資源簡介

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)
第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾和反饋（第三課時(shí))
教 學(xué) 案 例
天津市南開藝術(shù)中學(xué) 賈瑋
一、教學(xué)設(shè)計(jì)：
（一）教學(xué)目標(biāo)：
1.知識(shí)與技能：
了解功能模擬方法和黑箱方法。
2.過程與方法：
能結(jié)合身邊的案例找出干擾的因素、反饋，并作出分析。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀：
培養(yǎng)學(xué)生對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)的理解能力和分析能力，并能從感性到理性過渡，形成正確的對(duì)系統(tǒng)中干擾的認(rèn)識(shí)，并建立穩(wěn)定的控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)態(tài)度。
（二）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：
1.教學(xué)重點(diǎn)：
（1）了解實(shí)際控制中會(huì)存在干擾因素影響控制；
（2）學(xué)生學(xué)會(huì)分析簡單控制系統(tǒng)中的干擾，理解克服干擾的基本原則，分析克服干擾的具體方法。
2.教學(xué)難點(diǎn)：
（1）干擾系統(tǒng)的全面分析；
（2）反饋環(huán)節(jié)的使用。
（三）教學(xué)策略：
1．教法：
本節(jié)課教師通過對(duì)有針對(duì)性的典型實(shí)例，進(jìn)行引導(dǎo)、講述、分析等多種教學(xué)方式，以課標(biāo)為依據(jù)，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，努力提高教學(xué)的生動(dòng)性和邏輯性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的注意力，是學(xué)生能夠建構(gòu)課本的知識(shí)點(diǎn)。
2．學(xué)法：
本課程的教學(xué)對(duì)象是剛剛對(duì)控制系統(tǒng)有初步了解的學(xué)生，對(duì)控制的干擾和反饋都還很模糊，因此要以學(xué)生為主體，從學(xué)生身邊的實(shí)例出發(fā)，讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂活動(dòng)中，從而理解本節(jié)內(nèi)容。
本課給學(xué)生的學(xué)法是“分析案例—合作探究—得出結(jié)論—思維擴(kuò)展”。
（四）學(xué)情分析：
學(xué)習(xí)過前幾節(jié)的內(nèi)容的學(xué)生已經(jīng)對(duì)控制系統(tǒng)有了初步的了解，但是對(duì)影響閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾因素和閉環(huán)系統(tǒng)中的反饋的作用還很神秘。學(xué)生此時(shí)的好奇心較強(qiáng)、思維也較活躍，因此在實(shí)例的選擇上要貼近學(xué)生的認(rèn)知水品和風(fēng)格，這樣才能讓學(xué)生更好的理解本節(jié)的內(nèi)容。
（五）課前準(zhǔn)備：
相關(guān)資料的準(zhǔn)備（文本、圖片），多媒體課件。
（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)入新課 1、干擾因素的概念2、克服干擾的基本方法3、反饋及反饋方法4、閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程5、閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較 鞏固前面內(nèi)容，為本節(jié)內(nèi)容做鋪墊。
三、常見控制 系統(tǒng)的分 析方法 1、功能模擬方法以功能和行為的相似性為基礎(chǔ)，用“模型”模擬“原型”的功能和行為的方法。【例】在用自動(dòng)控制系統(tǒng)代替手動(dòng)控制系統(tǒng)的方法中，用控制器代替人腦實(shí)現(xiàn)了控制溫度的功能，執(zhí)行器代替人手實(shí)現(xiàn)了調(diào)壓的功能，檢測裝置代替人眼實(shí)現(xiàn)了檢測溫度值的功能。【總之】模擬是人類認(rèn)識(shí)和改造客觀世界的主要途徑之一，是重要的認(rèn)知方法。功能模擬是要求模型和原型之間在功能和行為上相似。用模型實(shí)現(xiàn)原型的某些功能，模型本身就是研究的主要目的。即主要研究用什么樣的模型去實(shí)現(xiàn)原型的某些功能，從而為人類創(chuàng)造出有用的技術(shù)系統(tǒng)。2、黑箱方法把將要研究的系統(tǒng)作為黑箱，通過對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出關(guān)系的研究，進(jìn)而推斷出系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其功能的方法。【例】中醫(yī)看病、買西瓜【馬上行動(dòng)】列舉黑箱方法應(yīng)用的例子，并填下表：黑箱方法應(yīng)用的例子輸入輸出需要了解的情況觀察計(jì)算機(jī)的基本性能運(yùn)行應(yīng)用程序計(jì)算機(jī)的反應(yīng)計(jì)算機(jī)的基本性能測定鋼材的硬度技術(shù)試驗(yàn)鋼的性能情況鋼的硬度選購電視機(jī)圖像、聲音、外殼清晰度、散熱的情況電視好壞
小結(jié) 功能模擬方法/黑箱方法 總結(jié)本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)。
課堂反饋 書后練習(xí)題 鼓勵(lì)學(xué)生全面、辯證的分析問題。
作業(yè) 復(fù)習(xí)，預(yù)習(xí)下一節(jié)
（七）板書設(shè)計(jì)
§4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
三、常見控制系統(tǒng)的分析方法：
1、功能模擬方法：
2、黑箱方法：
二、教學(xué)反思：
這部分是對(duì)前兩節(jié)課的內(nèi)容一個(gè)具體應(yīng)用的部分，意在讓學(xué)生對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)、開環(huán)系統(tǒng)的應(yīng)用形成一個(gè)知識(shí)框。該部分內(nèi)容比較好理解，主要要以事例來說明，這就需要教師查找大量的事例，并從中選擇典型的、好理解的案例讓學(xué)生認(rèn)識(shí)和分析。使學(xué)生真正理解了什么是功能模擬方法，什么是黑箱方法，使學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)形成一個(gè)完整的認(rèn)識(shí)。
三、專家點(diǎn)評(píng)：
通過課堂的師生互動(dòng)和生生互動(dòng)把教師和學(xué)生緊緊聯(lián)系在一起，，并且貫穿在教學(xué)的整個(gè)過程。教師把握互動(dòng)中的情景契機(jī)，積極參與學(xué)生的各項(xiàng)活動(dòng)，融入到學(xué)生中去。在教育教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，針對(duì)學(xué)生的不同情況，提出不同的要求，幫助學(xué)生獲得問題的最佳解決方案，利于學(xué)生自覺地產(chǎn)生奮發(fā)上進(jìn)的動(dòng)力，推動(dòng)他們不斷進(jìn)步。教學(xué)的問題情景來源于學(xué)生身邊經(jīng)常遇到的例子，易于學(xué)生參與，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行篩選，去掉易使學(xué)生厭煩的信息，留下學(xué)生能夠參與和感興趣的信息，利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
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