資源簡介

《4、1控制的方式與應用》教學設計
一、教學內容分析
本節是通用技術必修模塊“技術與設計2”第四單元第一節內容，主要闡述控制的含義，控制的方式（類型）及應用。本節內容重在理解控制的含義，辨析各種控制裝置的控制方式及特點。本節內容是本單元內容的基礎，為后續開環控制和閉環控制的學習奠定基礎。本節課時安排為1課時。
二、學情分析
高中學生對各種控制現象都有一定的感性認識，但缺少理性的思考、分析和分類。這為本節學習奠定了基礎。
三、教學準備
本節對教學場地要求不高，可在配有多媒體的教室上課。教師要搜集圖片及微視頻，制作精美課件，以激發學生興趣；設置技術體驗（如自動澆水裝置）及分組組裝簡易控制裝置（簡易控制裝置組件），直觀、感性；并精選教學案例，重點分析。
四、教學目標
1. 通過分析生活中常見案例，闡述控制的含義。
2. 通過案例分析，辯析手動控制、自動控制、智能控制等控制類型的特點。
3. 觀察生活中的案例，概括控制在生活和生產中的應用。
五、重難點
1.理解控制的含義。2.辯析手動控制、自動控制、智能控制等控制類型的特點。
六、教學手段與教法學法
以案例分析和學生參與、思考為課堂教學主線，以直觀形象的圖片及技術體驗、視頻激發學生的學習興趣，充分調動學生的積極性和主動性，本節宜采用技術體驗與多媒體教學相結合。
教學方法采用講授法、技術體驗、案例分析法、討論法、練習法等。
學生學法：自主探究、合作交流、練習等。
七、教學過程設計
教學過程 實施內容 學生活動
創設情境 新課教學 小結及練習 四、教學反思 事 走進情境：這是陳晨同學設計的一套家庭雨水收集系統。利用收集的雨水澆灌家中陽臺的植物，沖洗拖把和沖刷廁所。還可利用收集的雨水進行園藝澆灌、汽車沖洗、路面沖洗等，這體現了控制的思想，把雨水收集起來為我所用，減少了不必要的浪費，也體現了充分利用水資源的可持續發展理念。 理 任務一 理解控制的含義 1.技術體驗--制作盆栽植物自動澆水裝置 體驗目的：經歷制作盆栽自動澆水裝置的事件過程，體會控制的含義與意義。 制作材料及工具：飲料瓶1個、可彎折吸管2根、接水盤1個、花盆1個、錐子1個、剪刀1把、熱熔膠槍及棒等。 工作過程： （1)將兩根吸管插入接水盤，當接水盤里的水面低于進氣管口時，空氣進入瓶子里，瓶內氣壓減小，水會從出水管流人接水盤。 （2)直到水面與進氣管口平齊，出水管不再流水，使接水盤中的水量保持在這個高度。 2.控制的涵義 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發展，這就是控制。 例如，利用自動澆灌裝置給植物補水，并通過改變進氣管在接水盤中的位置控制水位；調節電冰箱的溫度，使食物能夠在低溫狀態下保存等。 3.控制產生的原因 （1）事物的發展與變化具有多樣性 如 一顆蘋果樹，可能結不出果實，也可能結的蘋果又多又大又甜，也可能結出蘋果又小又酸。 降落的雨水，可以用來沖洗物品，也可用來灌溉農田，也可用來發電，也可能流入江河，增加洪澇災害發生的可能性。 （2）控制產生的原因： 由于事物的發展與變化具有多樣性，為了讓事物發展的結果是人們所期望的，需要“控制”。 4. 控制的三要素 理解任何控制現象，都要明確： （1）控制要達到什么目的； （2）控制的對象是什么； （3）采取什么控制手段。 如汽車的轉向控制，其控制目的是改變汽車行駛方向，控制對象是汽車的車輪，控制的手段是駕駛員通過轉動方向盤帶動車輪轉向。 如何找控制對象：①看控制的名字。②看控制的目的。③看控制的結果。 馬上行動1：觀察生活中的控制現象，說說相應控制的三要素。 馬上行動2： 在夏天或冬天，人們會使用空氣自動調節機(簡稱空調)來改變房間的氣溫。在這個控制里，控制對象是(　　) A．人　　 B．空調 C．房間 D．室外空氣 任務二 辨析控制的類型（方式） 1.從控制過程中人工干預的情形來分，控制可分為人工控制(又稱手動控制)和自動控制（含智能控制）。 人工控制：控制的過程有人的直接干預和全程干預。 自動控制：控制的過程在無人直接參與的情況下，使事物的變化準確地按照期望的方向進行。 智能控制：自動控制領域里的一個新的分支和發展方向。 控制的過程是指控制開始之后到結束之前的過程。 