資源簡介

控制系統的工作過程與方式
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的工作過程與方式
章　　節：第四單元　控制與設計 第二節　控制系統的工作過程與方式
課 時：第1課時
一、教學目標
1. 知識與技能目標
(1)通過燈的開關、投影幕升降、嬰兒尿濕報警器等控制系統案例分析，歸納控制系統的基本特征；
(2)通過對音樂賀卡和自動門等典型案例的分析，熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和工作過程，了解開環控制的基本特征；
2. 過程與方法目標
(1)學會用方框圖來歸納控制系統實例的基本特征，學會用方框圖把復雜問題簡單化；
(2)借助老師搭建的支架，形成自己關于控制設計的創意，并學會用方框圖表示自己的控制設計想法；
(3)通過動手制作簡單控制玩偶，親自體驗開環控制系統的組成和工作過程和原理。
3. 情感態度和價值觀目標
(1) 通過魔術及控制系統的實物形成和保持學生了解控制系統、探究控制系統的興趣與熱情。
(2) 借助老師搭建的支架，形成自己關于控制設計的創意，從而體會創新的快樂，培養創新的精神。
二、教學重點
分析和理解開環控制系統的基本組成和工作過程分析，學會用方框圖描述開環控制系統的工作過程，學會用方框圖來表達設計想法
三、教學難點
理解開環控制系統的基本組成和工作過程，形成開環控制思想
四、教學方法
教授、任務驅動、小組合作。
五、設計思想
1. 教材分析
本節是“控制與設計”第二節“控制系統的工作過程與方式”第１課時的內容，其內容包括“控制系統”與“開環控制系統”，是學生在學習控制在生活和生產中的應用后，進一步深入學習與探討有關控制系統的組成和工作過程，并為下一課時進一步學習“閉環控制系統的基本組成和工作過程”打下基礎。為此，我對教學內容進行了如下的處理：首先理解什么是控制，再到歸納出控制系統的一般特征，接著分析開環控制的系統的基本組成和工作過程，最后對開環控制系統進行設計和制作，其內容是逐漸的深入和深化。其中畫方框圖作為一種分析問題的方法和手段貫穿這些內容中。對于畫方框圖，重點不在于教學生怎樣畫方框，而是要教學生怎樣利用方框圖來分析和理解控制系統，怎樣利用方框圖把復雜問題簡單化，怎樣用方框圖來表達自己的設計想法。
2. 學情分析
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。而且學生都有很大的創造潛能，只要為他們搭好支架，他們往往會有讓你驚喜的表現。
3. 教學策略設計
(1)魔術導入，激發學生興趣，生動直觀地引出控制的概念；
(2)引導學生分析教室內控制系統，讓學生感受到控制就是我們身邊，并歸納出控制系統的基本特征；
(3)借助精彩有趣的“超級連環機關”視頻，進一步把學生帶進精彩控制系統世界，同時引導學生用理性的思維來看待這些控制系統及其基本特征；
(4)從設計者的角度，采用逆推法來分析典型的控制系統的基本組成和工作方式，并引導學生把復雜的問題用簡單的方式來表示（方框圖）；
(5)搭建支架，設立臺階，引導學生從對控制系統的感興趣，到開始從技術的角度來分析理解其組成和工作過程，再到以設計者的身份主動地進行控制系統的創新設計；
(6)把技術問題“實”化，從“視頻”到實物、再到親身制作體驗，讓學生從多種角度、多種形式來感受和體驗控制系統；
(7)設置多處有挑戰性且學生跳一跳能夠完成的擴展性練習和實踐項目，創設條件和機會，激發學生創造潛能，讓學生有充分展示創造才能的機會和舞臺；
(8)為學生準備多種實踐材料，讓學生進行真正的開放性創新設計成為可能。
六、教學準備
1. 課件（含《中學生設計的超級連環機關》視頻資料）
2.實物：魔術道具、嬰兒尿濕報警器、醫療點滴報警器、自制玩偶（Ｋitty貓）
3.學生動手實踐工具：剪刀、裁紙刀、膠水
4.學生動手實踐材料：硬紙板、細繩、小木棒、橡皮筋、彈簧
七、教學過程
序號
教學步驟
教師活動
學生活動
1
情景導入
變魔術：用手勢（意念）控制礦泉水瓶中的番茄醬包的升降和停止（老師變魔術時可以讓學生也參與到魔術中來，讓他們用手勢來控制番茄醬包的升降和停止）。
提問：番茄醬包為什么上升、下降和停止？（因為老師在控制）
提問：什么是控制？
提問：控制是需要一定手段的，那番茄醬包的升降是不是老師的手勢（意念）在控制呢？
