資源簡介

《控制系統的基本組成與工作過程》（第一課時）教學設計
　　
　　一、教學目標分析
　　 1、知識目標：①懂得什么樣的系統叫開環控制系統，什么樣的系統叫閉環控制系統。
　　 ②懂得識別系統框圖。
　　 ③理解信息的反饋。
　　　 2、能力目標：學會使用逆推法分析問題。
　　 3、情感目標：①通過合作探究來提升同學們的團結合作精神。
　　 ②通過教師自制的模型作品的使用來感觸同學們的創作意念。
　　二、教學內容分析
　　本節通過貼近生活實際的案例分析來讓學生逐步了解系統框圖，為后續“控制系統框圖的繪制”及“控制系統的干擾”鋪好基礎。這一課時的重點在開環控制系統的組成與工作過程分析，難點在閉環控制系統的信息通路及其比較環節的分析。
　　三、學情分析
　　 學生在此前已有了一定的“流程”、“系統”方面的基礎，也有了一定的電學基礎，對于系統的組成和系統的工作過程的分析應比較容易上手，特別本課時分析的光控窗簾、水塔水位控制系統都是貼近日常生活的實例，學生是比較感興趣的，學生可以在比較輕松的氛圍中掌握知識。
　　
　　四、教學策略
　　 無論何時何地的教學活動，學生始終是教學的主體，教師是教學的主導。如何把學生的思維引導到知識點上，啟發學生自己分析解決問題是關鍵。在上課過程中投影圖片、使用自制教具演示實驗、展示實物的方式提高學生的興趣，以此來降低課堂的枯燥乏味。整堂課的課件操作都使用自制的遙控鼠標進行操作，讓學生感受到創作在課堂上的應用。在課中還安排一個容易做的小組實驗，學生通過動手實驗來加深對閉環控制系統的理解在。在課堂最后再通過一個演示實驗，把實驗過程的分析留給學生作為課后作業去鞏固。
　　
　　五、教學資源準備
　　 多媒體教室、教學課件、組合遙控鼠標燈1套（自制）、紅外線報警器1臺、水塔水位控制模型1套（自制）、光控窗簾模型1套（自制）
　　
　　六、教學過程
　　（一）引入
　　 1、教師從課前放好的報警旁邊走過，報警器自動響起。
　　 教師：大家聽到了什么？
　　 學生：……
　　 教師：哪些場合能見到類似的報警器？
　　 學生：……（可能說到商場）
　　 教師：這些報警器都是能自動報警的，也就是說它是一種能實現自動控制的產品。那在我們身邊還有哪些物品是有自動控制功能的呢？
　　 學生：……
　　
　　 2、投影有自動控制功能的產品圖片。
　　 教師：這是另外的一些自動控制產品。那它們是怎樣實現自動控制的呢？
　　 為了解這方面的內容，那就讓我們進入與自動控制有關的內容《控制系統的基本組成與工作過程》的學習。（投影課題）
　　（二）新課 1、展示光控模型，演示光控窗簾的工作過程。
　　 2、教師：這是老師自己制作的光控窗簾，它是怎樣工作的呢？
　　 3、投影：
　　探究一：如何讓光控窗簾實現自動控制？
　　 有光否 窗簾
　　 教師：窗簾由誰來開、關的？（非人工、自動、）
　　 學生：……（電動機）
　　 教師：電動機由誰來控制它運轉？
　　 學生：……（控制電路，由它來控制電動機的正轉反轉）
　　 教師：控制電路如何知道何時讓電動機運轉？
　　 學生：……（由一個能感知有光線否的傳感器送信號給控制電路）
　　 教師：用怎樣的裝置感知有光線否呢？
　　 學生：用光傳感器，……
　　 教師：我們所整理出來的這個光控窗簾模塊框圖，也是老師在制作這個光控窗簾時的一個思路框圖。（投影）
　　
　　教師：
　　 我們設計的光控窗簾中窗簾始終都被電動機控制，所以窗簾是一個被控對象。窗簾的開關動作始終由電動機來執行的，所以這里的電動機叫作執行器。而控制電路是控制著電動機運轉的，所以這里的控制電路叫控制器。（投影）
