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
第四節 控制系統的設計與實施（第三課時）
教 學 案 例
天津市第六十三中學 張冠群
一、教學設計：
（一）教學目標：
1.知識與技能：
（1） 了解簡單的被控制對象的基本特征，畫出系統方框圖，形成初步設計方案
（2） 能設計制作一個控制方法，能進行模擬控制并調試。
2.過程與方法：
通過案例式的探討和實踐改良的技術活動，提高分析能力，培養探究精神，學習權衡的思想。
3.情感、態度與價值觀：
（1） 通過對控制系統的設計與實施的分析，體會產品設計中人性化的設計思想。
（2) 培養認真嚴謹的態度，進而樹立“以人為本”的設計理念。
（3) 通過多種形式的教學活動，提高學生學習技術課的興趣。
（二）教學重點、難點：
1.教學重點：
設計一個控制系統應明確的問題；對控制系統的基本要求；控制系統設計的思想方法。
2.教學難點：
設計一個控制系統應明確的問題的分析；控制系統設計的思想方法。
（三）教學策略：
提出一個生活中時常會遇到的問題，在學習和閱讀了相關內容后針對這一問題的設計要求進行具體設計并制作成模型，在學生自己設計和制作的過程中達到突破難點，實現教學目標的目的。
本節書從理論上講內容較難，學生理解起來比較困難，為了能有較好的課堂效果，設計如下：
（1）通過一些具體的生活中例子對比來導入有關控制的設計方法，從而引入課題。
（2）教師根據課本中的案例，引導學生解決問題，提高學習的自主能力。
（3）尋找一些貼近學生生活實際和典型的《洗衣機》（有老式新式，開環與閉環兩種）等案例，利用媒體教學手段增加課堂氣氛，幫助學生在快樂、輕松的氛圍中掌握知識。自動升旗控制的設計，難度相對高些，但比較實用，要結合學生玩電動車的經驗。
（4）老師起到引導的作用，學生為主體，在學生掌握的基礎上，課堂交給學生。讓學生進行設計。設計改進身邊的一些控制系統，從而使得學生完成本課堂的內容。
（四）學情分析：
學生對一些產品有一定的使用經驗，這些經驗有成功的，也有失敗的，通過控制系統的分析與設計，使學生對一定的實踐經驗和生活經歷，上升到一定的理論認識，對失敗的使用經驗，能從控制與設計的角度重新的認識。
（五）課前準備：
相關圖片、自動升旗視頻
（六）教學過程：
教學環節 師生活動 設計意圖
復習引入 對上節課講解的兩個閉環控制系統的案例“抽水馬桶”和“自動升旗”進行復習。根據學生對上節課掌握的情況，進行有針對性的復習。 復習鞏固
新課講授： 1播放自動升旗裝置視頻（邊播放邊進行講解）2舉閉環系統的案例與學生進行分析，加深學生的理解（發動機電噴系統的閉環控制）發動機電噴系統的閉環控制是一個實時的氧傳感器、計算機和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關系，計算機混合氣的空燃比情況，計算機發出命令給燃油量控制裝置，向理論值的方向 調整空燃比(14.7：1)。這一調整經常會超過一點理論值，氧傳感器察覺出來，并報告計算機，計算機再發出命令　　調回到14.7：1。因為每一個調整的循環都很快，所以空燃比不會偏離14.7：1，一旦運行，這種閉環調整就連續不斷。采用閉環控制的電噴發動機，由于能使發動機始終在較理想的工況下運行(空燃比偏離理論值不會太多)，從而能保證汽車不僅具有較好的動力性能，還能省油。　　閉環控制，從輸出量變化取出控制信號作為比較量反饋給輸入端控制輸入量，一般這個取出量和輸入量相位相反，所以叫負反饋控制，自動控制通常是閉環控制。比如家用空調溫度的控制。
小結 控制系統設計的一般思路控制系統設計需滿足的基本條件閉環控制系統的基本要求 鞏固本節課內容
作業 書P124 第1題 對比老式洗衣機，說說新式全自動洗衣機時開環控制還是閉環控制？
（七）板書設計：
§4.4控制系統的設計與實施
閉環控制系統的基本要求
二、教學反思：
為了加深學生對知識的記憶、理解，鼓勵學生全面的、辨證的分析問題。對生活中的一些個系統進行分析，思考，并能收集一些設備的工作原理，只有在掌握了大量的系統的工作原理，占有大量的資料的前提下，對系統進行分析，畫出方框圖，才能對其設計有一定的了解。
三、專家點評：
從學生身邊的實例入手引出課題，用問題引領教學活動的展開。在實施教學過程中，教師關注學生創造思維的訓練和創新技法的學習，努力使創造能力和實踐能力的培養落到實處。還需重視反饋環節。

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