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高中通用技術(shù) 技術(shù)與設(shè)計(jì)2 (蘇教版)
第四單元 控制與設(shè)計(jì)
第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施（第二課時(shí)）
教 學(xué) 案 例
天津市崇化中學(xué) 劉東環(huán)
一、教學(xué)設(shè)計(jì)：
（一）教學(xué)目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
（1） 了解簡(jiǎn)單的被控制對(duì)象的基本特征，畫出系統(tǒng)方框圖，形成初步設(shè)計(jì)方案
（2） 能設(shè)計(jì)制作一個(gè)控制方法，能進(jìn)行模擬控制并調(diào)試。
2.過程與方法：
通過案例式的探討和實(shí)踐改良的技術(shù)活動(dòng)，提高分析能力，培養(yǎng)探究精神，學(xué)習(xí)權(quán)衡的思想。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
（1）通過對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施的分析，體會(huì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人性化的設(shè)計(jì)思想。
（2) 培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，進(jìn)而樹立“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。
（3) 通過多種形式的教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)技術(shù)課的興趣。
（二）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1.教學(xué)重點(diǎn)：
設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問題；對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想方法。
2.教學(xué)難點(diǎn)：
設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問題的分析；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想方法。
（三）教學(xué)策略：
提出一個(gè)生活中時(shí)常會(huì)遇到的問題，在學(xué)習(xí)和閱讀了相關(guān)內(nèi)容后針對(duì)這一問題的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行具體設(shè)計(jì)并制作成模型，在學(xué)生自己設(shè)計(jì)和制作的過程中達(dá)到突破難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的目的。
本節(jié)書從理論上講內(nèi)容較難，學(xué)生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設(shè)計(jì)如下：
（1）通過一些具體的生活中例子對(duì)比來導(dǎo)入有關(guān)控制的設(shè)計(jì)方法，從而引入課題。
（2）教師根據(jù)課本中的案例，引導(dǎo)學(xué)生解決問題，提高學(xué)習(xí)的自主能力。
（3）老師起到引導(dǎo)的作用，學(xué)生為主體，在學(xué)生掌握的基礎(chǔ)上，課堂交給學(xué)生。讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)改進(jìn)身邊的一些控制系統(tǒng)，從而使得學(xué)生完成本課堂的內(nèi)容。
（四）學(xué)情分析：
學(xué)生對(duì)一些產(chǎn)品有一定的使用經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)有成功的，也有失敗的，通過控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)歷，上升到一定的理論認(rèn)識(shí)，對(duì)失敗的使用經(jīng)驗(yàn)，能從控制與設(shè)計(jì)的角度重新的認(rèn)識(shí)。
（五）課前準(zhǔn)備：
相關(guān)圖片
（六）教學(xué)過程：
教學(xué)環(huán)節(jié) 師生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入 在上節(jié)課我們了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路和簡(jiǎn)單開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析，這節(jié)課我們接著分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并在生活中進(jìn)行應(yīng)用。 引出新知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
新課講授 首先我們先來了解一下閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本要求一、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本要求：1、閉環(huán)控制系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。2、系統(tǒng)的輸出量與給定值之差應(yīng)控制在允許的范圍之內(nèi)；也就是精度要符合要求。3、要有較好的抗干擾性能。案例分析： 抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（P120）師生共同分析總結(jié)：設(shè)計(jì)項(xiàng)目：抽水馬桶水箱的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求：1、當(dāng)水箱中的水位低于某指定的高度時(shí),進(jìn)水口立即進(jìn)水.2、當(dāng)水箱中的水位達(dá)到某一指定高度時(shí),進(jìn)水口停止進(jìn)水.3、控制系統(tǒng)對(duì)控制的精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性均沒有特別的要求控制過程：學(xué)生討論：如果要節(jié)約用水，減少水箱每次沖水的量，你能設(shè)計(jì)哪幾種方案？（P120）二、學(xué)生討論、設(shè)計(jì) 把馬桶水箱換成二次供水的水箱（或游泳池），請(qǐng)同學(xué)們分別用開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，比較它們各自工作的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作一個(gè)控制方法，能進(jìn)行模擬控制并調(diào)試。 能把控制系統(tǒng)進(jìn)行草圖的繪制，有能力或條件的同學(xué)可以制作模型。 直接引入題目，便于學(xué)生積極思考。通過富有吸引力的現(xiàn)實(shí)生活中的問題，使學(xué)生回想和體會(huì)控制系統(tǒng)的工作過程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望。拓展訓(xùn)練，有助于知識(shí)的掌握
小結(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本要求 鞏固本節(jié)課內(nèi)容
作業(yè) 書P124 第2題 近幾年的冬天，總有一些報(bào)道說，太陽能熱水器出現(xiàn)凍壞的住戶，請(qǐng)利用控制系統(tǒng)的知識(shí)，分析一下原因，并提出修改設(shè)計(jì)方案。
（七）板書設(shè)計(jì)：
§4.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
二、教學(xué)反思：
對(duì)選擇開環(huán)還是閉環(huán)要根據(jù)控制系統(tǒng)的精度要求和條件的可行性而定，為了加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的記憶、理解，鼓勵(lì)學(xué)生全面的、辨證的分析問題。對(duì)生活中的一些系統(tǒng)進(jìn)行分析，思考，并能收集一些設(shè)備的工作原理，在掌握了大量的系統(tǒng)的工作原理，占有大量的資料的前提下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，畫出方框圖。
三、專家點(diǎn)評(píng)：
開門見山的導(dǎo)入，結(jié)合學(xué)生身邊的實(shí)例分析引出課題，用問題引領(lǐng)教學(xué)活動(dòng)的展開，基本符合新課程的理念。在實(shí)施教學(xué)的過程中，教師關(guān)注學(xué)生創(chuàng)造思維的訓(xùn)練和創(chuàng)新技法的學(xué)習(xí)，科學(xué)組織課程資源、強(qiáng)化技術(shù)思想與方法、努力使創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)落到實(shí)處。還要重視反饋環(huán)節(jié)，注意教學(xué)情景的創(chuàng)設(shè)。
給定水位
杠桿比較
進(jìn)水閥門
水箱
水位
浮球
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