從變魔術開始
激發興趣
學生用自己的話表達什么是控制（你讓它怎樣，它就怎樣）
引導學生揭開魔術謎底：其實老師是通過拿瓶的手擠壓瓶子，從而改變瓶內的壓強，從而使番茄醬包上浮、下沉或懸停
２
控制舉例
提問：在我們的教室里，有哪些控制裝置（控制系統）？
實物演示：嬰兒尿濕報警控制系統
引導學生找出教室里的控制系統：
燈的開關的控制
投影幕升降的控制
電風扇風速的控制
３
控制系統的基本特征
提問：這些控制系統有什么共同特征？
先引導學生歸納出控制系統的基本特征
再在此基本上并畫出其簡單框圖：
馬上行動
　　播放《中學生設計的超級連環機關》視頻
認真觀看視頻，注意觀察視頻中有哪些控制裝置（控制系統），其輸入和輸出各是什么？
歸納出控制系統的基本特征：
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）
討論、交流：
找出連環機關中的控制系統及每個控制系統的輸入和輸出
分享結論：
（連環機關其實是是一個控制系統的輸出是下一個控制系統的輸入，從而形成連環控制。）
４
控制案例分析
１.播放賓館門童為客人開門的視頻
提問：如果沒有門童怎么辦？（設計自動門）
２.引導學生從設計者的角度分析自動門：
（１）自動門的動作過程及功能技術要求：
當門口沒有人時，門是關著的；當有人來門口時，門打開；當人離開門口后一段時間，門又關閉。
（２）自動門如何實現門的開與關（引導學生用逆推法來分析）：
門靠什么力量實現門的開和關的？（電動機的轉動）
電動機的轉動誰來指揮？（控制電路）
控制電路怎樣知道有人來了，從而指揮電動機轉動？（紅外傳感器）
（３）怎樣用簡短的語言來描述這一控制過程？
（４）怎樣用更簡潔的方框圖來描述這一控制過程？
→紅外傳感器→控制電路→電動機→自動門→
引導學生提出設計項目：設計一個自動門
學生從設計者的角度出發分析自動門的基本組成和工作過程
用逆推法找出自動門的基本組成和工作過程：
門的開關←電動機的轉動←控制電路←紅外傳感器
用簡短的語言描述這一控制過程：
有人來了，紅外傳感器檢測到這一信號后，控制電路根據這一信號，控制電動機轉動，把門打開。
用方框圖來表示這一控制過程：
人體熱輻射→紅外傳感器→控制電路→電動機→自動門→開與關
4
開環控制系統及開環控制系統的方框圖
1. 開環控制系統：像這樣信息只從輸入端傳遞到輸出端，沒有信息反饋的控制系統，稱為開環控制系統。
2. 引導學生歸納出開環控制系統的一般框圖
學生歸納出開環控制系統的一般框圖：
輸入→傳感器→控制器→執行器→　被控對象→輸出
5
對“自動門”的擴展思考
根據自動門控制系統控制過程和原理，通過稍加改動，你還可以設計出應用其他方面的控制系統嗎？請用方框圖表示你的設計想法。（支架式教學）
教師根據學生的回答做出評價，鼓勵學生的創新精神
根據教師搭好的支架，發揮自己的創造力，并學會用方框圖表達自己的設計想法。
6
對“嬰兒尿濕報警器”分析與擴展思考
1.“嬰兒尿濕報警器”控制系統是怎樣工作的？如何用方框圖表示？
2.根據嬰兒尿濕報警器的控制原理，通過稍加改動，你還可以設計出應用在哪些方面的控制系統？請用方框圖表示你的想法。與前面的“自動門”相結合，你又可以設計出一個怎樣的控制系統？（為學生搭建支架）
3.實物展示“醫療點滴報警器”
再上一層臺階，用方框圖表示“嬰兒尿濕報警器”的組成和工作過程：
濕度→濕度傳感器→控制電路→鈴聲發生器→揚聲器→報警聲
再根據老師搭建的支架，進行創造性思考，完成自已的創新設計
7
體驗開環控制系統
1.展示自制玩偶（Ｋitty貓），拉動貓的尾巴，要求學生注意觀察玩偶的動作的變化。
2.揭示玩偶動作控制過程，要求學生注意觀察背后的機關，體會拉動尾巴（輸入）與貓腳的舞動（輸出）的對應關系。
3.學生動手設計制作：
（１）自己動手設計制作一個可以控制玩偶動作的控制裝置；
提供的材料：硬紙板、細繩、小木棒、橡皮筋、彈簧
工具：剪刀、裁紙刀、膠水
4.擴展
（１）你能否設計制作一個可不僅可以控制玩偶動作，甚于可能控制玩偶表情的控制裝置；
（２）能否實現動作表情的自動控制。
1.激發興趣
2.觀察理解控制機關，體驗輸出信號與輸入信號之間對應關系。
3.動手制作簡單控制玩偶，體會簡單的開環控制
4.知識內化和升華
創新實踐能力得到有效的鍛煉
８
小結
教師引導、補充
學生歸納、整理本課內容，學習收獲
八、教學反思
