資源簡介

一、控制的方式與應(yīng)用
任務(wù)一 理解控制的含義
一、教學(xué)目標(biāo)
1.通過分析生活中常見案例，闡述控制的含義。
2.通過案例分析，辨析手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制的特點(diǎn)。
3.觀察生活中的案例，概括控制在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。
二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
闡述控制的含義。
辨析手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制的特點(diǎn)。
三、教學(xué)方法
講授法，演示法，任務(wù)引導(dǎo)法
四、教學(xué)過程
1、情境導(dǎo)入
人們利用收集的雨水進(jìn)行與園藝澆灌、汽車沖洗、路面沖洗和廁所沖刷等，減少了不必要的浪費(fèi)，體現(xiàn)了充分利用水資源的可持續(xù)發(fā)展理念。陳展設(shè)計(jì)了一套適用于家庭使用的雨水收集系統(tǒng)，利用收集的雨水澆灌家中陽臺(tái)的植物，沖洗拖把和沖刷廁所。
2、新課學(xué)習(xí)
事物的發(fā)展與變化具有多樣性。例如，降落的雨水可以用來灌溉農(nóng)田，也可
以供人們沖洗物品，還可以發(fā)電，但是也可能流入江河，增加洪澇災(zāi)害發(fā)生的可能性;一棵樹可能因?yàn)槟撤N原因結(jié)不出果實(shí)，也可能碩果累累，而且果實(shí)有大有小，或酸或甜。
技術(shù)體驗(yàn)
制作盆栽植物自動(dòng)澆水裝置
體驗(yàn)?zāi)康?經(jīng)歷制作盆栽植物自動(dòng)澆水裝置的實(shí)踐過程，體會(huì)控制的含義與意義。
情境展示:陳晨一家假期要外出兩周，家里陽臺(tái)的盆栽植物無人定期澆水。她想制作一個(gè)自動(dòng)澆水裝置，從而解決植物無人照料的難題。
問題分析:制作一個(gè)澆水裝置，?能把飲料瓶里的雨水注到花盆下方的接水盤中，使接水盤中保持一定量的水，泥土自動(dòng)從接術(shù)盤里吸取水分，從而保持植物生長的濕潤環(huán)境。怎么把飲料瓶里的雨水引到接水盤中?如何讓接水盤中的水量維持在一定的高度?
活動(dòng)準(zhǔn)備:
材料:飲料瓶1個(gè)、可彎塑料吸管2根、熱熔膠粹、接水盤1個(gè)、小花盆1個(gè)。
工具:電烙鐵、剪刀、熱熔膠槍等。
主要過程:
1.搭建植物補(bǔ)水裝置。
(1)用電烙鐵在飲料瓶靠近底部位置，上下排列打兩個(gè)孔。
(2)插上兩根吸管，把吸管下端修剪成一長一短。
(3)將熱熔膠涂在吸管和瓶壁連接處，使其密封。
(4)等膠干了以后，裝上水，蓋緊瓶蓋，就可以給植物補(bǔ)水了。
2.觀察裝置的工作過程。
(1)將兩根吸管插入接水盤，當(dāng)接水盤里的水面低于進(jìn)氣管口時(shí)，空氣進(jìn)入瓶子里，瓶內(nèi)氣壓與外界相同，在重力作用下，水會(huì)從出水管流入接水盤。
(2)直到水面與進(jìn)氣管口平齊，出水管不再流水，使接水盤中的水量保持在這個(gè)高度。這樣就完成了植物接水盤的補(bǔ)水，保持了植物生長需要的水分。
討論:分析與討論接水盤中的水位高低與進(jìn)氣管位置的關(guān)系。
事物的發(fā)展結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也可能與預(yù)期的目標(biāo)不相符，甚至
是人們不希望看到的。如果人們想達(dá)到某一特定目的，就必須借助適當(dāng)?shù)氖侄蝸?
