資源簡介

《控制系統的基本組成與工作過程》教學設計
江蘇版（通用技術）技術與設計2 第四單元第二節
瓊海嘉積中學 郭一志
一、教學內容分析
本節是江蘇版“技術與設計2”第四單元控制與設計第二節“控制系統的基本組成與工作過程”第１課時的內容，其內容包括“控制系統的基本特征”與“開環控制系統的基本組成與工作過程”，是學生在學習控制在生活和生產中的應用后，進一步深入學習與探討有關控制系統的組成和工作過程，并為下一課時進一步學習“閉環控制系統的基本組成和工作過程”打下基礎。所以本節課的教學除了繼續加深對技術與設計知識的理解和技能的運用外，更是培養學生技術思想和方法很好的平臺和載體。因此，在教學中應從貼近學生生活經驗出發，以實例分析入手，讓學生通過對相關典型控制應用案例的深入分析，引導學生對控制系統在生活生產中的應用分析，進而熟悉控制系統的基本組成和工作過程，為此，我對教學內容進行了如下的處理：首先理解什么是控制，什么是控制系統，再到歸納出控制系統的一般特征，接著分析開環控制系統的基本組成和工作過程，最后對開環控制系統進行設計和制作，其內容是逐漸的深入和深化，其中畫方框圖作為一種分析問題的方法和手段貫穿這些內容中。對于畫方框圖，重點不在于教學生怎樣畫方框，而是要教學生怎樣利用方框圖來分析和理解控制系統，怎樣利用方框圖把復雜問題簡單化，怎樣用方框圖來表達自己的設計想法。
二、教學目標：
1.知識與技能
（1）了解什么是控制和控制系統， 通過案例分析，歸納控制系統的基本特征.
（2） 熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和工作過程，了解開環控制的基本特征.
（3）借助老師搭建的支架，形成自己關于控制設計的創意，并學會用方框圖表示自己的控制設計想法.
2.過程與方法
通過實物、圖片等手段，讓學生對控制系統和開環控制系統的認識從感性上升到理性，培養學生的分析能力、解決能力和合作能力.
3.情感態度和價值觀
1.培養學生合作學習和探究學習的精神.
2.通過光聲控燈，培養學生節約不浪費的思想.
三、學習者分析
學生在前面的學習中已經學習和分析了控制在生活生產中的應用，獲得了有關控制及其應用的初步感性認識和體驗，但是對控制的基本工作方式和工作機理還缺乏了解，他們對進一步了解控制系統的知識是有探究的欲望的。而且學生都有很大的創造潛能，只要為他們搭好支架，他們往往會有讓你驚喜的表現.
四、教學重點：
分析和理解開環控制系統的基本組成(方框圖)和工作過程，組成系統方框圖的各個環節在系統中的位置、功能和相互關系，學會用方框圖描述開環控制系統的工作過程.
五、教學難點：
分析和理解開環控制系統的基本組成(方框圖)和工作過程，學會用方框圖描述開環控制系統的工作過程，學會用方框圖來表達設計想法.
六、教學策略：
１游戲—遙控玩具汽車的導入，激發學生興趣，學生主動參與，生動直觀地引出控制的概念.
2.引導學生分析教室內和生活生產中的控制系統，讓學生感受到控制就在我們的身邊，并歸納出控制系統的基本特征.
3、從設計者的角度，采用逆推法來分析典型的控制系統的基本組成和工作方式，并引導學生把復雜的問題用簡單的方式來表示（方框圖）.
4、搭建支架，設立臺階，引導學生從對控制系統的感興趣到開始從技術的角度來分析理解其組成和工作過程，再到以設計者的身份主動地進行控制系統的創新設計.
5、把技術問題“實”化，從實物、再到親身體驗，讓學生從多種角度、多種形式來感受和體驗控制系統，如利用光聲控燈演示儀進行開環控制系統的技術試驗來鞏固學生對開環控制過程和方框圖的理解和應用能力.
6、設置多處有挑戰性且學生跳一跳能夠完成的擴展性練習和實踐項目，創設條件和機會，激發學生創造潛能，讓學生有充分展示創造才能的機會和舞臺.
六、教學資源準備
多媒體設備、實物：兒童玩具遙控汽車、光聲控電路教具、相關視頻、圖片資料、技術試驗工具、材料等.
