浙江省衢州市仲尼中學(xué)高二通用技術(shù)《4.2 控制系統(tǒng)的工作過程與方式 》第一課時(shí)教案

1、浙江省衢州市仲尼中學(xué)高二通用技術(shù)4.2 控制系統(tǒng)的工作過程與方式 第一課時(shí)教案【教材分析】本節(jié)是“控制與設(shè)計(jì)”第二節(jié)“控制系統(tǒng)的工作過程與方式”第課時(shí)的內(nèi)容，其內(nèi)容包括“控制系統(tǒng)”與“開環(huán)控制系統(tǒng)”，是學(xué)生在學(xué)習(xí)控制在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用后，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)與探討有關(guān)控制系統(tǒng)的組成和工作過程，并為下一課時(shí)進(jìn)一步學(xué)習(xí)“閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程”打下基礎(chǔ)。為此，我對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了如下的處理：首先理解什么是控制，再到歸納出控制系統(tǒng)的一般特征，接著分析開環(huán)控制的系統(tǒng)的基本組成和工作過程，最后對開環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作，其內(nèi)容是逐漸的深入和深化。其中畫方框圖作為一種分析問題的方法和手段貫穿這些內(nèi)容

2、中。對于畫方框圖，重點(diǎn)不在于教學(xué)生怎樣畫方框，而是要教學(xué)生怎樣利用方框圖來分析和理解控制系統(tǒng)，怎樣利用方框圖把復(fù)雜問題簡單化，怎樣用方框圖來表達(dá)自己的設(shè)計(jì)想法?！緦W(xué)情分析】學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)和分析了控制在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，獲得了有關(guān)控制及其應(yīng)用的初步感性認(rèn)識和體驗(yàn)，但是對控制的基本工作方式和工作機(jī)理還缺乏了解，他們對進(jìn)一步了解控制系統(tǒng)的知識是有探究的欲望的。而且學(xué)生都有很大的創(chuàng)造潛能，只要為他們搭好支架，他們往往會有讓你驚喜的表現(xiàn)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1. 知識與技能目標(biāo)(1)通過燈的開關(guān)、投影幕升降、嬰兒尿濕報(bào)警器等控制系統(tǒng)案例分析，歸納控制系統(tǒng)的基本特征；(2)通過對音樂賀卡和自動(dòng)門等典型

3、案例的分析，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，了解開環(huán)控制的基本特征；2. 過程與方法目標(biāo)(1)學(xué)會用方框圖來歸納控制系統(tǒng)實(shí)例的基本特征，學(xué)會用方框圖把復(fù)雜問題簡單化；(2)借助老師搭建的支架，形成自己關(guān)于控制設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，并學(xué)會用方框圖表示自己的控制設(shè)計(jì)想法；(3)通過動(dòng)手制作簡單控制玩偶，親自體驗(yàn)開環(huán)控制系統(tǒng)的組成和工作過程和原理。3. 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)(1) 通過魔術(shù)及控制系統(tǒng)的實(shí)物形成和保持學(xué)生了解控制系統(tǒng)、探究控制系統(tǒng)的興趣與熱情。(2) 借助老師搭建的支架，形成自己關(guān)于控制設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，從而體會創(chuàng)新的快樂，培養(yǎng)創(chuàng)新的精神?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】分析和理解開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成

4、和工作過程分析，學(xué)會用方框圖描述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程，學(xué)會用方框圖來表達(dá)設(shè)計(jì)想法【教學(xué)流程】序號教學(xué)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1情景導(dǎo)入 設(shè)置情景：走進(jìn)教室，開燈，關(guān)燈；從最平常的事例開始激發(fā)興趣2控制系統(tǒng)的基本特征1. 提問：（1） 才燈為什么亮了又滅了？電風(fēng)扇為什么轉(zhuǎn)得快了呢？（2）老師是怎樣控制燈和電風(fēng)扇的？（3）控制系統(tǒng)有什么共同特征？先引導(dǎo)學(xué)生歸納出控制系統(tǒng)的基本特征再在此基本上并畫出其簡單框圖：電路、燈“開或關(guān)”“亮或滅”輸出輸入電機(jī)、扇葉風(fēng)速擋位風(fēng)速輸出輸入2. 馬上行動(dòng) 指出下列事例是否是控制系統(tǒng)，如果是控制系統(tǒng)，請指出系統(tǒng)的輸入、輸出分別是什么？（1） 自行車（2） 打氣筒（3）

