對(duì)比、分析的表格，學(xué)生討論的結(jié)果匯總、形成小組的結(jié)果并在全班交流）通過控制實(shí)例的分析，說明手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的定義，并展開小組討論，分析生活中一些實(shí)例，通過對(duì)比、分析加深學(xué)生對(duì)控制的認(rèn)識(shí)。綜合應(yīng)用：對(duì)一個(gè)綜合控制系統(tǒng)以小組為單位進(jìn)行分析、討論，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。知識(shí)鏈接擴(kuò)展：介紹傳感器、機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。
總體教學(xué)流程為：課時(shí)1：“情境導(dǎo)入——實(shí)例分析學(xué)習(xí)新知——討論分析——小組交流——知識(shí)擴(kuò)展——知識(shí)小結(jié)”
課時(shí)2：“復(fù)習(xí)回顧——游戲體驗(yàn)——游戲分析——知識(shí)介紹——討論分析——知識(shí)介紹——討論分析綜合應(yīng)用——知識(shí)擴(kuò)展”
本節(jié)內(nèi)容安排2課時(shí)。
四、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)目標(biāo)：
⑴、通過對(duì)具體實(shí)例的討論分析，理解什么是控制及其在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用；
⑵、了解控制系統(tǒng)的類型（開環(huán)控制、閉環(huán)控制、手動(dòng)控制、自動(dòng)控制）及其特點(diǎn)。
2. 能力目標(biāo)：
⑴、利用典型案例，分析簡(jiǎn)單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)；
⑵、通過討論、分析日常生活中的控制系統(tǒng)實(shí)例，明確不同類型控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及異同。
3.情感態(tài)度價(jià)值觀：
⑴、通過小組討論、合作學(xué)習(xí)等方式培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；
⑵、通過本節(jié)知識(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感受控制技術(shù)與生活、生產(chǎn)的密切關(guān)系；
⑶、培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)分析問題、解決問題的能力。
五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1.重點(diǎn)：理解控制的涵義；開換控制和閉環(huán)控制。
2.難點(diǎn)：從具體實(shí)例入手，對(duì)控制系統(tǒng)的分類及分析。
六、教學(xué)及學(xué)習(xí)方法
授導(dǎo)型教學(xué)，包括：講解、自主學(xué)習(xí)、小組討論、合作學(xué)習(xí)、問題化學(xué)習(xí)等。
七、教學(xué)準(zhǔn)備
圖片、文本、教材、白紙、小組討論表、雙面膠、布條、線、多媒體平臺(tái)、課件等。
八、教學(xué)過程
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
認(rèn)識(shí)控制
情景
導(dǎo)入
教師例舉生活中很多應(yīng)用控制的例子，對(duì)照課本上的圖文介紹，讓學(xué)生感受到控制在生活中無處不在。
學(xué)生對(duì)照教師的介紹，把控制從神秘的理性認(rèn)識(shí)中拉出來，感受控制的存在，并能例舉出生活中控制的一些例子。
把抽象的概念形象化，幫助學(xué)生從感性上認(rèn)識(shí)控制
了解控制 的 內(nèi)涵
新課
學(xué)習(xí)
引導(dǎo)學(xué)生，分析日常生活中的一些控制的實(shí)例，如：手那桌子上的杯子（鉛筆、鋼筆），學(xué)生在討論分析中明確：控制其實(shí)就是人們按照自己的意愿和目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。(在此強(qiáng)調(diào)控制的對(duì)象、目的、手段）
學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，對(duì)身邊的控制過程做一分析、討論，明確控制的涵義。