七、教學過程
序號 教學步驟 教師活動 學生活動
1 情景導入 創設情境：（教師）現場操控兒童遙控玩具汽車提問：為什么遙控汽車能前、后、左、右跑動？（因為老師在控制）提問：什么是控制？教師：剛才我通過撥動遙控開關，操控遙控小汽車來回跑動，這些環節就能夠成一個系統，這叫遙控汽車系統。提問：什么是控制系統？任何一種控制的實現，都要通過若干環節，這些環節就構成了一個系統，稱為控制系統。 激發學生興趣學生用自己的話表達什么是控制（你想讓它怎樣，它就怎樣… ….）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，這就是控制。
２ 控制舉例 提問：在我們的教室里，有哪些控制裝置（控制系統）？列舉更多控制的例子 引導學生找出教室里的控制系統： 1.燈的開/關的控制 2.投影幕升降的控制 3.電風扇風速的控制 …. ….激發學生發揮想象力
３ 控制系統的基本特征 提問：這些控制系統有什么共同特征？先引導學生歸納出控制系統的基本特征后,再在此基本上畫出其簡單的方框圖：馬上行動（判斷是否控制系統，輸入與輸出分別是什么？） 歸納出控制系統的基本特征：一個輸入信號（如手拔開關）對應著一個輸出信號（如燈亮或不亮）
4 控制案例分析 １、展示賓館門童為客人開門（視頻）提問：如果沒有門童怎么辦？（設計自動門）２、引導學生從設計者的角度分析自動門：（１）自動門的工作過程及功能技術要求：當門口沒有人時，門是關著的；當有人來到門口時，門自動打開；當人離開門口后一段時間，門又自動關閉。 （２）自動門如何實現門的開與關（引導學生用逆推法來分析）：門靠什么力量實現門的開和關的？（電動機的轉動）電動機的轉動誰來指揮？（控制電路）控制電路怎樣知道有人來了，從而指揮電動機轉動？（紅外傳感器）（３）怎樣用簡短的語言來描述這一控制過程？（４）怎樣用更簡潔的方框圖來描述這一控制過程？ 引導學生提出設計項目：設計一個自動門 學生從設計者的角度出發分析自動門的基本組成和工作過程 用逆推法找出自動門的基本組成和工作過程：門的開 /關←電動機的轉動←控制電路←紅外傳感器用簡短的語言描述這一控制過程： 當有人來了，紅外傳感器檢測到這一信號后傳遞給控制電路，控制電路根據這一信號，控制電動機轉動，把門打開。用方框圖來表示這一控制過程：
5 知識建構 開環控制系統：像這樣信息只從輸入端傳遞到輸出端，沒有信息反饋的控制系統，稱為開環控制系統。引導學生歸納出開環控制系統的一般方框圖和理解組成系統方框圖的各個環節在系統中的位置、功能和相互關系。 學生歸納出開環控制系統的一般方框圖：
6 知識擴展思考 根據自動門控制系統控制過程和原理，稍加改動，你還可以設計出應用其他方面的控制系統嗎？（支架式教學）教師根據學生的回答作出評價，鼓勵學生的創新精神。1．光聲控燈展示光聲控燈教具，讓學生參與配合教師：請你對著該燈唱首歌或者拍拍手試看燈亮不亮？教師：為什么燈不亮呢？能用什么方法讓它亮起來呢？教師把一塊黑布蓋住光聲延時開關教師：請你再唱首歌或者拍拍手試試看？光聲控燈燈亮的條件：(略)光聲控燈聲控部分方框圖： 環境聲強度 燈亮 / 燈滅2.游泳池控制系統教師：游泳池控制系統中什么跟什么一一對應？教師：控制器是什么？執行器是什么？控制對象是什么？教師：請你寫出游泳池控制系統的方框圖: 根據教師搭好的支架，發揮自己的創造力，并學會用方框圖表達自己的設計想法。（自動感應水龍頭，銀行自動取款機、自動烘干機.. …）學生唱歌或拍手（燈不亮）學生拍手（燈亮）讓學生總結： 注水時間和游泳池的水位設定注水時間
7 知識鞏固 通過練習題加深對知識的理解
8 小結 教師引導、補充 學生歸納、整理本課內容，學習收獲
聲---電傳感器
走道燈
觸點延時開關
（輸出）
游泳池的水位
進水閥門
定時器
游泳池
（輸入）
）
水流量

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