通用技術(shù)控制系統(tǒng)的組成和描述說課教案

1、4.2 控制系統(tǒng)的組成與描述說課稿濉溪縣孫疃中學(xué) 孫永恒一、說教材1、本節(jié)課的地位和作用本節(jié)課是普通高中通用技術(shù)粵教版技術(shù)與設(shè)計2第四單元第二節(jié)的內(nèi)容。安排在學(xué)生了解了控制的概念、控制系統(tǒng)的分類之后，是對控制概念的進一步學(xué)習(xí)。在本節(jié)課中，結(jié)合前節(jié)的內(nèi)容，將控制過程中完成不同功能的各個部分看成一個個模塊，以此為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)各類控制系統(tǒng)中的共性，從而引入控制器、控制量、被控對象和被控量等概念。接著，用更一般性的方式將一個控制系統(tǒng)用控制器、控制量、被控對象和被控量等功能框來表示，即控制系統(tǒng)的框圖表示法。框圖表示法是分析控制系統(tǒng)的常用手段之一，它是各類控制系統(tǒng)的一種抽象。從本節(jié)內(nèi)容來說，它對系統(tǒng)

2、組成的分析及使用框圖描述系統(tǒng)內(nèi)部實質(zhì)，既對上一節(jié)開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)相關(guān)概念的深化，也為下一節(jié)設(shè)計簡單的控制系統(tǒng)奠定理論基礎(chǔ)。我準備分兩個課時完成本節(jié)的教學(xué)，本課時為第一課時。2.學(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)控制系統(tǒng)的概念及其應(yīng)用的初步感性認識和體驗，但是對控制系統(tǒng)的基本組成、相關(guān)概念及一般描述方法還缺乏更深的了解，他們對進一步了解控制系統(tǒng)的知識是有探究欲望的。結(jié)合生活中的具體控制系統(tǒng)的應(yīng)用案例分析，進一步分析控制系統(tǒng)案例中控制是如何工作的，以及有怎樣的工作方式，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重難點。生活中不乏簡單控制系統(tǒng)的應(yīng)用，但學(xué)生不一定會從技術(shù)層面對其分析思考

3、。本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，正是要引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)的角度、用控制的思維看周圍的世界，分析其道理。3.教學(xué)目標根據(jù)課程標準以及對教材和學(xué)情的分析，制定了如下教學(xué)目標：（1）知識與技能：熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程；熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出一個簡單的控制系統(tǒng)的框圖；理解控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器的作用；初步理解開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別。（2）過程與方法：結(jié)合具體案例,分析各類系統(tǒng)的工作過程，并能畫出開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖。（3）情感態(tài)度與價值觀：通過自主探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神，增強學(xué)生對控制技術(shù)的探究能力并應(yīng)用于實際的生活。4.教學(xué)重點和難點教學(xué)重點：掌握控制器、執(zhí)行器、控制

4、量、被控對象和被控量等概念。教學(xué)難點：掌握具體實例分析方法，弄清楚控制器、執(zhí)行器、控制量、被控對象和被控量等概念。教學(xué)關(guān)鍵：控制系統(tǒng)的框圖表示。二、說教法“教無定法，貴在得法”，選擇有效的教學(xué)方法是取得良好教學(xué)效果的保證。根據(jù)課標的要求結(jié)合本節(jié)教材分析和學(xué)情分析，我采取以下教學(xué)方法：1、游戲教學(xué)法：在教學(xué)中加入小魔術(shù)，激發(fā)興趣，讓學(xué)生建立起對控制系統(tǒng)的感性認識。在自制玩偶中體驗控制的過程。2、案例分析法：對比不同的案例比較、分析，歸納出共同點，引出教學(xué)重點。3、逆推法：采用逆推法來分析控制系統(tǒng)的工作過程，突破教學(xué)中的難點。教學(xué)準備：收集相關(guān)資料和圖片制作多媒體課件。三、說學(xué)法現(xiàn)行課標中強調(diào)學(xué)生

