資源簡介

《開環(huán)控制系統(tǒng)》教學(xué)設(shè)計
一. 教學(xué)分析
1. 教學(xué)內(nèi)容與任務(wù)分析
本節(jié)課選自蘇教版高中通用技術(shù)《技術(shù)與設(shè)計2》第四單元第二節(jié)第二課時的內(nèi)容，《技術(shù)與設(shè)計2》是在《技術(shù)與設(shè)計1》的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一種專題性設(shè)計。本節(jié)課是“控制的手段與應(yīng)用”學(xué)習(xí)的進(jìn)一步深入和細(xì)化，更是“控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施”學(xué)習(xí)的前提，具有承前啟后的作用,與下節(jié)課內(nèi)容“閉環(huán)控制系統(tǒng)”互為平行關(guān)系，開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程是本單元學(xué)習(xí)的重中之重。
2.學(xué)情分析
授課的對象高中二年級學(xué)生，總體來說社會實踐經(jīng)驗比較欠缺,對于專業(yè)技術(shù)性的知識接受能力較弱,缺乏對生活的觀察和深入思考，對技術(shù)現(xiàn)象的認(rèn)知只是停留在表面。有了《技術(shù)與設(shè)計1》及《技術(shù)與設(shè)計2》前面三個單元的學(xué)習(xí)，具備較完整的知識體系，課堂通用一些開環(huán)系統(tǒng)的實例講解及操作，學(xué)生完全可以突破本節(jié)課的難點，達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
二.教學(xué)目標(biāo)
（1）知識與技能目標(biāo)
1.掌握開環(huán)控制系統(tǒng)的概念。
2.能運用所學(xué)知識分析水塔、自動門等生活中常見的開環(huán)控制系統(tǒng)。
（2）過程與方法目標(biāo)
1.通過操作模型，認(rèn)識簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。
2.初步利用控制的思想和方法嘗試解決實際生活中有關(guān)控制的問題。
（3）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鰬B(tài)度。
2.訓(xùn)練學(xué)生團隊合作精神，為今后的進(jìn)一步專業(yè)學(xué)習(xí)及走向社會工作崗位奠定基礎(chǔ)。
三、教學(xué)重點和難點
(1)重點 掌握簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，會畫系統(tǒng)方框圖。
(2)難點 使用簡單的控制方法分析現(xiàn)實生活中相關(guān)的控制問題。
四、教學(xué)準(zhǔn)備
1.教學(xué)環(huán)境
本節(jié)課用到的教學(xué)設(shè)備及多媒體要求有220V電源，小組合作探究要有足夠的空間，教學(xué)地點定在通用技術(shù)設(shè)計室，各小組集中就坐。
2.教學(xué)資源
PPT、微課《常見的控制器》、課前學(xué)習(xí)資源包、聲控?zé)簟⑺纤刂葡到y(tǒng)及自動控制門、《常見的控制系統(tǒng)》表格（附表一）。
五、教學(xué)方法及手段
1.任務(wù)驅(qū)動法 2.情景教學(xué)法 3.小組合作探究
教學(xué)過程設(shè)計
三大塊：課前預(yù)習(xí)+課堂教學(xué)+課后練習(xí)
課前預(yù)習(xí)
1、要求學(xué)生上班級QQ群下載學(xué)習(xí)資源包進(jìn)行學(xué)習(xí)。
2、每個小組課外拍照收集常見控制的實例并且填寫《常見控制系統(tǒng)》表格。
課堂教學(xué)
本節(jié)課的教學(xué)過程如下：
1．課題的引入
欣賞柳州市柳江大型音樂噴泉，學(xué)生談?wù)劯惺埽f說這些感受來源于技術(shù)的哪個方面。
控制系統(tǒng)
（1）展示“聲控?zé)簟蹦Ｐ停菔酒涔ぷ鞴こ?br/>（2）學(xué)生觀察“聲控?zé)簟彪娐返闹饕b置（聲敏電阻、開關(guān)、發(fā)光二極管）。
（3）學(xué)生以小組為單位分析“聲控?zé)簟毕到y(tǒng)的工作過程（聲敏電阻接收外界光線的強弱信號，控制開關(guān)接通或斷開，從而實現(xiàn)發(fā)光二極管的亮或熄）。
（4）具體分析這一過程得出三個環(huán)節(jié)（接收—接通/斷開—亮/熄）
（4）以“聲控?zé)簟睘槔贫鴱V之學(xué)生總結(jié)：任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)共同實現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。“聲控?zé)簟? 輸入：聲音的有或無； 輸出：燈的亮或熄 。
