資源簡(jiǎn)介

第一節(jié)：了解控制
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解控制、控制系統(tǒng)的含義及其在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。
2.了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和智能控制的特點(diǎn)。
3.熟悉什么是開(kāi)環(huán)控制、什么是閉環(huán)控制，并能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單區(qū)分。
二、素養(yǎng)目標(biāo)
技術(shù)意識(shí)：知道控制在生產(chǎn)和生活中的廣泛應(yīng)用，感受控制技術(shù)與生產(chǎn)、生活的密切聯(lián)系，會(huì)看簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)（開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)）結(jié)構(gòu)圖，理解其工作原理和控制過(guò)程，能描述簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的工作原理與工作過(guò)程。
工程思維：能通過(guò)分析控制系統(tǒng)實(shí)例，了解不同類型控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，會(huì)辨析手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制、開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制，能對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單控制實(shí)例(如電燈開(kāi)關(guān)等)進(jìn)行組裝。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
重點(diǎn)：理解控制的含義，知道常見(jiàn)控制類型有手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制、開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制等。
難點(diǎn)：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制的區(qū)分。
四、教材情況
本節(jié)要求學(xué)生從技術(shù)的角度思考和觀察生產(chǎn)、生活中的控制系統(tǒng)，并理解控制的含義。學(xué)會(huì)分析簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的工作過(guò)程。教材從人們的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，從實(shí)例分析入手，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)和了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制、開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制等控制系統(tǒng)。
五、學(xué)生情況
控制對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，控制并不陌生，存在與日常生活中的各個(gè)方面。對(duì)于生活中的手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和智能控制的相關(guān)概念，學(xué)生是比較容易理解的。但對(duì)于開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的理解會(huì)比較困難。因此教師要運(yùn)用案例對(duì)比分析的方法，讓學(xué)生理解開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的特點(diǎn)。
六、教學(xué)過(guò)程
1.新課引入
播放天宮空間站的組建視頻，初步引入控制的基本概念。讓學(xué)生了解控制技術(shù)及其組成的系統(tǒng)在我們生活中普片存在，他們?yōu)槿藗兊拿篮蒙詈透咝Чぷ魈峁┝吮憷?br/>2.體驗(yàn)項(xiàng)目：簡(jiǎn)易磁控系統(tǒng)。體驗(yàn)?zāi)康模后w驗(yàn)控制技術(shù)的特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域。
材料準(zhǔn)備：
實(shí)驗(yàn)工具：電洛鐵，焊錫絲。
實(shí)驗(yàn)步驟：將元器件按照如圖所示的電路圖連接，然后用小磁鐵靠近干簧管，觀察發(fā)光二極管的變化。
實(shí)際上，我們希望某一事物按照自己的意愿發(fā)展，就要對(duì)其進(jìn)行干預(yù)，這樣根據(jù)自己的目的，通過(guò)一定的方法使事物朝著期望的目標(biāo)發(fā)展，就形成了控制。
3.常見(jiàn)控制系統(tǒng)的類型
（1）手動(dòng)控制：手動(dòng)控制也叫人工控制，是有人參與的控制過(guò)程，人(或肢體)屬于控制系統(tǒng)的組成部分。
（2）自動(dòng)控制：就是執(zhí)行控制任務(wù)，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的過(guò)程中不需要人參與的控制。
（3）智能控制：由智能機(jī)器(智能機(jī)器是指在結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化的，熟悉的或陌生的環(huán)境中，自主地或與人交互地執(zhí)行人類規(guī)定的任務(wù)的一種機(jī)器)自主地實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)的過(guò)程。智能控制的最大特點(diǎn)是外界環(huán)境或工作環(huán)境比較復(fù)雜且具有不確定因素時(shí)，控制都能按預(yù)定的目標(biāo)去完成任務(wù)，就像人的大腦一樣，能夠靈活地解決遇到的問(wèn)題 。
（4）開(kāi)環(huán)控制：系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響。
（5）閉環(huán)控制：系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響 。
教師與學(xué)生共同分析投擲飛鏢、自動(dòng)感應(yīng)水龍頭、全自動(dòng)洗衣機(jī)、冰箱自動(dòng)控溫系統(tǒng)、鼠標(biāo)操作等案例，明確它們分別屬于什么控制類型。
分析講解：①開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)本身不能對(duì)被控量的偏差進(jìn)行調(diào)整和 補(bǔ)償。②閉環(huán)控制系統(tǒng)把輸出量返回到輸入端與給定值進(jìn)行比較，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的最大區(qū)別是有無(wú)檢測(cè)裝置(反饋環(huán)節(jié))。當(dāng)控制效果與期望值發(fā)生偏差時(shí)，閉環(huán)控制系統(tǒng)的檢測(cè)裝置(反饋環(huán)節(jié))就把這個(gè)偏差信息反饋回來(lái)，讓控制系統(tǒng)修正偏差。
4.開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制的優(yōu)缺點(diǎn)。
閉環(huán)控制過(guò)程中由于能對(duì)控制進(jìn)行不斷修正，所以一般能夠得到較好的控制效果。但閉環(huán)控制中存在反饋環(huán)節(jié)以及要進(jìn)行反饋量與期望值的比較運(yùn)算，所以結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本也較高。當(dāng)對(duì)控制的精度要求不高或組成系統(tǒng)的器件穩(wěn)定性較高時(shí)，采用開(kāi)環(huán)控制也能得到預(yù)期的效果。如家用電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制、房間電燈開(kāi)關(guān)的控制等，都屬于開(kāi)環(huán)控制。
思考：紅綠燈、手動(dòng)水龍頭、自動(dòng)感應(yīng)水龍頭、空調(diào)、可調(diào)亮度的臺(tái)燈、全自動(dòng)洗衣機(jī)、銀行自動(dòng)感應(yīng)門(mén)等，分別屬于哪種控制類型
七、教學(xué)反思
結(jié)合新課改的理念，本屆課以學(xué)生為主體。授課過(guò)程中，學(xué)生表現(xiàn)出了極大興趣，能夠積極參與到教學(xué)中。手動(dòng)控制和自動(dòng)控制學(xué)生易于理解，開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制難度較大，教師要抓住“開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，而閉環(huán)控制系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)程產(chǎn)生影響”這一點(diǎn)來(lái)確定開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制，同時(shí)，要強(qiáng)調(diào)反饋環(huán)節(jié)采集的數(shù)據(jù)必須是從輸出(被控量)那里來(lái)的。

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