上好一堂通用技術課，我認為有幾點是需要我們努力去實現的：１.讓學生感興趣，有興趣就會有一個良好的心理狀態，就有利于學生創造潛能的激發。而讓學生感興趣，關鍵找到學生的興奮點，例如，本節課中“變魔術”、“超級大連環機關” 、“自制玩偶”，都是學生非常感興趣的。２.把技術課堂“實”化，讓學生處于一個盡可能真實的情景下。我認為圖片比語言文字更“真實”，視頻比圖片更“真實”，實物演示比視頻更“真實”，親身操作體驗比實物演示更“真實”，所以在課堂上，我是盡可能產用操作體驗、實物演示、頻視播放這些更“真實”教學手段。３.讓學生創造潛力的發揮有機會有可能，在課堂上設置一些有挑戰、開放性的練習和實踐項目，給學生發揮創造潛力的機會，同時為學生的創造搭建支架，讓學生的創造成為可能。
控制系統的工作過程與方式
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的工作過程與方式
章　　節：第四單元　控制與設計 第二節　控制系統的工作過程與方式
課 時：第1課時
一、教學目標
1.通過案例分析，歸納控制系統的基本特征；
2.了解開環控制和閉環控制的特點；
3.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
4.學會用框圖來歸納控制系統實例的基本特征，逐步形成理解和分析簡單開環和閉環控制系統的一般方法
二、教學內容分析
本節是“控制與設計”第二節的內容，其內容包括“控制系統”、“開環控制系統與閉環控制系統的組成及其工作過程”是學生在學習控制在我們的生活和生產中的應用后，進一步學習有關控制系統的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統：開環控制和閉環控制，并熟悉它們工作原理和作用。
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，理解其基本的組成和工作過程。
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。
本課要解決的重點是：開環控制系統的工作過程分析，用方框圖描述開環控制系統的工作過程。
三、學習者分析
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。結合前面的應用案例分析，進一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎樣的工作方式，是學生學習的最近發展區。
四、教學策略：
1. 教法：
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。
2. 學法：
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，特別是引導學生會學用系統框圖來抽象概括控制系統、幫助分析和理解控制系統的組成及其工作過程的方法
五、教學資源準備
多媒體設備、相關圖片資料、技術試驗工具、材料等
六、教學過程
序號
教學步驟
教師活動
學生活動
1
情景導入
設置情景：走進教室，開燈，關燈；
從最平常的事例開始
激發興趣
2
控制系統的基本特征
提問：
才燈為什么亮了又滅了？電風扇為什么轉得快了呢？
（2）老師是怎樣控制燈和電風扇的？
（3）控制系統有什么共同特征？
先引導學生歸納出控制系統的基本特征
再在此基本上并畫出其簡單框圖：
馬上行動
指出下列事例是否是控制系統，如果是控制系統，請指出系統的輸入、輸出分別是什么？
自行車
打氣筒
轤轆
回答：因為老師在控制的
回答：老師通過拔動開關控制燈的亮和滅，通過風扇的擋位控制風速
歸納：
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）
討論、交流，分享結論
3
開環控制系統與閉環控制系統
1.從游泳池的注水控制引出開環控制與閉環控制
給游泳池注水，我們可以有哪些控制方式？這些控制方式有什么缺陷？
2.計時器控制雖然實現了自動控，但準確度不高，請同學們分析計時器控制為何出現控制不準確的情況，怎樣使游泳池準確達到給定水位？
3.開環控制系統與閉環控制系統
（1）開環控制系統：沒有反饋，信息單向傳遞
舉例：電風扇速度控制、用計時器控制注水
（2）閉環控制系統：有反饋，信息流向形成一個閉合環路
