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
第三節 閉環控制系統的干擾和反饋(第二課時)
教 學 案 例
天津大學附屬中學 劉歡
天津市第二十五中學 崔愛君
一、教學設計：
（一）教學目標：
1.知識與技能：
（1）了解控制中存在干擾；
（2）學生能理解干擾的概念，掌握克服干擾的基本方法；
（3）綜合所學的有關控制的知識，了解不同控制系統克服干擾的方法的優劣。
2．過程與方法：
（1）學生能分析簡單控制系統中的干擾，歸納出克服干擾的基本方法；
（2）運用所學知識，激發出學生對于克服控制中的干擾的創新思維；
（3）能綜合各種控制系統的有關知識，獨立分析簡單的克服干擾的方法。
3．情感、態度與價值觀：
（1）通過對干擾實驗的體驗和觀察，獲得對干擾的感性認識；
（2）在體驗干擾的基礎上，能進一步討論控制中的干擾；
（3）通過內化干擾的知識，形成正確的對系統中干擾的認識，并建立穩定的控制系統認識態度。
（二）教學重點、難點：
1．教學重點：
（1）了解實際控制系統中會存在干擾影響控制；
（2）讓學生能夠分析簡單控制系統中的干擾，理解克服干擾的基本原則，分析克服干擾的具體方法，并結合開環和閉環控制進行對比；
2．教學難點：
（1）分析克服干擾的具體方法；
　 （2）綜合理解開環與閉環的優劣只是相對的，理解干擾不是全有害的。
（三）教學策略：
1．教法：
本節課教師通過對有針對性的典型實例，進行引導、講述、分析等多種教學方式，以課標為依據，結合學生生活經驗，努力提高教學的生動性和邏輯性，激發學生的學習興趣，提高學生的注意力，是學生能夠建構課本的知識點。
2．學法：
本課程的教學對象是剛剛對控制系統有初步了解的學生，對控制的干擾和反饋都還很模糊，因此要以學生為主體，從學生身邊的實例出發，讓學生主動參與到課堂活動中，從而理解本節內容。
本課給學生的學法是“分析案例—合作探究—得出結論—思維擴展”。
（四）學情分析：
學習過前幾節的內容的學生已經對控制系統有了初步的了解，但是對影響閉環控制系統的干擾因素和閉環系統中的反饋的作用還很神秘。學生此時的好奇心較強、思維也較活躍，因此在實例的選擇上要貼近學生的認知水品和風格，這樣才能讓學生更好的理解本節的內容。
（五）課前準備：
相關資料的準備（文本、圖片），多媒體課件。
（六）教學過程：
教學環節 師生活動 設計意圖
導入新課 1、干擾因素的概念 鞏固前面內容，
合作探究 一、克服干擾的基本方法
如何消除側風對羽毛球下落的干擾？（呼應前面舉的干擾，進一步思考克服干擾的方法）
（一）克服的基本方法：
1、消除干擾
2、減弱干擾
3、提高控制系統性能
（二）小組討論
分析下列控制中的干擾，請同學們以小組為單位，討論如何克服該控制系統中的干擾并對對方組的抗干擾方法發表自己的看法：
第1、2大組：汽車駕駛
第3、4大組：輪船行使
（在學生講解的同時演示教師對問題的解釋）
汽車駕駛：
1、控制系統的克服措施：
剎車、轉向、鳴喇叭；2、針對干擾源的措施：
加強國民交通意識；
3、管理措施：
交通部門設立道路隔離帶、交通法加重對違章的處罰；
輪船行使：
1、環境因素：
選擇風平浪靜的天氣；
2、輪船本身設計：
改變輪船的長寬比、 增加減搖鰭、 船艏設計；
（三）綜合分析：
閉環控制系統比開環控制系統具有更好的抗干擾能力，那么是否都應該用閉環控制代替開環控制？
是否采用閉環控制主要看對控制系統的要求（如成本、控制要求）
如空調和風扇的使用選擇二、 反饋 1.什么是反饋？ 控制系統中，講輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋（feedback）。 2.反饋方法 利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統的輸出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運行的方法。 事例輸入檢測裝置輸出“穿針引線”線的位置人的眼睛線與針孔對準投擲飛鏢靶的位置 (期望值)眼睛飛鏢實際投擲的位置 與前面的閉環控制系統相結合分析。增加師生互動，提高學生興趣由例子引入定義，較易理解。由實例引出容易理解
小結 1、克服干擾的基本方法2、反饋 總結本節課知識點。
作業 書后練習題
（七）板書設計：
§4.3閉環控制系統的干擾與反饋
一、克服干擾的基本方法
二、反饋：
1、反饋定義：
2、反饋方法
二、教學反思：
這節內容與實際生活聯系比較緊密，所以在教學中要多舉例，讓學生感覺知識就在身邊。這樣理解起來比較容易，有親切感。選擇典型的案例來引導分析，不僅可以使學生很好的認識反饋，而且可以增強自己分析案例的自信。
三、專家點評：
學生雖已對控制系統有了初步的了解，但是對影響閉環控制系統的干擾因素和閉環系統中的反饋的作用還很神秘。教師借用媒體演示日常生活中比較常見的一些技術與設計的例子，易激起學生的學習積極性、主動性和創造性，更好地完成教學任務。整個教學過程貫穿著通用技術課的精髓——提高學生的技術素養。學法指導有方，想方設法引導學生自主學習、交流協作，讓學生帶著問題去學習，去探究，有助于培養學生良好的學習習慣。
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