資源簡介

高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第一節 控制的手段與應用
教 材 分 析
天津市第二十五中學 周瑩
一、教材分析：
（一）本節內容的地位、作用：
本單元是蘇教版《技術與設計2》第四單元“控制與設計”，是全書設計的四個專題之一，它既具有自身的獨立性，又與其他三個單元的內容、尤其是與第三單元學習“系統與設計”有著密切的聯系,本單元所研究的控制與設計，是在前一單元系統與設計基礎上的延伸。本單元的主要目的在于使學生從思想和方法的角度對控制和控制設計有基本的了解，由《技術與設計1》單純的展現設計技巧，提升到形成設計的思想、方法和應用能力以及受用終身的技術基本素養和良好的邏輯思維品質。
而本節課內容是蘇教版《技術與設計2》第四單元第一節控制的手段與應用，本小節內容是在學習“系統與設計”之后又一相對獨立單元的起始導入階段，初步學習控制與設計，通過學習有關控制的含義、手段及應用，熟悉控制的基本知識；對下一節“控制系統的工作過程與方式”的學習起到了拋磚引玉的作用，自動控制系統按照控制方式可分為：開環控制、閉環控制、復合控制，這些正是第二節的主要內容；同時也為學習第三節與第四節內容的奠定重要基礎。根據課標要求本節在本單元中既是主要內容又是重要內容。
（二）本節內容分析：
從總體上看，本單元是按照控制的手段---控制系統---控制系統的設計這樣的思路來組織教材內容的，先讓學生形成對控制手段的理解和控制應用的了解，進而再進行下一過程的學習和深入。本小節從教材看由“控制的手段、控制的應用”兩部分組成。本節課的內容注重從學生熟悉的生活事例入手，運用案例分析方法，由淺入深、循序漸進地展開控制的概念、控制的手段和應用的學習，以便學生掌握控制系統的基本知識。本節課教學的主要環節是通過分析典型案例，了解控制的含義、手段、應用。啟發學生從身邊和周圍控制的實例出發，了解控制對于人們生產和生活的重要性和必要性。
二、解讀課標：
（一）課標中對內容標準的有關要求：
1、能夠結合一定的事例，理解控制的含義及在生活和生產中的應用。
2、能夠分析典型案例，了解手動控制、自動控制。
（二）就課程標準所提出的兩點要求的解析：
能夠結合一定的事例，理解控制的含義及在生活和生產中的應用。
這條標準主要是要學生學會運用案例分析方法，正確理解控制的含義（人們按照自己的意愿改變條件，是事物向著期望的目標發展就形成了控制）分析控制在生活和生產中的應用廣泛、必要，幫助學生運用簡單的控制方法分析解決生活中遇到的相關問題。
能夠分析典型案例，了解手動控制、自動控制。
本標準要求學生通過具體的實例，區分哪些是自動控制、哪些是手動控制，選擇控制的手段應適當，才能獲得良好的結果，有助于發展學生良好的邏輯思維品質。
三、課時安排：1課時
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1高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第二節 控制系統的工作過程與方式
教 材 分 析
南開大學附屬中學 陳欣
一、教材分析：
（一）本節內容的地位、作用：
《控制系統的工作過程與方式》選自普通高中課程標準實驗教科書《技術與設計 2 》（江蘇教育出版社）的第四單元第二節。 “控制系統的工作過程與方式”是大家在學習控制設計中一個重要環節，它能幫助學生進一步深入理解控制的基本含義，也是下一節課的基礎，在教材中起著承上啟下的作用。
（二）本節內容分析：
《控制系統的工作過程與方式》這節的內容是有關“控制系統的工作過程與方式”的學習和掌握，包含“控制系統”、“開環控制系統”和“閉環控制系統”等三個內容。它是學生在學習控制在我們的生活和生產中的應用后，進一步學習有關控制系統的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統：開環控制系統和閉環控制系統，并熟悉它們的工作原理和作用。
二、課標對本課內容標準的要求：
（一）分析典型案例，熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
　　（二）熟悉閉環控制系統的基本組成，能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖。
　　（三）理解閉環控制系統中的控制器、執行器的作用。
三、課時安排：1課時
第 1 頁 共 7 頁高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第四節 控制系統的設計與實施
教 材 分 析
天津市第六十三中學 張冠群
一、教材分析
（一）本節內容的地位、作用：
本節是前幾節知識的總結與應用。控制系統設計的一般思路是這一節的重點，也是難點。在設計中，只有對系統的組成部分及其相互關系分析清楚了，才能進行設計。對于學生的設計，因為是必修課的最后一個設計，要求學生一定要按設計的一般過程進行，設計課題不必復雜，但一定要讓學生能夠完成。
（二）本節內容分析：
本節課內容為本單元的第四課時，是本單元、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。
本節分別通過開環控制系統和簡單的閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計，強化學生對設計的多方案的理解。控制系統的設計是本單元教學內容的綜合和總結，也是控制思想方法的集中體現。這一節的教學不僅需要學生對開環控制系統和閉環控制系統的工作過程和工作原理有較好的了解，還需要熟悉控制系統的組成和各環節的作用。