討論，得出：
人工控制——費人力
計時器自動控制——控制準確度不高
分析，得出：
因為在注水過程中有水流大小變化等情況（干擾），應加一個水位檢測裝置（反饋），當水位達到了，就停止進水（閉環控制）
4
開環控制系統的基本組成和工作過程
引導學生歸納出用計時器注水控制系統的組成，并用簡單框圖表示其基本組成和工作過程：
引導學生分析自動門的的基本組成和工作過程，并畫出方框圖:
組成：門、電動機、控制器、傳感器
方框圖：（略）
3. 引導學生歸納出開環控制系統的一般框圖
在老師引導下分析開環控制系統實例的組成和工作過程，并掌握用框圖來表達控制系統的組成和工作過程的方法。
5
開環控制系統經典應用案例分析
“希羅的自動門”控制的工作過程分析說明
1. 分析“希羅的自動門”的工作過程
2. 畫出“希羅的自動門”控制方框圖
6
體驗開環控制系統
1. 說明紙猴的制作要求和制作步驟
2. 指導學生觀察拉動線繩，紙猴表情的變化（圖略）
1. 制作一紙猴，拉動背后的線（輸入），紙猴的動作表情發生變化（輸出）
2. 觀察、體驗輸出信號與輸入信號之間對應關系
7
小結
教師引導、補充
學生歸納、整理本課內容，學習收獲
七、教學反思
社會生活中，開環控制系統應用具有十分重要的實踐意義，本節課通過對開環控制系統中控制過程的理解，有助于學生將日常所見控制事例上升到運用技術思想和方法理解并分析，并學會應用簡單的開環控制方法來解決現實生活中遇到的問題，有助于發展學生良好的邏輯思維品質。
本節課沒有首先從概念入手，講什么是開環控制系統，工作過程如何、框圖如何畫等，而是選擇適當材料，從實例的分析開始，與學生共同歸納、抽象實例的特征，從而引出開環控制系統工作過程的分析，課堂教學一個重要特點是，淡化對概念或定義的描述，側重機理的分析，我認為，這是技術課程教師需要引起重視，也是它有別于科學類課程的不同之處。
課堂上從材料分析，到開環控制系統特征和框圖的歸納，到學生尋找生活中開環控制事例，到經典案例分析，到學生動手試驗，再到討論、練習、小結，環環相扣，設計流暢，學生始終參與全程教學活動，能吸引學生注意力，引導學生思維步步深入，從認識問題、分析問題到解決問題，符合高中學生認知規律，使學生體會到控制系統的學習并非深奧高不可攀。本節課教學為后續學習打下了良好基礎。
控制系統的工作過程與方式
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的工作過程與方式
章　　節：第四單元　控制與設計 第二節　控制系統的工作過程與方式
課 時：第1課時
一、教學目標
1. 知識與技能目標
(1) 通過實例分析，幫助學生理解控制系統的含義。
(2) 熟悉簡單開環控制系統的基本組成和工作過程，學會畫開環控制系統方框圖。
(3) 利用電子積木進行開環控制系統的設計，提高學生的實踐能力。
2. 過程與方法目標
(1) 通過電子積木進行開環控制系統的設計,學會用開環控制的思想來解決問題
(2)學會用開環控制的方框圖理解控制系統的工作過程把復雜問題簡單化及用方框圖來表達設計想法。
3. 情感態度和價值觀目標
(1) 利用電子積木形成和保持學生了解控制系統、探究控制系統的興趣與熱情。
(2) 借助老師搭建的支架，形成自己關于控制設計的創意，從而體會創新的快樂，培養創新的精神。
二、教學重點
對控制系統和開環控制系統的理解、會用方框圖描述開環控制系統的工作過程、開環控制系統的技術試驗能力培養。
三、教學難點
開環控制系統的工作過程分析及技術試驗能力培養
四、教學方法
講授法、任務驅動、分組試驗法。
五、設計思想
1. 教材分析
本節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——控制系統的設計與實施這樣的思路來組織教材內容。上節課學生已對控制手段、控制應用及傳感器功能演示儀的使用有初步了解,下節課將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。
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。本課要突出的重點是：對控制系統和開環控制系統的理解、會用方框圖描述開環控制系統的工作過程、開環控制系統的技術試驗能力培養。本課要突破的難點是開環控制系統的工作過程分析及技術試驗能力培養。
