資源簡介

4.3 簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(第二課時) 教學設(shè)計
年級 高二年級 教科書版本 及章節(jié) 廣東教育出版社 廣東科技出版社 必修二《技術(shù)與設(shè)計 2》第四章
課題 第三節(jié) 簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計（第 2 課時）
課型 新授課 執(zhí)教人
1. 教學內(nèi)容分析 本節(jié)是粵科版通用技術(shù)必修二《技術(shù)與設(shè)計 2》第四章控制及其設(shè)計第三節(jié)簡單控制 系統(tǒng)的設(shè)計。本節(jié)課是本章的核心知識之一，內(nèi)容包括控制系統(tǒng)設(shè)計概論、根據(jù)控制系 統(tǒng)的控制要求， 確定被控量、控制量， 根據(jù)《普通高中通用技術(shù)課程標準（2017 年版 2020 年修訂）》要求， 學生應(yīng)學會進行簡單的控制系統(tǒng)的方案設(shè)計， 能根據(jù)方案設(shè)計要求搭建 一個簡易的控制系統(tǒng)裝置，并調(diào)試運行和綜合評價，提出改進方案。 結(jié)合教材內(nèi)容，本課的教學重點放在控制系統(tǒng)設(shè)計方案的物化上。
2. 學習者分析 通過第一節(jié)了解控制、第二節(jié)控制系統(tǒng)的組成與描述以及第三節(jié)簡單控制系統(tǒng)的設(shè) 計第一課時的學習，學生對控制系統(tǒng)的概念和基礎(chǔ)知識以及描述已經(jīng)有了一定的認識和 理解，但是還不具備一定的動手實踐經(jīng)驗和物化能力。
3. 學習目標確定 工程思維：通過本組控制系統(tǒng)設(shè)計案例的分析，理解簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的基本流程， 領(lǐng)悟控制思想和方法在具體技術(shù)實踐活動中的運用。能基于控制原理和系統(tǒng)分析方法將 案例中各部件之間的關(guān)系通過控制系統(tǒng)框圖表達出來，形成實際的工程意識和思維。 創(chuàng)新設(shè)計：能根據(jù)案例情境要求和現(xiàn)有條件限制，提出一個或多個設(shè)計方案，進行 簡單的技術(shù)實踐活動。 圖樣表達：能閱讀常見的技術(shù)圖樣，繪制簡單的控制框圖表達與交流控制系統(tǒng)的組 成和控制過程。 物化能力：能根據(jù)方案設(shè)計要求，選擇合適的材料和工具，并將方案轉(zhuǎn)化為模型或 原型，且根據(jù)實際需要對已有模型或原型進行改進和優(yōu)化。逐漸形成物化過程中嚴謹細 致、精益求精的工作態(tài)度。
4. 學習重點難點 重點： （1）掌握簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的一般方法和步驟； （2）制訂控制系統(tǒng)的設(shè)計方案； （3）開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的模型搭建和系統(tǒng)測試。 難點： （1）引導(dǎo)學生使用控制系統(tǒng)設(shè)計的知識解決生活實際問題； （2）模型中電路的理解和連接。
5. 學習評價設(shè)計 （1）過程性評價 學生自評：學生通過雷達圖對本組作品進行自我評價賦分。 學生互評：學生在探究學習過程中，利用智慧教學平臺，記錄學習過程和階段性成果； 其他同學可以在學習任務(wù)單和課堂上，對其他組的作品進行點贊、賦分或發(fā)表評論。 教師評價：整個學習過程中，通過利用智慧教學平臺，實時對學生的作品進行點評，幫 助學生完成高質(zhì)量的作品。 （2）總結(jié)性評價 學生自評：學生通過雷達圖對本組作品進行自我評價賦分。 學生互評：其他小組展示作品后，對同學的作品進行點贊、賦分或點評。 （3）教師評價：對學生完成的學習成果進行有效點評。
6. 學習活動設(shè)計
教師活動 學生活動