讓學(xué)生感受什么是控制以及體會(huì)控制普遍存在于當(dāng)今社會(huì)的各個(gè)方面。
對(duì)控制內(nèi)涵的理解
小組交流
教師下發(fā)一些預(yù)先設(shè)計(jì)好的討論結(jié)果表，讓學(xué)生把前面討論的結(jié)論以小組為單位填寫并交流（以多媒體形式展示在屏幕上）
學(xué)生前后桌四人為一小組，分析討論，形成小組結(jié)論填寫在表格中，并在小組間交流。
通過小組的分析討論，引導(dǎo)學(xué)生展開討論加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí),鞏固提高。
知識(shí) 擴(kuò)展
知識(shí)介紹
教師多媒體展示、介紹控制的歷史，拓展學(xué)生知識(shí)。
學(xué)生在教師的引導(dǎo)介紹下，了解控制的發(fā)展歷程，擴(kuò)展知識(shí)。
提高認(rèn)識(shí)，拓寬學(xué)生知識(shí)面
知識(shí) 小結(jié)
復(fù)習(xí)知識(shí)
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)回顧，加深對(duì)知識(shí)體系的認(rèn)知，并提供些實(shí)例（多媒體）讓學(xué)生討論分析。
學(xué)生回顧知識(shí)，加深認(rèn)識(shí)，并以小組為單位討論多媒體展示的實(shí)例，并介紹各個(gè)實(shí)例的控制過程。
復(fù)習(xí)回顧
復(fù)習(xí) 回顧
知識(shí)預(yù)備
教師提問關(guān)于控制的一些知識(shí)，并提供幾個(gè)例子讓學(xué)生分析其控制過程。
學(xué)生集體進(jìn)行知識(shí)回顧，并進(jìn)一步鍛煉提高對(duì)控制過程初步的分析能力。
復(fù)習(xí)前知，幫助學(xué)生掌握分析實(shí)例的能力，為后續(xù)的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。
開環(huán)控制和 閉環(huán)控制
游戲體驗(yàn)
游戲1：點(diǎn)鼻子、畫臉型游戲：找兩位同學(xué)，一位蒙眼，一位不蒙，同時(shí)到指定位置畫鼻子、臉型，對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論：兩種情況下，為什么結(jié)果不同？ 游戲2：提供一個(gè)flash小游戲，擲飛鏢，讓學(xué)生體驗(yàn)，并分析其控制過程及特點(diǎn)。
分別找?guī)讉�(gè)學(xué)生完成游戲，學(xué)生根據(jù)游戲結(jié)果展開討論，分析其控制過程。學(xué)生明確:有些控制過程是可調(diào)整反饋的。
游戲體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和討論的熱情。
開環(huán)控制和 閉環(huán)控制
知識(shí)介紹
教師對(duì)比游戲中的兩種情況，介紹閉環(huán)控制、開環(huán)控制。閉環(huán)控制：能將控制的結(jié)果反饋回來與希望值進(jìn)行比較，并根據(jù)它們的誤差及時(shí)調(diào)整控制作用的系統(tǒng)；開環(huán)控制：不將控制結(jié)果反饋回來影響控制系統(tǒng)作用的系統(tǒng)。(多媒體展示) 強(qiáng)調(diào)反饋的作用
學(xué)生聽教師的介紹，明確閉環(huán)控制、開環(huán)控制的含義。
幫助學(xué)生掌握新知識(shí)，更容易掌握重點(diǎn)內(nèi)容。
開環(huán)控制和 閉環(huán)控制
實(shí)例分析討論交流
教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀人工調(diào)節(jié)液面和gps導(dǎo)航，并分析這兩個(gè)實(shí)例的特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)反饋環(huán)節(jié)在閉環(huán)控制中的重要作用。分析討論：幫助學(xué)生對(duì)反饋控制有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。對(duì)學(xué)生的討論交流結(jié)果展示出來，班級(jí)內(nèi)進(jìn)行交流，以加深對(duì)閉環(huán)控制特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)。讓學(xué)生在舉些生活中的例子，鞏固所學(xué)知識(shí)，提高分析問題、解決問題的能力。
學(xué)生自讀課本p104例1和例2，展開小組討論，并完成教師下發(fā)的小組討論表，由兩個(gè)小組對(duì)討論結(jié)果向全體同學(xué)匯報(bào)，實(shí)現(xiàn)交流、共享。 的的小組自由討論，自己找一些例子進(jìn)行分析，鞏固提高。