2. 教學策略設計
（1）創設情境： 以精彩的控制錄像片段、水箱進水控制演示實例吸引學生，引導學生能敘述開環控制系統工作過程、理解方框圖作用。
（2）調動學生學習積極性：本課教學中以“芝麻開門”聲控等實際控制系統問題解決為主線，激發學生的認知，引導學生自發地、主動地解決問題
（3）學案設計：幫助學生總結、整理重點，梳理教材內容，建構知識網絡體系。
3. 學情分析
學生屬于文科類班級，雖在物理課上學到了基本的電學基礎知識，通過以前的通用技術課對技術與設計也有了一定的認識，通過前一節的學習又對控制等基本概念、傳感器功能演示儀實驗套件的使用方法有了理解。但畢竟沒有電子技術方面的訓練基礎，也沒有理科班學生扎實的邏輯思維與動手能力。故在教學中只能放低要求，對控制器的內核技術不作介紹，先安排教師的主導分析，即使在引導學生案例分析時，也應及時穿插老師的補充、歸納。在安排開環控制系統設計的模擬技術試驗前應先安排老師的演示或講解，盡量降低知識與技能提升的梯度。
六、教學準備
1. 教師：多媒體投影機、電腦、PPT課件、水箱定時進水控制電路、聲控開門電路等2. 學生:　電子積木（2人1套）
七、教學過程
1. 課前活動
播放幾分鐘描述控制過程的片段，讓學生欣賞 開始靜心觀看，很快能進入學習狀態。
2. 引導學生對“控制系統”有初步理解
由教材中控制例子、課前大家欣賞的汽車零部件動作控制例子介紹入手引導學生探究控制系統共同的特征。（顯然它們都是由若干環節構成，為研究方便我們可以將這些環節組成的整體看成一個控制系統。每個系統必有輸入與輸出）
師生歸納、抽象出以上活動的特征：
一個輸入信號必對應著一個輸出信號
3. 分析“水箱定時進水”開環控制系統工作過程及控制框圖
問題的提出：由無錫最近爆發的自來水“藍藻”事件引出對于有井的農戶設計水箱定時進水控制電路的需求。
分析“水箱定時進水”開環控制系統的工作過程及控制框圖：實物整體展示、主要部件介紹、工作過程實物演示并介紹、控制框圖產生、學生結合框圖模仿描述控制工作過程
歸納控制特點：輸出量不對控制產生任何影響（開環控制）
理解“水箱定時進水”開環控制系統的工作過程并畫出控制框圖
4. 分析“芝麻開門”控制案例
引出問題《一千零一夜》中的故事“芝麻開門”（給出圖片）
引導學生自己分析并得出“芝麻開門”開環控制系統的工作過程及控制框圖
由學生演示并描述“芝麻開門”模擬控制電路 猜想“芝麻開門”的奧秘（聯系現有知識與經驗）---有那幾個控制環節
學習畫“芝麻開門”控制框圖
5. 歸納出開環控制系統的一般框圖：
由兩個實例控制框圖導出一般框圖
開環控制系統特征：系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞
6. 開環控制系統制作體驗
（１）提供問題情景，引出天亮告知器、近視預防臺燈的設計需求，確定設計項目
（２）師生共同討論“天亮告知器、近視預防臺燈”控制的工作過程，并完成設計控制框圖
（３）模擬實施：利用電子積木模擬實施，教師適當組織、引導 動手實踐。
（４）測試并引導學生觀察、體驗輸入信號（環境光線變化）與輸出信號（燈自動點亮）之間對應關系
7. 小結
教師引導學生歸納、整理本課內容，交流學習收獲。
八、教學反思
由于學生缺少生活生產的經驗，教師如何去彌補這一缺憾很重要。我用了生活中常見的控制事例，學生聽起來能接受，因而就有興趣，接受的效果就好一些。有些控制案例我給學生進行了控制系統的組成分析，讓學生知道組成系統的零部件，按功能分這些零部件的作用有什么不同，然后學生自己去分清控制器、執行器、被控對象是什么。
本節課的教學重點是開環控制系統方框圖正確畫法及工作原理，控制過程的工作原理學生基本會分析，控制方框圖的畫法還要加強訓練。
控制系統的工作過程與方式
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的工作過程與方式
章　　節：第四單元　控制與設計 第二節　控制系統的工作過程與方式
課 時：第２課時
一、教學目標
1. 知識與技能目標
(1) 通過案例的分析，理解閉環控制系統的含義。
(2) 掌握閉環控制系統的基本組成和工作過程，會畫閉環控制系統方框圖。
（3）熟悉閉環控制系統在日常生活中的應用。
2. 過程與方法目標
(1)體會閉環控制系統輸入與輸出的關系和工作過程。
(2)通過典型閉環控制系統的分析，熟悉閉環控制系統的基本組成及工作過程。
