資源簡介

第四章 控制與設計
第二節 控制系統的基本組成與工作過程教案
新樂四中 孟維東
教材分析 本節課時是《技術與設計2》第四章第二節內容。 “控制系統”和“開環控制”，均是本單元的重要概念。生活中不乏簡單控制系統的應用，人們對此往往象看待日出日落一類自然景色般的習以為常。本部分內容的學習，正是要引導學生，從技術的角度、用控制的思維看周圍的存在，分析其道理。本課教學內容，從學生生活經驗出發，從實例分析入手，歸納出對控制系統的一般認識，以及根據控制系統方式分類的開環控制系統和閉環控制系統兩類，并對開環控制系統和閉環控制系統的工作過程、方框圖、重要參數進行分析。
學生分析 學生已具有電學、力學的基礎知識、系統的基本概念，具有信息傳遞的基本知識和體驗，具有觀察和使用簡單控制系統的生活體驗，所有這些知識和經驗儲備，為教學中師生共同尋找教材以外的案例進行分析歸納，提供了學習行為的保障。在本主題中，根據課程標準的要求，以及限于學時以及高中學生現有的知識水平，對控制系統中的控制器、執行器、傳感機構和被控對象等環節只限定于一般性的理解，不作進一步的要求，不去探討其內部的工作過程，只了解其輸入和輸出之間的關系就可以。
教學目標 知識與技能 懂得什么樣的系統叫開環控制系統，什么樣的系統叫閉環控制系統。 過程與方法通過分析和比較，了解開環控制與閉環控制系統各自的控制特征及其之間的差別。 情感態度與價值觀1、學生感覺、體驗控制設計的一般思想方法和技術方法，激起設計的欲望，培養富于想象、善于批判、勇于創新的個性品質。2、通過合作探究來提升團結合作精神。
重點難點 開環和閉環控制系統的工作過程分析
教學方法 教師講授、實物演示、討論交流
課前準備 嬰兒尿濕報警器、光控開關、游泳池等相關資料圖片
教學過程
教學環節 教 師 活 動 學 生 活 動 設計思路
導入新課 知識回顧 控制系統實例分析【實物展示】金屬探測儀【課堂活動】開或關金屬探測儀，對學生進行金屬探測，報警器響起或不響。提問：為什么報警器有時候響，有時候不響，難道是失靈了嗎？（因為老師在控制）什么是控制：引出控制含義：根據自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發展的行為和過程。 上臺示范思考并回答 實物演示，學生在試驗過程中回顧控制以及控制系統。從而引入新課
探究新知 A. 案例分析：自動門自動門的動作過程是怎樣的？當門口沒有人時，門是關著的；當有人來門口時，門打開；當人離開門口后一段時間，門又關閉。自動門的功能和技術要求：功 能：無人時，常關；有人時，開門。技術要求：當人距門1m時，門即打開；門打開后，延時10s后關門。系統的組成：1、門2、電動機3、控制器4、傳感器控制系統框圖（見多媒體）【教師總結】開環控制系統：像這樣信息只從輸入端傳遞到輸出端，沒有信息反饋的控制系統，稱為開環控制系統。開環控制系統方框圖（多媒體）B、【實物展示】嬰兒尿濕報警器【師生互動】控制系統是怎樣工作的？如何用方框圖表示？嬰兒尿濕報警器方框圖【學生思考】嬰兒尿濕報警器是否開環控制系統【拓展提升】根據自動門控制系統控制過程和原理或根據嬰兒尿濕報警器的控制原理，通過稍加改動，你還可以設計出應用在哪些方面的控制系統？請用方框圖表示你的想法。與前面的“自動門”相結合，你又可以設計出一個怎樣的控制系統？教師多媒體展示：自己生活中的在單元居室門上加裝觸控開關，即可實現開門燈亮、關門燈滅。根據此思路還可以設計出人性化衣柜等【多媒體演示分析】游泳池注水控制1、人工和定時游泳池注水控制定時器注水控制有什么缺陷？2、游泳池的注水控制的改進圖及其方框圖【教師總結】結合多媒體演示總結：對游泳池的注水兩種控制方式的比較，從而得出結論：a沒有信息反饋的控制系統--開環控制系統b有信息反饋的控制系統--開環控制系統總結：開環和閉環控制系統的定義及方框圖【課堂思考】提問：紅外自動水龍頭是開環控制還是閉環控制？ 思考并回答看多媒體師生共同總結試驗觀察討論回答馬上行動練習師生共同分析探討學生看圖片小組討論分析并畫出方框圖學生思考并舉手表示自己的判斷 結合現實生活中的控制事例，并配合圖片展示、課件，讓學生明白控制其實就在我們身邊，平時要養成多觀察，多思考的好習慣。通過演示來講解本節課的重點、難點，學生容易理解。讓學生學會學以致用強化本節課的重點、難點鞏固提高
控制系統反饋控制精度結構成本應用范圍閉環 開環 【課堂小結】閉環控制系統與開環控制系統的比較 上臺演示 閉環和開環的區別即使重點又是難點，通過這個小游戲，學生容易理解兩者的區別，同時也給下節課做一個鋪墊。
作業布置 分析火災自動報警控制系統的工作過程并畫出方框圖 鞏固知識點

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