控制系統(tǒng)的工作過程與方式 (1)

1、 控制系統(tǒng)的工作過程與方式教學(xué)設(shè)計(jì)方案一、教學(xué)目標(biāo)分析（一） 通過學(xué)生周邊實(shí)例的分析，理解控制系統(tǒng)的含義。（二） 掌握開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，學(xué)會(huì)開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖的畫法。（三） 對(duì)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)思想和方法的指導(dǎo)，使學(xué)生獲得大智慧。二、教學(xué)內(nèi)容分析本課教學(xué)內(nèi)容為蘇教版技術(shù)與設(shè)計(jì)2第四單元“控制與設(shè)計(jì)”的第二節(jié)“控制系統(tǒng)的工作過程與方式”的第1課時(shí)。從總體上看,“控制與設(shè)計(jì)”這個(gè)單元按照控制的手段控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)這樣的思路來組織教材內(nèi)容。上節(jié)課讓學(xué)生對(duì)控制手段和控制應(yīng)用有所了解,下節(jié)課要讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程,因此，本課教學(xué)非常關(guān)鍵，是承上啟下的核心

2、內(nèi)容。課程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，通用技術(shù)課程的主要教育目標(biāo)是培養(yǎng)和提高學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)，而技術(shù)素養(yǎng)中技術(shù)思想和方法又占有極其重要的地位。本課教學(xué)除了繼續(xù)加深對(duì)技術(shù)與設(shè)計(jì)的知識(shí)深度和技能程度外，更是培養(yǎng)技術(shù)思想和方法的很好的平臺(tái)和載體。我們知道，生活中有許多簡單控制系統(tǒng)的實(shí)例，因此，本課教學(xué)要從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，從實(shí)例分析入手，歸納出對(duì)控制系統(tǒng)的一般認(rèn)識(shí)，了解兩類控制系統(tǒng)，即開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)，特別是要對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程、方框圖、重要參數(shù)進(jìn)行分析。本課要突出的重點(diǎn)是：對(duì)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)的理解以及用方框圖描述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。本課要突破的難點(diǎn)是開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程分析。三、學(xué)習(xí)對(duì)象分

3、析學(xué)生已具有電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和系統(tǒng)、控制等基本概念，具有觀察和使用簡單控制系統(tǒng)的生活體驗(yàn)，這些知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為教學(xué)中為學(xué)生尋找教材以外的案例提供了條件，同時(shí)也為電燈、亮度可調(diào)燈、聲控?zé)舻乳_環(huán)控制系統(tǒng)試驗(yàn)操作的順利進(jìn)行提供了可能。四、教學(xué)策略分析（一） 讓學(xué)生的自發(fā)地、主動(dòng)地學(xué)習(xí)。本課教學(xué)中以“芝麻芝麻”聲控制開門控制系統(tǒng)等問題解決為主線，激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知，引導(dǎo)學(xué)生自發(fā)地、主動(dòng)地解決問題。（二）創(chuàng)設(shè)情境。引導(dǎo)學(xué)生分析生活中的開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框，加強(qiáng)學(xué)生工作過程和方框圖的理解和應(yīng)用能力。（三）通過 “閉上眼睛寫字”等試驗(yàn)讓學(xué)生體會(huì)開環(huán)控制系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系和工作過程。五、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體教學(xué)設(shè)備

4、、PPT課件、電燈、亮度可調(diào)燈、聲控?zé)綦娐凡牧系攘⒔虒W(xué)過程教師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)【板書】：控制系統(tǒng)   開環(huán)控制系統(tǒng)（一）教師引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)1、“搜集我們周圍使用控制技術(shù)的實(shí)例”活動(dòng)情況交流引入：回顧一下，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了控制，什么是控制？控制是人們?yōu)榱耸故挛锵蚱谕姆较虬l(fā)展所采取的什么？手段。改革開放以后，技術(shù)飛速發(fā)展，人民生活水平有了很大的提高。我們的社會(huì)，我們的家庭的許多產(chǎn)品運(yùn)用了控制技術(shù)。上節(jié)課我布置同學(xué)們搜集周圍使用控制技術(shù)的實(shí)例，同學(xué)們能不能把你搜集到的控制技術(shù)說一下？請幾個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)小組組長匯報(bào)“搜集我們周圍使用控制技術(shù)的實(shí)例”活動(dòng)情況。可以