(3) 逐步形成理解和分析閉環控制系統的一般方法。
3. 情感態度和價值觀目標
(1)提高對生活中技術問題的敏感度和引發出探究欲望。
(2)通過對閉環控制系統的探究，形成勇于探索，敢于創造的優良品質。
二、教學重點
對閉環控制系統反饋環節的作用的體會，及學會用系統框圖來幫助分析和理解閉環控制系統。
三、教學難點
分析閉環控系統的基本組成及工作過程。
四、教學方法
講授法、任務驅動法、演示法、逆推分析法、游戲法
五、設計思想
1. 教材分析
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2課時。在學生學習了開環控制系統的基礎上學習閉環控制系統的。上節課讓學生對控制手段和控制應用有所了解,這節課主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。通過本節課學習，主要教育目標是培養和提高學生的技術素養。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，主要對閉環控制系統的工作過程、方框圖進行分析。
2. 教學策略設計
(1) 讓學生自發地、主動地學習。本課教學中以生活中最常見的控制系統等問題解決閉環控制系統的工作控制流程，激發學生的認知，引導學生自發地把生活中碰到的閉環控制系統的問題解決。
(2) 通過同一個問題用開環控制和閉環控制兩種不同的方式來實現，讓學生體會開環控制與閉環控制的不同及反饋的作用。
(3) 對學生進行現代技術思想和高科技思想方法的指導，使學生獲得新信息。
3. 學情分析
學生已學開環控制系統的基礎知識和系統、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，這些已知知識和經驗為教學中提供了條件，同時也為本節順利進行閉環控制系統的學習提供了可能。
六、教學準備
1. 教學資源的準備
多媒體教學設備、通用技術專用教室、教學課件PPT、各類工具、日常生活中常用的桿稱
2. 教學課件的準備
教學課件比較簡潔，多以直觀的圖片來說明，抓住關鍵知識點，突出中心。
七、教學過程
（一）開環與閉環控制系統工作過程的講解
案例分析1：游泳池的注水控制系統
工作過程如下：在定時器上設定注水時間，開啟進水閥注水，一旦時間到達，定時器就會通知進水閥門關閉，停止向游泳池注水，這一控制過程可用下圖描述：
師：像這種，系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞，我們稱為開環控制系統。
問：
1. 定時器注水控制有什么缺陷？（在進水時間內，進水管的水壓變小，進水量變小，或者進水管在進水時間內突然斷水，都會影響輸出水位）
2. 如何解決這一系統存在的問題，使輸出的水位達到設定的水位呢？
案例分析2：游泳池的注水控制的改進
解決方案：增加一檢測裝置，檢測實際水位
工作過程：首先設定水位，通過檢測裝置，檢測水池內的實際水位，并把測量值返回到系統的輸入端，與輸入量比較，當實際水位比設定水位低時，控制器控制進水閥門繼續注水，當實際水位達到設定水位時，控制器發出信號關閉進水閥門，用框圖表示如下：
師：像這種，輸出量到輸入量之間的信號形成一個回路，我們說它是一個閉環控制系統（出示開環控制與閉環控制的定義）
（二）開環與閉環控制系統的區別
1. 出示開環與閉環控制系統兩個系統方框圖
師：從系統方框圖上看，開環與閉環的區別是什么？
生：閉環比開環多了一個比較器和檢測裝置
師：閉環比開環多出的這一環節我們稱為什么呢？
生：（表情疑惑）
師：我們稱為反饋環節
師：所謂的反饋：將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端與輸入量進行比較的過程。所以我們說開環與閉環的區別在于有沒有反饋，而不是有沒有檢測裝置。
2. 案例說明：有檢測裝置就是閉環控制系統這一誤解
問題：紅外感應水龍頭是開環控制系統還是閉環控制系統？
生：閉環
生：開環
師：為什么說它是閉環控制呢？
生：有檢測裝置
師：為什么說它是開環控制？
生：它雖有檢測裝置，但是沒有比較的過程
師：是的，它是一個開環控制系統，系統的輸出量僅受輸入量控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞，雖有檢測裝置，但是其輸出量沒有與輸入端的輸入量進行比較，根據反饋的定義，這一控制系統沒有反饋的環節，所以我們說它是開環控制系統。