人工控制的特點： ①全程干預；②人為控制系統； ③人的部分器官與其他控制器件共同完成控制任務 自動控制的特點： ①無人直接參與；②事物能達到期望的方向； ③需要對某些物理量控制 智能控制是具有智能信息處理、智能信息反饋和智能決策的控制方式，它能在無人干預的情況下，自主地驅動智能機器實現控制目標。如：無人駕駛的汽車，智能機器人，學校智能控制系統等。智能控制主要用于解決復雜系統的控制問題。 馬上行動：分析下列控制現象是自動控制還是人工控制： （1）用氣筒給自行車輪胎充氣 （2）教室監控 （3）電視機自動組裝生產線 2.按照控制信號流和執行部件的不同，控制可分： 氣動控制、液壓控制、電動控制、機械控制、電子控制等。 氣動控制：利用氣體的力量實現控制。 液壓控制：運用液體動力改變操縱對象的工作狀態。 電動控制：所控制的對象是電動執行元件。比如電動伸縮門、繼電器、變頻電機、電磁閥、伺服驅動器等。 機械控制：用機械方法對元件或系統的工作特性進行的調節或操作。 電子控制：運用電子電路實現控制功能。 在很多控制的事例中，控制的手段是多樣、綜合的。 如機械手通常由控制系統、驅動系統和執行系統組成，就是由電子、氣動或液壓與機械控制的結合。機器人是由機械、電子、智能等綜合控制。 3.控制按是否有反饋可分為開環控制、閉環控制。 開環控制概念：控制中不將控制的結果反饋回來影響控制作用的系統。 特點：無反饋 如紅綠燈定時控制。 閉環控制概念：能將控制的結果反饋回來與希望值進行比較，并根據誤差及時調整控制作用。 特點：有反饋，反饋影響控制。如空調房間溫度控制系統，電冰箱溫度控制系統。 案例綜合分析--從手搖扇到電風扇到空調再到智能空調。 任務三、感知控制的應用 控制的應用自古就有，并在近代得到了迅速發展，它涉及到社會生活生產的各個領域。舉例說明： 1.控制在生活中應用 2.控制在工農業生產中應用 3.控制在軍事國防等領域上應用 4.控制在現代科技上應用 1.本課小結 2.動手體驗，學以致用 給出材料動手搭建簡單控制裝置,如何實現轉動變直線運動的功能。思考該控制裝置是人工控制還是自動控制？ 3鞏固練習——單選題 （1）十字路口汽車闖紅燈拍照系統，當指示燈為紅燈時，傳感器檢測到有汽車從對面駛出，該系統會驅動相應的攝像頭拍下汽車照片（包括車牌號及駕駛員等信息）。則該系統中，被控對象是（C ） A.指示燈 B.汽車 C.攝像頭 D.駕駛員 （2）用電視機遙控器選臺屬于( A ) A.人工控制 B.自動控制 C.氣動控制 D.液壓控制 （3）屬于自動控制系統的是( C ) A.按鈕開關控制 B.普通水龍頭 C.花房恒溫控制 D.汽車駕駛 如自動取款機、現代家電、汽車制造、農業生產、軍事、國防、學校方面控制的應用。 （4）學校的打鈴系統目前一般都由電腦控制，其控制系統為（　　） A.機械控制、閉環控制系統 B.電子控制、閉環控制系統 C.機械控制、開環控制系統 D.電子控制、開環控制系統 （5）電飯鍋的保溫控制屬于 ( ) 類型 A.自動、閉環 B.自動、開環 C.人工、閉環 D.人工、開環 （6.下列控制事例，按執行部件的不同分別屬于( ) 控制 ①普通家用調光臺燈的燈光亮度的控制 ②自行車的剎車控制③汽車的剎車控制 ④公交車的氣動門的控制 A．電子、機械、機械、氣動 B．電子、機械、液壓、氣動 C．電子、機械、液壓、機械 D．機械、機械控制、電子、氣動 4.鞏固練習——思考 觀察自行車的剎車控制裝置，若使前輪剎車控制更加靈敏，應如何調節自行車前輪的剎車部件？請試著調試。 調試方法：（1)調整剎車皮離輪圈更近；（2)將剎車鋼絲調緊，將間隙調小。 教學反思：本節是控制單元起始課，概念多，內容廣，需要技術體驗、圖片資料、視頻等激發學生興趣，需要精選案例認真分析，便于學生理解控制的概念及辨析控制的類型，多媒體教學及必要器材進行體驗能較好完成此任。 本節所選案例注重從學生熟悉的事例入手，激發學生了解控制，研究控制的興趣與熱情。 技術體驗、列舉實例、分析討論、案例分析等環環相扣、循序漸進的學習過程讓學生充分理解控制的含義辨析控制的類型，感知控制的應用。 激發興趣 技術體驗 理解含義 了解控制產生的原因 明確控制三要素 學生回答 聆聽、辨析 學生回答 學生聆聽 學生聆聽并回憶自己所見到的控制裝置及應用 歸納所學內容 學生搭建 學生練習 學生思考

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