二、課程標準對于本節的內容提出的要求：
（一）了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案
　　這里的被控對象基本特性是指在正常的工作狀態，被控對象的輸出信號與輸入參數、與主要的干擾參數之間的關系，只需要有所了解，對被控對象的特性的數學模型的描述在此不作要求。
當需要對一個簡單的控制系統進行設計時，學生首先要學會分析這一系統中，需要控制的參數是什么，通過改變什么參數來實現控制，是采用開環控制還是采用閉環控制來形成控制設計方案，然后要能畫出這一系統的方框圖。
（二）能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案
這是對控制的實施方面的要求，由于對控制器、執行機構、反饋環節和對象的特性沒有提出更多的要求，故不要求學生象專業設計師一樣進行完整的閉環控制系統設計并加以實現。所提的要求是從開環控制裝置的實施著手，比如，設計并實施一個開環的定時控制裝置，要求學生完成從方案設計到制作的整個過程，并進行測試和評價。如果裝置不能達到或不能完全達到定時的功能，要能尋找原因，提出方案設計或制作過程中出現偏差的原因所在，并加以改進。
三、課時安排：3課時高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第三節 閉環控制系統的干擾和反饋
教 材 分 析
天津市南開藝術中學 賈瑋
一、教材分析：
（一）本節內容的地位、作用：
本節內容是蘇教版《技術與設計2》第四單元第三節閉環控制系統的干擾與反饋。本節是在學生對控制的系統有一定認識的基礎上具體的闡述閉環控制系統的干擾與反饋的辯證關系，是控制系統的具體應用章節，是本單元的一個重點，也是一個難點。本節內容為后面的第四節控制系統的設計與實施奠定了理論基礎。
（二）本節內容分析：
本單元在開環控制系統之后給出閉環控制系統，這就自然地引出對干擾因素的分析和反饋環節的理解。本節內容由“干擾因素、反饋、功能模擬方法、黑箱方法”四部分組成，是學生理解控制系統的重點和難點，其中干擾因素和反饋是閉環控制系統的兩個重要核心概念，并通過大量的實例和現象，深入淺出、通俗易懂的向學生介紹功能模擬方法和黑箱方法。本節主要通過大量典型案例的分析，提升學生對技術的認識，有利于發展學生良好的邏輯思維品質。
二、課標中對內容標準的有關要求：
（一）能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
（二）針對簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
（三）針對簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
（四）能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
三、課時安排：3課時高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第三節 閉環控制系統的干擾和反饋
教 材 分 析
天津大學附屬中學 劉歡
一、教材分析：
（一）本節內容的地位、作用：
本節內容是蘇教版《技術與設計2》第四單元第三節閉環控制系統的干擾與反饋。本節是在學生對控制的系統有一定認識的基礎上具體的闡述閉環控制系統的干擾與反饋的辯證關系，是控制系統的具體應用章節，是本單元的一個重點，也是一個難點。本節內容為后面的第四節控制系統的設計與實施奠定了理論基礎。
（二）本節內容分析：
本節內容由“干擾因素、反饋、功能模擬方法、黑箱方法”四部分組成，是學生理解控制系統的重點和難點，其中干擾因素和反饋是閉環控制系統的兩個重要核心概念，并通過大量的實例和現象，深入淺出、通俗易懂的向學生介紹功能模擬方法和黑箱方法。本單元在開環控制系統之后給出閉環控制系統，這就自然地引出對干擾因素的分析和反饋環節的理解。本節內容是學生理解控制系統的重點和難點，干擾因素和反饋是閉環控制系統的兩個重要的核心概念，本節主要通過大量典型案例的分析，提升學生對技術的認識，有利于發展學生良好的邏輯思維品質。
二、課標中對內容標準的有關要求：
（一）能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
（二）針對簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
（三）針對簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。
（四）能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。
三、課時安排：3課時高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第一節 控制的手段與應用
教 材 分 析
天津市靜文高級中學 徐洪梅
一、教材分析
（一）本節內容的地位、作用：