　　
　　教師：我們這里的的傳感器是根據什么判定該送信號給控制電路的呢？
　　學生：有光否。
　　教師：“有光否”就相當于給傳感器一個“輸入”信號，而窗簾的開關就相當于一個“輸出”。（投影完整的光控窗簾框圖）
　　探究結果1：光控窗簾系統框圖
　　
　
　　教師：很明顯，從上面的方框圖可以很容易看得出光控窗簾的各組成部分，以及光控窗簾的工作過程。象這種方框圖我們把它稱為系統框圖。掌握系統框圖的看法、畫法對我們今后的設計工作有很大的幫助，就如懂看地圖了到哪里都不會迷路。（投影）
　　 鞏固練習1： 看紅外線報警器實物，試分析報警器有無傳感器、控制器、執行器、被控對象？分別是誰？
　　 5、教師：光控窗簾與紅外線報警器都是自動控制系統中的一種。很多同學都會發現在一些比較高的樓房頂上都有一個蓄水塔。平時要往水塔里抽水，是不是需要有人親自去水塔上開關水閥門的呢？
　　 學生：（不用）
　　 教師：如想了解得更清楚，請看我做實驗
　　（投影“水塔水位控制系統模型”圖片，簡要說明各部位）
　　探究二：水塔是如何實現水位自動控制的？
　　
　　教師：（展示實物，請一位同學說出各部位名稱。開始演示：將水位傳感器定在第一條水位線，通電，水泵往水塔里抽水，水位到達傳感器位置時水泵即停止抽水，從排水口排水，水位低于第一水位線時水泵又開始抽水；將水位傳感器定在第二條水位線，重復上述操作。）請同學們相互討論一下這個水塔的工作過程，試用系統框圖來描述。
　　學生：（討論1分鐘）
　　教師：（引導學生歸納出水塔水位控制系統框圖，著重推導信息反饋與比較環節的框圖表達。）
　　
　　（三）實驗探究
　　
　　（投影）送筆實驗：
　　每兩人（A、B）一個小組，A同學伸開一只手掌仰放在離B同學約0.5米遠的桌面上。B同學拿住一支筆伸向A同學的手心，到達手心位置時松開筆，實驗完成。再重復做兩次。
　　
　　這個實驗中的人的眼睛相當于什么？大腦、手又相當于什么？有“輸入”“輸出”嗎？這個實驗有沒有信息的反饋過程？請分析得出實驗的系統框圖。
　　學生：（相互討論、具體分析）
　　教師：（請幾位同學分析）（投影）
　　定好筆要送到的位置　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　筆的實際位置
　　
　　（四）小結對比
　　 （投影光控窗簾與水塔水位控制系統框圖在同一屏幕上，對比兩個系統框圖的信息流向，給出開環控制系統與閉環控制系統的名稱）
　　（五）課外延伸
　　 將光控窗簾設成手控，演示手控窗簾的一個工作過程。
　　 教師：請課后探討剛演示的手控窗簾的工作過程，畫出它的系統框圖。對于手控窗簾和光控窗簾,哪一種使用更方便？什么叫自動控制？如有可能最好幾位同學組成一個小組合作設計一套比老師做的更好的窗簾！
　　
　　七、教學反思
　　 本課時內容較多，40分鐘上起來可能會比較緊湊，如果一課時的時間是45分鐘應正好。因為本課時的實例都是貼切生活的，難度不是很大，但“比較環節”的信息比較是有些抽象的，學生在分析這一環節時都不會很順暢。在教學環節中采用逆推法引發學生的思維，很收效。自制教具對本課的教學幫助極大,如沒有教具，本課就是空洞洞的“開環”與“閉環”（其實任一課時都是如此），所以作為通用技術學科老師，要想上好每一堂課，自做教具是必不可少的。

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