資源簡介

高中通用技術（必修 技術與設計2）
任務一 理解控制系統
一、教學內容
本節課通過搭建雨水收集池水位報警裝置活動，使學生理解控制系統的概念。強調任何控制都要通過若干個環節來實現，這些環節所涉及的裝置構成了一個系統，該系統被稱為控制系統。通過對典型案例的分析，指出任何控制系統都有一個輸入與一個輸出，輸入與輸出一一對應，控制系統的目的就是要將系統的輸入轉化為系統的輸出。
二、學科核心素養要求
技術意識：通過技術體驗活動，理解控制系統的含義，熟悉簡單開環控制系統的基本組成和工作過程；理解控制器、執行器的作用，辨析開環控制系統的特征。
三、教學重點、難點
1. 重點：理解控制系統的含義。
2. 難點：從系統的目的性視角，來理清控制系統的輸入與輸出。
四、教學準備
1. 材料：警示燈、蜂鳴器、電極水位傳感器、繼電器、托盤、干簧管等。
2. 工具：電烙鐵、焊錫絲、松香等。
五、教學過程
1. 情境導入
陳晨設計了雨水收集系統，但是每逢雨季，雨水收集池的水位就會隨著雨水的不斷注入而升高，當水位升到一定高度時，雨水就從溢水口排放出去，造成了雨水資源的浪費。
當雨水收集池水位達到溢出高度時，如何報警提示家人及時用掉一些水。
新課學習
（1）控制系統的概念
學生活動1：搭建雨水收集池水位報警裝置。
分小組活動，根據教材中的制作過程，完成雨水收集池水位報警裝置的搭建。
學生活動2：測試水位報警裝置。
分小組活動，填寫下表：
表1 活動統計表1
測試動作 警示燈及蜂鳴器狀態
向水池中注入水，使水位達到報警高度
將水池中的水放出一部分，使水位低于報警高度
問題：如果把電極水位傳感器改為干簧管傳感器，該裝置需要如何改動？已經有報警裝置，為什么還要留溢流孔？
總結：上述報警控制裝置中，通過水位傳感器將水位信號傳送到控制器；當水位達到報警值時，控制器輸出信號到報警器，發出聲光報警，這樣一個系統稱為控制系統。
3．控制系統及其輸入與輸出
學生活動3：用方框圖表示雨水收集池水位報警控制系統。
圖1 雨水收集池水位報警控制系統方框圖
問題：該控制系統由哪些部分組成？該控制系統的控制目的及控制對象分析是什么？
總結：任何控制都要通過若干個環節來實現，這些環節所涉及的裝置構成了一個系統，稱為控制系統。任何控制系統都有一個輸入與一個輸出，輸入與輸出一一對應。
學生活動4：分析下列控制系統，完成下列表格。
表2 活動統計表2
控制系統 輸 入 輸 出
紅外水龍頭 人手反射的紅外信號 水龍頭的通、斷
自動開關的窗戶 室外的雨水信號 窗戶的開、關
空調房間溫度控制 設定的溫度 實際溫度
問題：控制裝置的控制目的、控制手段和控制對象是人為界定的嗎？
4. 課堂小結
（1）控制系統的概念。
（2）控制系統的輸入與輸出。
六、教學總結
本節課由單元情境到任務情境過渡非常自然、清晰。由任務情境導入，將任務落實為一個個具體的教學活動。通過活動體驗探究控制系統的基本概念，通過常見案例的分析，理解控制系統的輸入與輸出，充分體現了建構主義的教學理念。
七、教學反思
“任務情境—活動—問題”是本課的主線，也是項目式教學的基本流程。項目式教學的基本特征：以學生為中心、深度學習。要做到這兩點，活動的設置尤為關鍵?；顒幼鳛槿蝿盏姆纸馀c落實，必須具有一定的挑戰性。

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