5、 轤轆回答：因?yàn)槔蠋熢诳刂频幕卮穑豪蠋熗ㄟ^拔動(dòng)開關(guān)控制燈的亮和滅，通過風(fēng)扇的擋位控制風(fēng)速歸納： 一個(gè)輸入信號（如手拔開關(guān)）對應(yīng)著一個(gè)輸出信號（如燈亮或不亮）討論、交流，分享結(jié)論3開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)1.從游泳池的注水控制引出開環(huán)控制與閉環(huán)控制給游泳池注水，我們可以有哪些控制方式？這些控制方式有什么缺陷？2.計(jì)時(shí)器控制雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控，但準(zhǔn)確度不高，請同學(xué)們分析計(jì)時(shí)器控制為何出現(xiàn)控制不準(zhǔn)確的情況，怎樣使游泳池準(zhǔn)確達(dá)到給定水位？3.開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)（1）開環(huán)控制系統(tǒng)：沒有反饋，信息單向傳遞舉例：電風(fēng)扇速度控制、用計(jì)時(shí)器控制注水（2）閉環(huán)控制系統(tǒng)：有反饋，信息流向形成一個(gè)閉合環(huán)路討論

6、，得出：人工控制費(fèi)人力計(jì)時(shí)器自動(dòng)控制控制準(zhǔn)確度不高分析，得出：因?yàn)樵谧⑺^程中有水流大小變化等情況（干擾），應(yīng)加一個(gè)水位檢測裝置（反饋），當(dāng)水位達(dá)到了，就停止進(jìn)水（閉環(huán)控制）4開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程1. 引導(dǎo)學(xué)生歸納出用計(jì)時(shí)器注水控制系統(tǒng)的組成，并用簡單框圖表示其基本組成和工作過程：設(shè)定注水時(shí)間定時(shí)器閥門游泳池水位2. 引導(dǎo)學(xué)生分析自動(dòng)門的的基本組成和工作過程，并畫出方框圖:組成：門、電動(dòng)機(jī)、控制器、傳感器方框圖：（略）3. 引導(dǎo)學(xué)生歸納出開環(huán)控制系統(tǒng)的一般框圖在老師引導(dǎo)下分析開環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)例的組成和工作過程，并掌握用框圖來表達(dá)控制系統(tǒng)的組成和工作過程的方法。5開環(huán)控制系統(tǒng)經(jīng)典應(yīng)用案

7、例分析“希羅的自動(dòng)門”控制的工作過程分析說明 1. 分析“希羅的自動(dòng)門”的工作過程2. 畫出“希羅的自動(dòng)門”控制方框圖 6體驗(yàn)開環(huán)控制系統(tǒng) 1. 說明紙猴的制作要求和制作步驟 2. 指導(dǎo)學(xué)生觀察拉動(dòng)線繩，紙猴表情的變化（圖略） 1. 制作一紙猴，拉動(dòng)背后的線（輸入），紙猴的動(dòng)作表情發(fā)生變化（輸出） 2. 觀察、體驗(yàn)輸出信號與輸入信號之間對應(yīng)關(guān)系 7小結(jié) 教師引導(dǎo)、補(bǔ)充 學(xué)生歸納、整理本課內(nèi)容，學(xué)習(xí)收獲 【板書設(shè)計(jì)】一、控制系統(tǒng)任何控制的實(shí)現(xiàn)，都是通過若干個(gè)環(huán)節(jié)共同實(shí)現(xiàn)，這些環(huán)節(jié)所涉及的裝置就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。一個(gè)輸入信號（如手拔開關(guān)）對應(yīng)著一個(gè)輸出信號（如燈亮或不亮）二、開環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 分層練習(xí)A類：聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)中，傳感器接收聲音信號，經(jīng)控制電路處理后驅(qū)動(dòng)開關(guān)接通或關(guān)閉燈泡。該系統(tǒng)的控制對象是燈泡，控制量是（ D ）A燈泡的發(fā)光B聲音的大小C電源電壓的高和低D開關(guān)的通和斷B類：自動(dòng)烘手機(jī)的控制系統(tǒng)工作過程如下：紅外傳感器檢測到手靠近時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)和加熱電爐絲開始工作，當(dāng)人感覺到手干了，并離開時(shí)，紅外傳感器測不到手信號，則鼓風(fēng)機(jī)和加熱電爐絲停止工作。該控制屬于（ B ）A手動(dòng)控制，開環(huán)控制B自動(dòng)控制，開環(huán)控制C手動(dòng)控制，