（5）練習(xí)：每組拿出課前布置的《常見控制系統(tǒng)》收集表，對照控制系統(tǒng)的概念，分析所收集的是否真正屬于“控制系統(tǒng)”，小組進(jìn)行修改，派代表上臺說出其中一個控制系統(tǒng)的工作工程。
3．開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程
（1）設(shè)置問題情景——早上出發(fā)前時忘了關(guān)窗戶，中午突然下起了雨，結(jié)果身在單位的上班族只能眼睜睜等著雨水進(jìn)入室內(nèi)。此時恨不得插上翅膀飛回家去關(guān)窗戶。同學(xué)們，我們能不能從技術(shù)的角度幫上班族想想辦法，解決這個難題？
學(xué)生分小組討論解決方案——接著各小組講述各自的方案——播放視頻《窗戶防雨自動關(guān)閉器》——學(xué)生歸納“窗戶防雨自動關(guān)閉器”工作過程——根據(jù)課外微課《開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖》的學(xué)習(xí)，畫出這個工作過程的方框圖。
任務(wù)驅(qū)動——我們學(xué)校學(xué)生宿舍樓頂供同學(xué)們洗漱的水塔還是人工上水操作，費時費人工，領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)任務(wù)，要求我們通用技術(shù)創(chuàng)新小組構(gòu)思一款自動控制上水系統(tǒng)。
遵循的設(shè)計過程（引導(dǎo)學(xué)生）:
發(fā)現(xiàn)問題——分析問題——解決問題
對應(yīng)的設(shè)計思路:
為何無法自動控制——怎樣控制——是否得以控制
設(shè)計過程:
分析所需控制器——制定設(shè)計方案——說明該方案的控制過程——畫出控制過程方框圖——全班予以可行性討論——可行方案小組模擬演示
畫出水塔開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖
（控制量）
轉(zhuǎn)動
注水 水塔
時間 水位（輸入量） （控制器） （執(zhí)行器） （被控對象）（輸出量）
當(dāng)水壓減小時，時間到了但水卻沒加到預(yù)定的水位，引出開環(huán)控制系統(tǒng)的特點，加深學(xué)生對開環(huán)控制系統(tǒng)特點的理解。
實例訓(xùn)練
以“自動感應(yīng)門”開環(huán)控制系統(tǒng)為例。
1、說說工作過程及繪制方框圖
2、注明輸入量、輸出量及控制量
自動感應(yīng)門控制方框圖
（控制量）
轉(zhuǎn)動
人體 門開
熱輻射 或關(guān)（輸入量） （輸出量）
課堂小結(jié)
集體歸納總結(jié)，共述收獲，反思學(xué)習(xí)過程。
開環(huán)控制系統(tǒng)的組成。
（2） 開環(huán)控制系統(tǒng)，如果增加反饋信息會怎樣？（引出下節(jié)課內(nèi)容）
5.作業(yè)布置
對于這節(jié)課水塔注水控制系統(tǒng)，當(dāng)水壓減小時，設(shè)置的時間到了，水卻沒加到預(yù)定水位，你該如何改進(jìn)？說出你的改進(jìn)方案。（為閉環(huán)控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)埋下伏筆）
要求：請將作業(yè)上傳至老師的QQ郵箱（271165375@），優(yōu)秀作業(yè)將在班級QQ群點評展示
通過這樣的課后作業(yè)，既對本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容起了一定的復(fù)習(xí)作用，又為下節(jié)課“閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程”的學(xué)習(xí)埋下了伏筆。
反思：通過生活中的控制實例，突出課程“基礎(chǔ)性、通用性和先進(jìn)性”特點。設(shè)置情景，創(chuàng)設(shè)任務(wù)，模擬現(xiàn)實，教會學(xué)生學(xué)習(xí)并處理簡單問題。手機網(wǎng)絡(luò)等信息平臺得到充分利用。微課的運用還在探索階段，今后還要深入學(xué)習(xí)。
附件1
常見的控制系統(tǒng)
收集你所認(rèn)為的控制系統(tǒng)，填寫下表，并且拍照。（每個小組收集不少于10個。）
第 組 組長_______________
組員 _________________________________________________________
序號 名稱 是否屬于控制系統(tǒng) 輸入 輸出
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
課題引入
控制系統(tǒng)
開環(huán)控制系課堂總結(jié)統(tǒng)
基本組成
工作過程
課堂總結(jié)
作業(yè)布置
進(jìn)水閥門
水塔
定時器
電機
自動門
控制電路
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6

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