5、使用電子稿。第10組搜集的是阿里吧吧和四十大盜故事中的“芝麻開門”。故事里面主人公阿里吧吧對(duì)著門說一聲“芝麻芝麻，開門吧！”， 門就開了，這是個(gè)用聲音控制開門的例子。教師：這是一個(gè)富有想象力的故事，這個(gè)故事出自哪部名著？技術(shù)發(fā)展到今天我們能把它變成現(xiàn)實(shí)嗎？由上述實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生歸納控制系統(tǒng)概念2、控制系統(tǒng)用以完成一定控制任務(wù)的元、部件的組合?？刂葡到y(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系控制系統(tǒng)老師：不管什么控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)人的意圖。同學(xué)們面對(duì)自然現(xiàn)象，不要怨天尤人，要增強(qiáng)人對(duì)自然現(xiàn)象的控制意識(shí)。問題提出：這些控制系統(tǒng)是怎樣組成的？他們的工作過程是怎樣的？輸入輸出之間有怎樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？這個(gè)也就是本節(jié)課

6、的教學(xué)內(nèi)容，下面我們來進(jìn)行探究。3、探究（1）耿雨虹同學(xué)為組長的學(xué)習(xí)活動(dòng)小組把電子稿拷貝到電腦里面并且通過教室里的多媒體教學(xué)系統(tǒng)放映在大屏幕上。【大屏幕】“搜集我們周圍使用控制技術(shù)的實(shí)例”學(xué)習(xí)活動(dòng)卡 姓名耿雨虹學(xué)習(xí)伙伴姓名楊家瑜、陳志、李劍洪活動(dòng)形式調(diào)查研究活動(dòng)內(nèi)容搜集我們周圍使用控制技術(shù)的實(shí)例控制技術(shù)控制目的控制對(duì)象控制系統(tǒng)的組成實(shí)例1：電燈 照明電燈開關(guān)、燈泡、燈座、導(dǎo)線、電源實(shí)例2：亮度可調(diào)燈 照明電燈可調(diào)電阻開關(guān)、燈泡、燈座、導(dǎo)線、電源實(shí)例3：樓道里的自動(dòng)聲控?zé)粽彰麟姛袈晜鞲衅鏖_關(guān)、燈泡、燈座、導(dǎo)線、電源體會(huì)聲控?zé)艟哂刑厥夤δ芘c應(yīng)用。在公共樓道里,安裝聲控

7、燈,既方便,又節(jié)電。 由耿雨虹同學(xué)講解：控制目的、控制對(duì)象、控制系統(tǒng)的組成（2）要求學(xué)生分別畫出電燈、亮度可調(diào)燈、聲控?zé)舻碾娐穲D，馬上行動(dòng)，找3個(gè)同學(xué)到黑板上畫。（3）連接線路并進(jìn)行試驗(yàn)找3個(gè)組（1、3、5組）同學(xué)按照電路圖分別連接電燈、亮度可調(diào)燈、聲控?zé)舻碾娐?。連接線路后進(jìn)行試驗(yàn)。教師提示學(xué)生在接通電源前務(wù)必要進(jìn)行檢查?？赡苡械耐瑢W(xué)感到奇怪，徐老師怎么教起物理來了，我今天要教大家的不是串聯(lián)電路，而是控制系統(tǒng)。（二）教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)常規(guī)燈與聲控?zé)暨M(jìn)行對(duì)比研究1、不同點(diǎn)和共同點(diǎn)教師：下面我們來探究一下它們的不同點(diǎn)，科學(xué)家的一個(gè)特點(diǎn)就是善于發(fā)現(xiàn)事物的不同點(diǎn)。電燈中電流與開關(guān)操作之間的關(guān)系,

8、可以表示為:常規(guī)燈：關(guān)(開關(guān))無電流,燈滅。開(開關(guān))有電流,燈亮。照明用的常規(guī)燈,具有幾種狀態(tài)？兩種，點(diǎn)亮與熄滅。對(duì)應(yīng)開關(guān)有幾種狀態(tài)？兩種，開和關(guān)。開有電流,燈亮，關(guān)無電流,燈滅。對(duì)于亮度可調(diào)燈來說, 可以表示為:亮度可調(diào)燈：關(guān)(開關(guān))無電流,燈滅開(開關(guān))有電流,燈亮電阻減小電流增大，亮度增加對(duì)于聲控?zé)魜碚f,開關(guān)通過聲傳感器來操縱。聲控?zé)簦簾o聲無電流,燈滅。有聲有電流,燈亮。老師：不同點(diǎn)在哪里？引導(dǎo)學(xué)生：不同點(diǎn)輸入量、輸出量不同，它們的組成不同。老師：同學(xué)們，我們來比較一下，它們的共同點(diǎn)在哪里？誰來歸納它們的共同點(diǎn)？科學(xué)家的另一個(gè)特點(diǎn)就是善于歸納共同點(diǎn)，我們知道，牛頓名言：“我之所以比別人