實(shí)現(xiàn)。
人們按照自己的意愿或目的，通過一定的手段，使事物向期望的目標(biāo)發(fā)展，這就是控制。例如，利用自動(dòng)澆灌裝置給植物補(bǔ)水，并通過改變進(jìn)氣管在接水盤中的位置控制水位;調(diào)節(jié)電冰箱的溫度，使食物能夠在低溫狀態(tài)下保存;使用計(jì)算機(jī)“指揮”先進(jìn)的生產(chǎn)流水線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等。
理解控制現(xiàn)象,要知道控制要達(dá)到什么目的、控制的對(duì)象是什么和采取什么控制手段。例如，給盆栽植物補(bǔ)水的控制，控制的目的是使接水盤中的水維持在一定的量，控制對(duì)象是接水盤，控制手段是通過進(jìn)氣管口與水面的相對(duì)位置決定出水管的出水。再如，汽車的轉(zhuǎn)向控制，其控制目的是改變汽車行駛方向，控制對(duì)象是汽車的車輪，控制手段是駕駛者通過轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤推動(dòng)轉(zhuǎn)向桿，再帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)向。
馬上行動(dòng)
觀察生活中的控制現(xiàn)象，完成下列表格:
場所
控制裝置
控制目的
控制對(duì)象
控制手段
公共場所
紅外線水龍頭自動(dòng)出水裝置
控制需要通過一定的方式或手段來實(shí)現(xiàn)。
案例分析
從電風(fēng)扇到空調(diào)再到智能空調(diào)
從前，烈日炎炎的夏天，家庭常用的消暑設(shè)備是電風(fēng)扇。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，20 世紀(jì)30年代空調(diào)誕生，人們進(jìn)人房間后，打開空調(diào)，使室內(nèi)溫度保持在設(shè)定的溫度值，達(dá)到降溫消署的日的。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人們能夠在房間以外的任何地方，通過網(wǎng)絡(luò)提前打開空調(diào)，使房間溫度、濕度、風(fēng)量以及空氣潔凈度穩(wěn)定在令人舒適的范圍。
智能空調(diào)能根據(jù)外界氣候條件，按照預(yù)先設(shè)定的指標(biāo)對(duì)安裝在室內(nèi)的溫度、濕度、空氣清潔度傳感器所傳來的信號(hào)，進(jìn)行分析判斷，并自動(dòng)啟動(dòng)制冷或加熱、去濕及空氣凈化等功能，使室內(nèi)空氣達(dá)到理想的狀態(tài)。這三種消暑方式的演變過程可表示為:
電風(fēng)扇
空調(diào)
智能空調(diào)
手動(dòng)控制
自動(dòng)控制
智能控制
思考:對(duì)比上述三種控制，比較它們的利弊。
第四單元控制及其設(shè)計(jì)
從控制過程中人工干預(yù)的情形來分，控制可分為人工控制和自動(dòng)控制。過去:人們對(duì)事物的控制往往采取人工控制(又稱手動(dòng)控制)的方式，控制的過程是在人
的直接:干預(yù)或全程干預(yù)下進(jìn)行的。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，控制技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了自動(dòng)控制。自動(dòng)控制是指在無人直接參與的情況下，使事物的變化準(zhǔn)確地朝著期望的方向進(jìn)行。按照控制信號(hào)流和執(zhí)行部件的不同，自動(dòng)控制可分為氣動(dòng)控制、液壓控制、電動(dòng)控制、機(jī)械控制、電子控制等。
智能控制是具有智能信息處理、智能信息反饋和智能決策的控制方式，它
能在無人干預(yù)的情況下，自主地驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)。智能控制主要用
于解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。
馬上行動(dòng)
請(qǐng)列舉生活中從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制再到智能控制的其他事例。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在很多控制現(xiàn)象中，控制的方式是多樣、綜合的。機(jī)械手就是電子與機(jī)械控制的實(shí)例。
機(jī)械手是一種能模仿人的手和臂的動(dòng)作功能，按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置，其特點(diǎn)是通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)。它能部分地昝代人的手工勞動(dòng)，把人從繁重的體力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來，還能擴(kuò)展人的器官功能，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。
案例分析
傳送工件的簡易機(jī)械手
機(jī)械手通常由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等組成，通過程序控制，由氣動(dòng)或液壓動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)成取放零件或部件的功能，使之按照預(yù)定工藝進(jìn)行操作。
傳送工件的簡易機(jī)械手的工作過程如圖4 -7所示。機(jī)械手將工件從A點(diǎn)向B點(diǎn)傳送。機(jī)械手的上升、下降與左移、右移通過雙線圈兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)汽缸來實(shí)現(xiàn)。抓手對(duì)工件的夾緊、放松由一個(gè)單線閣兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)汽缸完成，只有在電磁閥通電時(shí)抓手才能夾緊。該機(jī)械手工作原點(diǎn)在左上方，按下降、夾緊、
上升、右移、下降、松開、上升、左移的順序依次運(yùn)動(dòng)。
思考:畫出該機(jī)械手從工作原點(diǎn)開始到完成一個(gè)工件的取放過程的流程圖，并
思考該機(jī)械手控制的日的、對(duì)象和手段分別是什么。
思維碰撞
控制裝置的控制日的、控制手段和控制對(duì)象是客觀存在的，還是人為界定的?
3、課堂小結(jié)
闡述控制的含義。
辨析手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、智能控制的特點(diǎn)。
五、教學(xué)反思

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