把重點(diǎn)知識(shí)形象化，對(duì)具體實(shí)例的討論、分析，解決疑問。
手動(dòng)控制和 自動(dòng)控制
知識(shí)介紹
教師例舉幾個(gè)控制的例子，和同學(xué)共同對(duì)其進(jìn)行分析：有的控制必須在人的直接干預(yù)下才能完成控制任務(wù)，這些控制我們稱其為手動(dòng)控制；而有些控制過程不需要人的干預(yù)，就可按期望規(guī)律或預(yù)定程序運(yùn)行。這些類型的控制系統(tǒng)，我們稱其為自動(dòng)控制
學(xué)生聽教師的介紹，對(duì)比例舉的實(shí)例，明確手動(dòng)控制、自動(dòng)控制的含義極其特點(diǎn)。
通過授導(dǎo)幫助學(xué)生建立知識(shí)體系
手動(dòng)控制和 自動(dòng)控制
討論分析
教師引導(dǎo)學(xué)生就課本p106以小組為單位展開討論，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)手動(dòng)控制和自動(dòng)控制。
學(xué)生進(jìn)行小組討論、分析，完成相應(yīng)的討論分析表，并在班級(jí)中共享。
鞏固提高認(rèn)知能力，形成正確的分析問題，解決問題的能力。
綜合運(yùn)用
活動(dòng)
多媒體展示：討論分析綜合的控制系統(tǒng)的控制過程
小組討論分析實(shí)例
鞏固提高。
知識(shí)鏈接
知識(shí)拓展
多媒體展示：師生共同了解傳感器相關(guān)知識(shí)、機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展史。
學(xué)生聽介紹，拓展知識(shí)，提高對(duì)控制的感性認(rèn)識(shí)。
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，為后面的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。
十、課后總結(jié)反思:
本節(jié)內(nèi)容相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，是知識(shí)性的內(nèi)容。所以在做設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)是以學(xué)生的討論、分析為主的學(xué)生活動(dòng)居多，而教師只是簡(jiǎn)單的把有關(guān)的知識(shí)的介紹點(diǎn)到，主要是讓學(xué)生在討論、分析中逐步深入了解整個(gè)知識(shí)體系。學(xué)生掌握的關(guān)鍵是能對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行分析，分析描述一個(gè)控制系統(tǒng)的控制過程，所以，在設(shè)計(jì)時(shí)主要是考慮學(xué)生的參與，教師的組織等方面。
從整個(gè)兩節(jié)課的授課過程來看，基本上按照預(yù)先的設(shè)計(jì)過程完成，教學(xué)環(huán)節(jié)完備，學(xué)生的主體地位得到充分體現(xiàn)。特別是第1課時(shí)，學(xué)生討論熱烈，個(gè)性鮮明，所舉的例子超乎想像，說明我們的學(xué)生其想像力、創(chuàng)造力很豐富，給人留下深刻的印象，第2課時(shí)，考慮重點(diǎn)是對(duì)開環(huán)控制和閉環(huán)控制的認(rèn)識(shí)，所以在這一時(shí)段投入了很多的時(shí)間，通過游戲、分析，隨機(jī)的用教授的到來，熱烈的鼓掌，觀察手變紅，引導(dǎo)學(xué)生更形象、直觀的了解知識(shí)。在綜合運(yùn)用知識(shí)的環(huán)節(jié)中，特意設(shè)置了一個(gè)有些難度的綜合分析的例子，學(xué)生通過認(rèn)真、細(xì)致的討論，也達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。兩課時(shí)中的知識(shí)擴(kuò)展，也幫助學(xué)生提高了認(rèn)識(shí)，擴(kuò)展了視野。
存在的不足：1、在小組討論后，每個(gè)組都回答問題，這樣占用的時(shí)間太多；
2、有些學(xué)生直接可以例舉或說出的不用在做討論了；
3、在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的過渡上還是有些不流暢；
4、對(duì)時(shí)間的把握上還是不準(zhǔn)確，第2課時(shí)有些拖堂了；
5、有些討論可以直接留做課后作業(yè)，不用在課堂上進(jìn)行討論；