9、看得更遠(yuǎn)，是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏?。”牛頓三定律就是牛頓在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上歸納出來的。引導(dǎo)學(xué)生：（共同點(diǎn)）輸出與輸入之間存在一種單向的邏輯關(guān)系。有輸入才有輸出，有付出才有收獲，輸入是因，輸出是果，輸入和輸出是因果關(guān)系。共同點(diǎn)在哪里？引導(dǎo)學(xué)生：共同點(diǎn)表現(xiàn)在技術(shù)上可以看成控制系統(tǒng)，可以使用相同的方框圖來描述。老師：能使用相同的方框圖來表示嗎？引導(dǎo)學(xué)生：用下面的方框圖表示。2、進(jìn)一步探究由聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)到一般控制系統(tǒng)方框圖老師：控制系統(tǒng)是怎樣工作的？我們來探究一下聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)的組成。畫出控制過程方框圖由具體到抽象：在這個(gè)控制系統(tǒng)中控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象分別是什么？引導(dǎo)學(xué)生：控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)

10、象分別是聲傳感控制器、常開(斷開)接點(diǎn)、燈泡。【板書】：教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)思想和方法的指導(dǎo)，使學(xué)生獲得大智慧：由聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)到一般控制系統(tǒng)方框圖由具體到抽象的一個(gè)重要的思想和方法。開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖是對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)工作過程的總結(jié)和概括，如果說我們學(xué)習(xí)聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)方框圖只學(xué)到一個(gè)案例，那么，我們理解了開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖就等于學(xué)習(xí)了無數(shù)個(gè)同類型案例。如何讓學(xué)習(xí)變成一件很快樂的事情？同類型題不需要做成百上千道，有數(shù)道練習(xí)就可以了，重要的是掌握做這一類型題的方法。3、教師結(jié)合聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)引導(dǎo)學(xué)生歸納開環(huán)控制系統(tǒng)概念：提問：聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)輸出量對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生影響嗎？沒有?？刂葡到y(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)

11、的控制產(chǎn)生任何影響。這種控制系統(tǒng)就叫做開環(huán)控制系統(tǒng)。（三）知識(shí)遷移由抽象到具體請寫出“芝麻開門”聲控開門系統(tǒng)的控制方框圖，有興趣的同學(xué)課后可以制作模型，把神話變成現(xiàn)實(shí)。誰不懂寫，請舉手。當(dāng)你 明確“芝麻開門”聲控開門系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)之后方框圖你可以把開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖拿出來，想一想，控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象分別是什么？引導(dǎo)學(xué)生寫出：（四）小試驗(yàn)：閉上眼睛寫“控制系統(tǒng)”四個(gè)字。徐老師是在教小學(xué)生嗎？不是。要求學(xué)生體驗(yàn)輸出、輸入、控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象分別是什么。輸入量：老師的指令  輸出量：所寫的字引導(dǎo)請你寫出“閉上眼睛寫字”的控制過程方框圖。對(duì)比開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖分析：大腦控制

12、器，手執(zhí)行器，筆被控對(duì)象我們說閉上眼睛寫字就是開環(huán)控制。請同學(xué)們課后去試驗(yàn)：睜開眼睛寫“控制系統(tǒng)”四個(gè)字。思考：閉上眼睛寫字與睜開眼睛寫字的區(qū)別在哪里？為什么？以色列的“定點(diǎn)清除”，能夠把炮彈打到幾千公里以外的行駛的汽車，這是為什么？是不是炮彈長了“眼睛”？對(duì)了，正是炮彈長了“眼睛”，這不是普通炮彈，而是導(dǎo)彈。導(dǎo)彈打得準(zhǔn)是因?yàn)樗邆淞俗詣?dòng)修正的能力。睜開眼睛寫字是否具備自動(dòng)修正的能力？從而提出新問題：在控制系統(tǒng)中如何才能具備自動(dòng)修正的能力？這就是我們下節(jié)課程要學(xué)習(xí)的閉環(huán)控制系統(tǒng)（五）練習(xí)1、生活中還有哪些開環(huán)控制系統(tǒng)？2、要求學(xué)生應(yīng)用一般開環(huán)控制系統(tǒng)方框圖在以下控制系統(tǒng)中任選2個(gè)畫出其控制方框圖。公共汽車車門控制系統(tǒng)。紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)。防盜報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。音樂噴泉控制系統(tǒng)。鬧鐘定時(shí)控制系統(tǒng)。自動(dòng)烘手機(jī)控制系統(tǒng)游泳池注水控制系統(tǒng)七、【板書設(shè)計(jì)】：學(xué)生畫的電燈、亮度可調(diào)燈、聲控?zé)舻碾娐穲D。 八、教學(xué)反思開環(huán)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活中具有重要意義，本節(jié)課通過對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)中控制過程的分析，幫助學(xué)生理解控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)，并學(xué)會(huì)應(yīng)用簡單的開環(huán)控制方法來解決問題，使學(xué)生的邏輯思維品質(zhì)得到了發(fā)展。本節(jié)課不是從概念入手，講什么是控制系統(tǒng)，什么是開環(huán)控制系統(tǒng)，工作過程如何、框圖如何畫等，而是從實(shí)例入手，通過做試驗(yàn)，與