資源簡介

第四節(jié)　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解簡單控制系統(tǒng)的基本特征。
2.形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。
3.能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖。
4.能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，搭建設(shè)計(jì)平臺(tái)并改進(jìn)。
二、教學(xué)重點(diǎn)
1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求運(yùn)用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析方法確定控制系統(tǒng)各部件，形成初步的設(shè)計(jì)方案。
2.確定控制系統(tǒng)的各元素并能畫出控制系統(tǒng)的方框圖。
三、教學(xué)難點(diǎn)： 控制系統(tǒng)中信號(hào)傳輸過程的分析。
四、教學(xué)方法：講授、討論、小組合作。
五、設(shè)計(jì)思想
1.教材分析
本節(jié)課內(nèi)容為本單元的第四節(jié)，是前幾節(jié)知識(shí)的總結(jié)與應(yīng)用。通過適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情景，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，探究控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的含義，歸納總結(jié)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施的思路。通過設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生了解、掌握控制系統(tǒng)的分析方法和設(shè)計(jì)思路。
2.學(xué)情分析
高二的學(xué)生已經(jīng)有了一定的生活經(jīng)驗(yàn)，對于生活中的事物已經(jīng)有了一定的感性認(rèn)識(shí)。但是學(xué)生以前很少有設(shè)計(jì)的意識(shí)和設(shè)計(jì)的理念，對于設(shè)計(jì)的過程還充滿陌生感。通過控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，使學(xué)生對實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的生活經(jīng)歷，上升到一定的理論認(rèn)識(shí)。
3、學(xué)法設(shè)計(jì)：
引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“問題式學(xué)習(xí)”，了解控制的對象、目的和方法。引入生活情境，小組討論、形成初步的設(shè)計(jì)方案。通過方案分析，了解系統(tǒng)中信號(hào)傳輸過程并畫出系統(tǒng)方框圖。在老師的幫助下，體驗(yàn)控制系統(tǒng)的實(shí)施過程。
4、教學(xué)策略：
提出一個(gè)生活中時(shí)常會(huì)遇到的問題，在分組討論后形成初步的設(shè)計(jì)方案。針對方案進(jìn)行系統(tǒng)分析并體驗(yàn)控制系統(tǒng)的實(shí)施過程。在學(xué)生自己設(shè)計(jì)和體驗(yàn)的過程中達(dá)到突破難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)和目的。
（1）通過生活中電燈的控制引入控制系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，從而引入課題。
（2）引入生活情境，引導(dǎo)學(xué)生解決問題，提高自主學(xué)習(xí)的能力。
（3）搭建控制平臺(tái)，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求對設(shè)計(jì)平臺(tái)進(jìn)行調(diào)整。
（4）引導(dǎo)學(xué)生回顧控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、實(shí)施過程，了解設(shè)計(jì)、實(shí)施思路。
（5）啟發(fā)通過更換已有控制系統(tǒng)中的裝置、實(shí)現(xiàn)其他功能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
六、教學(xué)準(zhǔn)備：臺(tái)燈、螺絲刀、剪刀、光電開關(guān)、課件、方框圖等。
七、教學(xué)過程
教 學(xué) 過 程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法
新課引入 控制是系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的環(huán)節(jié)，所謂控制，是指為了達(dá)到某種目的，采用一定的方式或手段，使事物朝著我們希望的方向發(fā)展。例如“電燈的控制”，控制的方法有哪些？在電燈控制系統(tǒng)當(dāng)中，控制的對象是誰？控制的目的是什么？因此，提到控制，我們就要想到，控制的對象，控制的目的以及控制的手段。今天，我們就對電燈的控制做進(jìn)一步的探究。 啟發(fā)、討論、講授
新課講解 1、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有位同學(xué)在生活中遇到了這樣的問題，從臥室走向衛(wèi)生間，夜晚光線非常灰暗，墻壁上的開關(guān)尋找起來很困難。于是他就在想，能不能設(shè)計(jì)一款電燈，我們需要它點(diǎn)亮?xí)r點(diǎn)亮，不需要點(diǎn)亮?xí)r熄滅。今天，同學(xué)們一起，幫他解決這個(gè)問題。小組討論，選出最優(yōu)方案。2、進(jìn)行控制系統(tǒng)信號(hào)傳輸過程的分析 （1）照明系統(tǒng)的輸出結(jié)果：燈點(diǎn)亮或者熄滅。（2）燈點(diǎn)亮的條件：夜晚、有人。（3）夜晚、有人信號(hào)的接收裝置：光敏、紅外傳感器。（4）分析信號(hào)的裝置：控制電路。（5）執(zhí)行信號(hào)的裝置：繼電器。（6）被控對象：燈。 啟發(fā)、討論、探究
新課講解 3、形成控制系統(tǒng)方框圖輸入的信號(hào)：輸入量。分析信號(hào)并發(fā)出指令的裝置：控制器。執(zhí)行指令的裝置：執(zhí)行器。被直接控制的對象：被控量。輸出的信號(hào)：輸出量。 4、體驗(yàn)控制系統(tǒng)的實(shí)施過程。搭建一個(gè)控制平臺(tái)。更換照明電路中的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)夜晚、有人時(shí)自動(dòng)點(diǎn)亮的功能 體驗(yàn)、實(shí)施、交流
總結(jié) 梳理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施的一般思路。更換照明系統(tǒng)方框圖中的裝置、 歸納總結(jié)、知識(shí)遷移總結(jié)分享
作業(yè) 任選一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，并畫出系統(tǒng)方框圖。 知識(shí)鞏固升華
板書設(shè)計(jì)
第四節(jié)　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
九、教學(xué)反思
嘗試引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“問題式學(xué)習(xí)”的過程來掌握本節(jié)課的知識(shí)，在老師的幫助下，學(xué)生能夠?qū)⑸钪械慕?jīng)驗(yàn)逐步與控制系統(tǒng)聯(lián)系起來，學(xué)以致用，達(dá)到了課程目標(biāo)。但課堂教學(xué)時(shí)間把握略有欠缺，應(yīng)當(dāng)將環(huán)節(jié)適當(dāng)精簡。
點(diǎn)亮、
熄滅（輸出）
夜晚、
有人(輸入）
燈
繼電器
控制
電路
輸出量
燈
執(zhí)行器
控制器
輸入量
輸入量
控制器
執(zhí)行器
燈
輸出量

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