3. 鞏固與練習：
（三）小結：
這節課，我們一起學習了開環與閉環控制系統的工作過程，以及閉環控制系統中的反饋環節，在這里大家要注意開環與閉環的區別在于有沒有反饋，而不是在于有沒有檢測裝置。在一個控制系統里，學會判斷有沒有反饋環節，就是學會判斷開環與閉環控制系統，它是辨別開環與閉環控制系統的關鍵。
八、教學反思
本節課學習的是開環與閉環控制系統的工作過程，及閉環控制系統中的反饋，從之前上課的流程來看，即先用一個課時講完開環，在用一個課時完講閉環，學生不能很好的區分兩者的區別，且印象不深，所以這節課我做了調整，在第一課時，將開環與閉環的工作過程用對比的方式給學生講解，在從系統方框圖上，讓學生自主找出兩者的區別，這樣，學生印象深刻，且容易接受，在講完之后我還附加練習強化，在練習中，發現有少量學生仍然會將有無檢測裝置作為判斷開環與閉環控制系統的一個依據，在課上，我都及時給予糾正。設計這一附加練習的原因就是為了排除學生的這一誤解。
控制系統的工作過程與方式
教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修2）
文檔內容：控制系統的工作過程與方式
章　　節：第四單元　控制與設計 第二節　控制系統的工作過程與方式
課 時：第２課時
一、教學目標
1. 知識與技能目標
(1)分析典型案例，熟悉閉環控制系統的基本組成。
(2)能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖。
(3)熟悉閉環控制系統在日常生活中的應用。
2. 過程與方法目標
(1)通過典型閉環控制系統的分析，熟悉閉環控制系統的基本組成及工作過程。
(2)逐步形成理解和分析閉環控制系統的一般方法。
3. 情感態度和價值觀目標
(1)提高對生活中技術問題的敏感度和引發出探究欲望。
(2)通過對閉環控制系統的探究，形成勇于探索敢于創造優良品質。
二、教學重點
(1)閉環控制系統的構成與判斷。
(2)閉環控制系統在日常生活中的應用。
三、教學難點
閉環控制系統與開環控制系統的判別。
四、教學方法
講授法、任務驅動法、小組合作法、演示法、逆推分析法、游戲法
五、設計思想
1. 教材分析
“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。
本課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，并側重對閉環控制系統的工作過程、方框圖、重要參數進行分析。
2. 教學策略設計
(1) 讓學生自發地、主動地學習。本課教學中以生活中最常見的“桿稱”控制系統等問題解決閉環控制系統的工作控制流程，激發學生的認知，引導學生自發地把生活中碰到的閉環控制系統的問題解決。
(2)創設情境。生活中閉環控制系統的例子很多，如電冰箱的溫度控制系統、抽水馬桶的水位控制系統等，引導學生分析生活中的閉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。
(3) 對學生進行現代技術思想和高科技思想方法的指導，使學生獲得新信息。
3. 學情分析
學生已學開環控制系統的基礎知識和系統、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，這些已知知識和經驗為教學中提供了條件，同時也為本節順利進行閉環控制系統的學習提供了可能。
六、教學準備
電飯煲，臺燈，多媒體等。
　
七、教學過程
1.復習：
（1）我們把控制系統分為：
開環控制制系統和閉環控制系統
（2）什么是開環控制系統？
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，稱為開環控制系統。
(3) 開環控制系統方框圖是:
2.引入新課
（1）案例分析：炮彈的控制系統
下面是一個故事
在解放戰爭時期,有一次戰役中，有兩個士兵，一個是老兵，一個是新兵，他們坐在防空洞外休息，突然有火炮攻擊，那新士兵馬上……

在這炮彈的控制系統中有兩種情況:
一種是不進行調整只是按設定的距離開炮,沒有因素影響可以打中對方,但要是有干擾或者有其它因素影響那就打不中對方了,達不到目的.