環(huán)節(jié)一：（制作、測試、優(yōu)化： ）
課前準備：上節(jié)課我們設(shè)計了無接觸手部消毒控制系統(tǒng)的方案和結(jié)構(gòu)， 這節(jié)課我們來動力實踐一下，對接線之前，回顧一下上節(jié)內(nèi)容： 1、 微調(diào)電路圖：若讓繼電器與其它元器件共享電源，該怎么調(diào)整？ 2、注意事項(火箭對接游戲)： 3、動手實踐： 4、測試與優(yōu)化： 學生積極 思考踴躍 發(fā)言
設(shè)計意圖說明： 溫習回顧上節(jié)課的電路圖和接線注意事項，為動手制作做鋪墊。培養(yǎng)學生工作嚴謹、精
益求精的物化能力。
環(huán)節(jié)二： （展示、交流、評價）
各組展示作品，先自評，再進行群眾評價，然后教師補充評價。 1、自評（各組從以下幾個方面進行自評）： 2、他評：自評之后， 找另外一個小組進行評價，可以打分或從雷達圖幾個指 標展開他評。 3、師評：總結(jié)梳理，補充評價。 學 生 活 動： 學 生 踴 躍發(fā)言 各 組 積 極 展 示 小 組 作 品 開展 自評、互 評、師評
設(shè)計意圖說明： 培養(yǎng)學生自評互評的習慣和能力，逐步形成工程思維和圖樣表達的能力，進而內(nèi)化 為分析問題、解決問題的能力。
環(huán)節(jié)三： （構(gòu)思說明書）
組內(nèi)討論，參照樣例，說一說需要將從哪幾方面撰寫使用說明書？ 學生小組 組 員 通 力 合作， 討論 交流， 構(gòu)思 說明書。 自評 、 互 評、師評。
設(shè)計意圖說明：
學生在完成構(gòu)思說明書的過程中，培養(yǎng)其工程思維和創(chuàng)新設(shè)計的能力，激發(fā)其創(chuàng) 新設(shè)計的興趣和激情。
環(huán)節(jié)四： （小結(jié)）
今天，你學到了什么？ 學生積極發(fā)言。 教師適當補充。
設(shè)計意圖說明： 學生逐漸形成總結(jié)梳理的習慣，培養(yǎng)其工程思維、圖樣表達和物化能力。
7. 板書設(shè)計
8. 拓展活動設(shè)計 陽光明媚， 在測試時， 無接觸手部消毒設(shè)備一直出液， 停不下來， 調(diào)靈敏度也無濟于事， 檢查接線沒問題，應(yīng)如何解決？若已解決，原理是什么？
9. 特色教學設(shè)計說明 1、 本節(jié)課思路清晰，有兩條主線貫穿始終：（1）建立系統(tǒng)模型---確定待調(diào)參數(shù)---測試系 統(tǒng)性能---是否滿足要求？（控制系統(tǒng)設(shè)計的基本流程的前八步）；（2）制作、測試、優(yōu) 化---展示、交流、評價---構(gòu)思說明書（見課件）。 2、 本節(jié)圍繞新冠疫情肆虐的真實生活情境中， 疫情防控中， 按壓式手部消毒容易產(chǎn)生交叉感 染的真實問題作為切入點， 展開本節(jié)動手實踐的教學活動， 培養(yǎng)學生關(guān)心生活實際、社會 熱點問題的社會責任感和使命感。 3、 上課時展示上節(jié)課的電路圖和群策群力分析出來的接線注意事項， 然后現(xiàn)動手實踐， 從而 培養(yǎng)學生工程思維和識圖能力。 4、 以展示交流評價的方式， 培養(yǎng)學生自評互評的習慣和能力， 逐步形成工程思維和圖樣表達 的能力，進而內(nèi)化為學生的物化能力。 5、 本節(jié)教學設(shè)計以人本主義理論和 STEM 教育理論為支撐，以項目式學習開展教學，以學生 為主體， 把課堂還給學生， 引導(dǎo)學生獨立思考、深度學習， 喚醒學生的社會責任感和學以 致用的意識和知識的綜合應(yīng)用能力， 培養(yǎng)學生的自主探究學習能力和小組協(xié)作共克難關(guān)的 意識。