本節是蘇教版《技術與設計2》第四單元第一節的內容，本模塊所學習的“結構與設計”“流程與設計”“系統與設計”“控制與設計”四個主題之間具有一定的獨立性，因為它們涉及的是不同的技術領域；同時，它們又具有一定的關聯性：結構是設計的基礎，流程是設計的方法、系統是設計的保障，控制是設計的關鍵。在前面的學習中學生已經了解了結構、流程、系統與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，因此，本節所研究的控制的手段與應用，既是在前一單元系統與設計基礎上的延伸，又是后面學習控制與設計的基礎。
（二）本節內容分析：
本節是“控制與設計”第一節的內容，本節內容是要讓學生對控制與控制技術有一個初步的感性的認識，知道控制技術應用的廣泛性，對控制技術產生強烈的興趣，為后面進一步學習控制系統方面的知識打下基礎及提供學習動力。
二、課標要求和教學建議：
（一）課程標準對于本節的內容提出的要求：
1.理解控制的涵義及其在生產和生活中的應用。
2.分析典型的案例，了解手動控制、自動控制。
（二）模塊教學實施建議：
1.觀察家用抽水馬桶水箱水位的自動控制工作過程。動手試驗，將一個人工水位控制系統改進為自動水位控制系統，畫出它的方框圖并說明其工作原理。
2.收集并分析日常生活中控制系統的案例，對該控制系統的組成、對象的基本特性、控制的工作過程、控制效果等進行討論，并加以說明和描述。
三、課時安排：1課時高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第四節 控制系統的設計與實施
教 材 分析
天津市崇化中學 劉東環
一、教材分析
（一）本節內容的地位、作用：
本節是前幾節知識的總結與應用。控制系統設計的一般思路是這一節的重點，也是難點。在設計中，只有對系統的組成部分及其相互關系分析清楚了，才能進行設計。對于學生的設計，因為是必修課的最后一個設計，要求學生一定要按設計的一般過程進行，設計課題不必復雜，但一定要讓學生能夠完成。
（二）本節內容分析：
本節課內容為本單元的第四課時，是本單元、本書的最后一個課時。在前面的學習中，學生已經了解了結構、流程、系統、控制與設計的關系。設計是技術的重要組成部分之一，而且《技術與設計2》大部分都是圍繞著設計這個主題來展開的。
本節分別通過開環控制系統和簡單的閉環控制系統的設計案例，使學生了解控制系統設計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設計，強化學生對設計的多方案的理解。控制系統的設計是本單元教學內容的綜合和總結，也是控制思想方法的集中體現。這一節的教學不僅需要學生對開環控制系統和閉環控制系統的工作過程和工作原理有較好的了解，還需要熟悉控制系統的組成和各環節的作用。
二、課程標準對于本節的內容提出的要求：
（一）了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制設計的方案
　　這里的被控對象基本特性是指在正常的工作狀態，被控對象的輸出信號與輸入參數、與主要的干擾參數之間的關系，只需要有所了解，對被控對象的特性的數學模型的描述在此不作要求。
當需要對一個簡單的控制系統進行設計時，學生首先要學會分析這一系統中，需要控制的參數是什么，通過改變什么參數來實現控制，是采用開環控制還是采用閉環控制來形成控制設計方案，然后要能畫出這一系統的方框圖。
（二）能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案進行實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案
這是對控制的實施方面的要求，由于對控制器、執行機構、反饋環節和對象的特性沒有提出更多的要求，故不要求學生象專業設計師一樣進行完整的閉環控制系統設計并加以實現。所提的要求是從開環控制裝置的實施著手，比如，設計并實施一個開環的定時控制裝置，要求學生完成從方案設計到制作的整個過程，并進行測試和評價。如果裝置不能達到或不能完全達到定時的功能，要能尋找原因，提出方案設計或制作過程中出現偏差的原因所在，并加以改進。
三、課時安排：3課時高中通用技術 技術與設計2 (蘇教版)
第四單元 控制與設計
第二節 控制系統的工作過程與方式
教 材 分 析
南開大學附屬中學 尹錦艷
一、教材分析：
（一）本節內容的地位、作用：
《控制系統的工作過程與方式》選自普通高中課程標準實驗教科書《技術與設計 2 》（江蘇教育出版社）的第四單元第二節。 “控制系統的工作過程與方式”是大家在學習控制設計中一個重要環節，它能幫助學生進一步深入理解控制的基本含義，也是下一節課的基礎，在教材中起著承上啟下的作用。
（二）本節內容分析：
《控制系統的工作過程與方式》這節的內容是有關“控制系統的工作過程與方式”的學習和掌握，包含“控制系統”、“開環控制系統”和“閉環控制系統”等三個內容。它是學生在學習控制在我們的生活和生產中的應用后，進一步學習有關控制系統的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統：開環控制系統和閉環控制系統，并熟悉它們的工作原理和作用。
二、課標對本課內容標準的要求：
（一）分析典型案例，熟悉簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。
　　（二）熟悉閉環控制系統的基本組成，能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖。
　　（三）理解閉環控制系統中的控制器、執行器的作用。
三、課時安排：1課時
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