另一種是加了一個(偵察兵)把控制系統的輸出量(炮彈落的位置)返回到輸入端(大炮到對方距離)進行比較,并對控制進行調整的環節,使能準確打中對方.
（2）案例分析
請同學們來試一試這兩臺臺燈在控制中有什么不同?

①可充電臺燈的控制系統
可充電臺燈只是開燈就亮 ,非常簡單,但是亮度不能調節。
②可調臺燈的控制系統
可調臺燈亮度可調,(它經過人的眼睛不斷檢測燈的亮度與人眼睛感覺舒適的亮度進行對比而進行調整,使達到人想要的亮度).
（3）案例分析
請問同學們在前面所學的游泳池的定時注水控制系統中有沒有不足地方?
有,當多人用水時進水管水壓小,進水流量變小,時間到了還沒有加到設定的水位。
解決辦法是: 增加一個檢測游泳池水位的裝置，把測量到的游泳池當前水位返回到該控制系統的輸入端，通過與輸入量對比，當實際水位比設定水位低時，控制器控制進水閥門繼續注水；當實際水位達到設定水位時，控制器發出信號關閉進水閥門。
從以上控制系統案例可以看出，在系統的輸入端和輸出端之間,除了輸入到輸出傳遞信息外,還有從輸出端返回到輸入端的傳遞信息,(即控制系統把輸出量返回到輸入端與給定值進行比較,構成一條閉合回路。)
3.閉環控制系統
（1）閉環控制系統是：把控制系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。
（2）閉環控制系統的方框圖:

（3）擴展思考(可調臺燈的控制系統)
可調臺燈亮度是經過人的眼睛不斷檢測燈的亮度與人眼睛感覺舒適的亮度進行對比而進行調整,使達到人想要的亮度,但不方便,一定要有人調節才行。
思考：能不能設計出不用人調節就能達到目的的控制？

（4）體驗閉環控制在日常生活中應用
例如：家用電飯煲的做飯和保溫的控制系統

①電飯煲的做飯工作過程
普通電飯煲的做飯控制中，首先輸入“做飯指令”，按下開關按鈕,電熱盤工作,煮飯開始,當內鍋溫度上升到限制溫度（103℃）時,感溫磁體失去了磁性, (感溫磁鐵在常溫下具有鐵磁性，但溫度升高到103℃時便失去了鐵磁性，這個溫度稱為這種材料的“居里溫度”或“居里點”)感溫磁體和永磁體在彈簧作用下分開,觸點開關分離,電熱盤停止工作,電飯煲的做飯工作過程結束,電飯煲進入保溫控制。
思考與討論：
●若用電飯煲燒水，水在沸騰以后是否會自動斷電？
●若是電飯煲內，感溫磁體和永磁體之間的彈簧斷了,做飯過程中會是怎么樣?
②電飯煲的保溫工作過程
當內鍋溫度下降到保溫點（65℃）時，實施保溫控制,內鍋溫度繼續下降時,雙金片發生變形,觸點開關接通,電熱盤工作,內鍋溫度上升,當內鍋溫度到升保溫點（65℃）時,雙金片又發生變形,觸點又分離,電熱盤停止工作,這樣電飯煲就達到了保溫的目的。
思考與討論：
●常溫下兩觸點是接觸還是分離？
●電飯煲的做飯控制系統和保溫控制系統分別是開環控制還是閉環控制?
●寫出它們的控制系統方框圖?

閉環控制在日常生活中應用還有很多:
例如：(1)電熱水壺的溫度控制
(2)電熱器的溫度控制
(3)飲水機的溫度控制
(4)馬桶水位控制
(5)空調器的溫度控制
(6)太陽能熱水器的溫度控制
(7)電冰箱的溫度控制
八、小結：
1. 什么是閉環控制系統？
2. 閉環控制系統的方框圖
3. 體驗閉環控制在日常生活中應用
九、作業：
請同學們觀察日常生活各找出一個開環控制和閉環控制的系統、并寫出它們的方框圖。

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