10. 教學反思與改進 本節(jié)課思路清晰， 有兩條主線貫穿始終：本節(jié)課思路清晰， 有兩條主線貫穿始終：（1） 建立系統(tǒng)模型---確定待調(diào)參數(shù)---測試系統(tǒng)性能---是否滿足要求？（控制系統(tǒng)設(shè)計的基 本流程的前八步）；（2）制作、測試、優(yōu)化---展示、交流、評價---構(gòu)思說明書（見課件）。 本節(jié)圍繞新冠疫情肆虐的真實生活情境中， 疫情防控中， 按壓式手部消毒容易產(chǎn)生交叉感 染的真實問題作為切入點， 展開本節(jié)動手實踐的教學活動， 培養(yǎng)學生關(guān)心生活實際、社會 熱點問題的社會責任感和使命感。上課時展示上節(jié)課的電路圖和群策群力分析出來的接線 注意事項， 然后現(xiàn)動手實踐， 從而培養(yǎng)學生工程思維和識圖能力。以展示交流評價的方式， 培養(yǎng)學生自評互評的習慣和能力， 逐步形成工程思維和圖樣表達的能力， 進而內(nèi)化為學生 的物化能力。 本節(jié)教學設(shè)計以人本主義理論和 STEM 教育理論為支撐，以項目式學習開展教學，以 學生為主體， 把課堂還給學生， 引導(dǎo)學生獨立思考、深度學習， 喚醒學生的社會責任感和 使命感、學生學以致用的意識和知識的綜合應(yīng)用能力， 培養(yǎng)學生的自主探究學習能力和小 組協(xié)作共克難關(guān)的意識。本節(jié)教學效果良好， 只是由于課堂時間、學生基礎(chǔ)知識水平和教 師能力所限， 沒能讓每個小組全部展開按照自己的思路進行深入設(shè)計和制作各個小組構(gòu)思 的控制系統(tǒng)方案，感覺有些美中不足；課堂的把握和語言表達尚有欠缺，需要加強專業(yè)知 識和素養(yǎng)的修煉、提升。
4.3 簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(二)
學習任務(wù)單
小組分工 發(fā)言人 記錄人 操作員 材料員
學習內(nèi)容 廣東科技出版社 高中通用技術(shù)必修二《技術(shù)與設(shè)計 2》第四章 第 3 節(jié) 《簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計》第二課時
學習目標 工程思維：通過本組控制系統(tǒng)設(shè)計案例的分析，理解簡單控制系統(tǒng)設(shè)計的基本 流程，領(lǐng)悟控制思想和方法在具體技術(shù)實踐活動中的運用。能基于控制原理和系統(tǒng) 分析方法將案例中各部件之間的關(guān)系通過控制系統(tǒng)框圖表達， 形成實際的工程思維。 創(chuàng)新設(shè)計：能根據(jù)案例情境要求和現(xiàn)有條件限制設(shè)計方案，進行簡單的創(chuàng)新實 踐活動。 物化能力：能根據(jù)方案設(shè)計要求和選擇的材料和工具，將方案轉(zhuǎn)化為模型或原 型，且根據(jù)實際需要對已有模型或原型進行改進和優(yōu)化。逐漸形成物化過程中嚴謹 細致、精益求精的工作態(tài)度。
項目活動 一：制作、 測試、優(yōu)化 1、電路圖： 2、注意事項： (連線游戲) ： 傳感器的 OUT 針腳 絕緣膠套或絕緣布為防止短路，接線處應(yīng)加電源正極、負極繼電器的公共端OFF 狀態(tài)接線時電源開關(guān)應(yīng)處于繼電器的 IN 針腳VCC 、GND 分別接電源正極水泵負極水泵正極繼電器常開端電源負極
3、動手實踐： 4、測試與優(yōu)化：
遇到的困難
解決的辦法
項目 活動 二： 展示、 交流、 評價 自 評 互 評 作品完成
(
功能實現(xiàn)
美觀性
穩(wěn)定性
安全性
)
其它評 價標準 A B
C D
第 組 第 組 第 組 第 組 第 組 第 組
☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
項目 活動三： 構(gòu)思說明書 構(gòu)思說明書：組內(nèi)討論，參照樣例，說一說需要將從哪幾方面撰寫使用 說明書？ 課外作業(yè)：繼續(xù)完善說明書。
拓展活動 在測試時， 陽光明媚， 無接觸手部消毒設(shè)備一直出液， 停不下來， 調(diào)靈敏 度也無濟于事， 檢查接線沒問題， 應(yīng)如何解決？若已解決， 原理是什么？

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