資源簡介

(共17張PPT)
第一課時
第四單元 控制及其設計
第一節 控制的方式與應用
走進情境
今年暑假見證了氣象部門自1961年有完整記錄以來的最強夏天。
為了減少他們在工作中被高溫傷害 ，我們能否設計一款便攜式降溫裝置 ，
讓他們感受到一絲清爽和一份關愛？
周宇同學上網搜集了市面上現有的便攜式降溫裝置，他們有什么共性？
活動1 ：制作簡易小風扇
打開桌上的密封袋，根據說明書，嘗試制作一個簡易小風扇。
體內吸去約2.4KJ熱 ，相當于580cal ，約可讓1KG純水的溫度上升0.5° ; 同時 ，受到“風寒效
應”的作用 ，風力每增加2級 ，人體會感覺下降了3-5℃ , 加之風速增加加快了蒸發速度 ，散熱 效果更佳。但如果人體溫度較高 ，風太大或直吹某一部位 ，會導致身體散熱功能失常 ，出現皮 膚毛孔開合異常的情況，影響正常的體溫調節，嚴重還會引起中風和面癱。
夏季的阜陽 ，由于受到來自太平洋的暖濕氣流影響 ，往往濕度較高 ，降水也較為充沛。而 外界相對濕度越高 ，空氣中的水便不容易蒸發成水蒸氣 ，蒸發散熱的功效就會大打折扣。 當相 對相對濕度大于70%時人體的蒸發散熱減少 ，相對濕度達到90%-95%時則完全停止 ，體內的 熱量難以散發 ，體溫調節機制可能失靈 ，甚至還會從環境中吸收熱量 ，造成體內熱量蓄積、體 溫上升，從而引起中暑。
—— 來源自科普中國
研究表明 ，人體的主要散熱方式有輻射、傳導、對流和蒸發散熱。 當環境溫度等于或高于
皮膚溫度時 ，蒸發就成為機體唯一的散熱方式。夏季 ，當風吹過人體表面時 ，會帶動周圍空氣
流動形成“空氣對流” ，增加汗液蒸發速度 ，從而更快地帶走熱量 ，皮膚每蒸發1g汗水便可從
問題1 ：風是如何實現給人體降溫的？
問題2 ：風的大小對于人體降溫產生了什么影響？
非期望 事物 —一 期望
問題3 ：風在什么情況下不能起到良好的降溫效果？
問題4 ：以上材料為我們的降溫裝置設計帶來什么啟示？
事物的發展與變化具有多樣性，如果人們想達到某一特定的目的，
就必須借助適當的手段來實現。
問題5 ：該風扇的各個組成部件在形成“風”的過程哪些比較 關鍵？分別承擔了什么角色？
提供電能
1.5V*2
轉動驅動扇葉旋轉
旋轉帶動氣流 形成風
固定
提供穩定性
固定
提升高度
支撐架
扇葉
底座
馬達
電池
控制 ：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，就形成控制。
【思考】舉例說一說你身邊的控制現象 ，
分析它們的控制目的、對象以及手段。
事物 (風扇)
對象
期望
(風)
目的
扇葉轉動使空氣加 速流通
控制
非期望
手段
問題6 ：如果將風扇電機的黑線與紅線反過來裝配又會出現什
對象 手段
目的
吹風組 吸風組
在設計時 ，我們必須清
晰明確控制要達到什么目 的 ，控制的對象是什么和 采取什么控制手段。
么情況？在控制時我們需要注意什么？
各組觀察老師提供的風扇，分析它的工作過程并填寫表格，嘗試給它們分類。
手搖風扇 感應風扇1 可調速風扇 感應風扇2 語音識別風扇
活動2 ：觀察、模仿與運用
問題7 ：比較各組拿到的風扇 ，它的控制手段做了何種改變？實
現了何種功能？它們在設計復雜度上有什么變化？通過比較 ，請
進行簡單分類。
風扇名稱 控制目的 控制手段 人的干預方式
復雜度
簡易風扇 形成風 □ 直接 間接
簡單
□ 直接 □ 間接
通過改變周圍環 境或相關因素來 間接調節，以達 到控制目標
直接作用并改變 其輸入或輸出以 達到控制目標
活動2 ：觀察、模仿與運用
人在控制中所采取 的干預措施，以影 響最終的輸出結果
手動按壓開 關通電 ，使電機 帶動扇葉轉動
簡單
復雜
自動控制與智能控制又有何區別？
手動控制（人工控制）
無人直接參與 （間接干預）
歸納完善：
參與程度進一步降低
自主驅動智能機器實現控制目標
人的干預情況
拓展思考：
智能控制
自動控制
直接或全程
問題8 ：嘗試總結手動控制、自動控制和智能控制的特點。
【提示 ：可以從干預方式、 復雜度、 成本、應用場合等方面進行分析總結】
拓展思考：
哪些場合手動控制無法被自動控制取代？
手動控制 自動控制
智能控制
特 點
課堂小結
1. 控制的含義
2. 控制現象需明確三要素 —— 控制目的、控制對象、控制手段
3. 控制手段的分類 手動
自動 → 智能
填寫學習任務單中的學習反思 檢測本節課學習目標是否達標
課后練習
1. 基礎練習
分析下列控制現象是自動控制還是手動控制，并明確控制目的、控制對 象和控制手段。
（ 1 ）用氣筒給自行車的輪胎充氣
（ 2）學校樓道監控
（ 3）無人機配送快遞
2. 拓展練習
（ 1 ）思考控制在生活、生產、軍事、航空等領域有哪些案例？
（ 2）搜羅市面上以風扇為主要手段的降溫裝置，探究其控制方式和設 計優缺點。
下課啦~
別忘了作業哦~

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