5、是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)習(xí)活動的引導(dǎo)者幫助者。本節(jié)課根據(jù)學(xué)情教法的分析，采用以下學(xué)習(xí)方法：1.自主探究法本節(jié)課內(nèi)容抽象，理論性強。學(xué)生在教師設(shè)計的問題情境中進行自主探究，通過這種學(xué)習(xí)方式，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，充分體現(xiàn)了學(xué)生的認知主體作用。在這一過程中，學(xué)生可以在老師啟發(fā)、引導(dǎo)、提示下沿概念框架逐步攀升。2.小組合作法學(xué)生以小組為單位共同完成任務(wù)，鼓勵優(yōu)秀學(xué)生幫助基礎(chǔ)較差的學(xué)生，通過在具有團體性質(zhì)的爭論中，學(xué)生就更容易發(fā)現(xiàn)差異，在思維的碰撞中，學(xué)生對問題的認識將會更加深刻。從而完成從具體到抽象、從模糊到準確、從單一到系統(tǒng)的思維訓(xùn)練。四、說教學(xué)過程根據(jù)本課教學(xué)內(nèi)容特點，結(jié)合學(xué)生的知識水平，設(shè)計教學(xué)

6、流程如下：（一）演示魔術(shù)，導(dǎo)入新課演示魔術(shù)：用手勢（意念）控制礦泉水瓶中的番茄包的升降和停止。設(shè)計意圖：從小魔術(shù)開始，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生自己參與體驗，并說出是什么控制著番茄包，如何控制的？引導(dǎo)學(xué)生揭開魔術(shù)謎底。并復(fù)習(xí)控制的概念。（二）、控制系統(tǒng)的組成前一節(jié)課我們已經(jīng)了解，具體的控制系統(tǒng)是多種多樣的。那么，控制過程包括哪些要素？應(yīng)該怎樣來表示控制的過程呢？學(xué)生思考回答后，教師總結(jié)：我們用框圖來描述控制系統(tǒng)。1、開環(huán)控制系統(tǒng)分析例1：教室的電燈開關(guān)控制過程。分析：一個輸入信號（如手拔動開關(guān)），對應(yīng)著一個輸出信號（如燈亮或燈熄）。如果用框圖來表示這個控制過程就是：輸入信號（手的動作）開關(guān)燈輸出信

7、號（燈亮或滅）。開環(huán)控制系統(tǒng)的特征：系統(tǒng)的輸出量僅受輸入量的控制，輸入量到輸出量之間的信號是單向傳遞。請問：生活中還有哪些開環(huán)控制系統(tǒng)？描述它們的工作過程和畫出控制框圖。討論回答，如：自動烘手機；紅外線感應(yīng)出水龍頭；銀行自動門等。例2：投飛鏢的控制過程。分析過程：設(shè)計意圖：通過兩個不同控制系統(tǒng)，分析其基本特征和工作過程，為下節(jié)課的開環(huán)控制系統(tǒng)的一般控制框圖的理解作好鋪墊。2、閉環(huán)控制例3：騎自行車的控制過程：分析過程：正是有了眼睛這個反饋環(huán)節(jié)，我們才能夠使自行車始終行駛在正確的道路上。騎自行車這個控制系統(tǒng)由以下部分組成：（1）期望值（基準值）道路的方向（2）比較器大腦（3）控制器大腦（4）執(zhí)行

8、器肢體（5）控制量力（6）被控對象自行車（主要是車頭）（7）被控量行駛方向（8）反饋環(huán)節(jié)眼睛（包括神經(jīng)系統(tǒng)）閉環(huán)控制系統(tǒng)具有多樣性，但他們的一般結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：3、控制系統(tǒng)的組成(以騎自行車為例)：（1）輸入量即控制系統(tǒng)的給定量。（2）控制器控制命令的發(fā)出者，即對輸入信號進行處理并發(fā)出控制命令的裝置或元件。（大腦）（3）執(zhí)行器將控制器發(fā)出的信號轉(zhuǎn)換成能影響被控對象的信號的裝置，即直接對被控對象進行控制的裝置或元件。（人的肢體）（4）控制量能對被控對象產(chǎn)生作用，從而使被控量發(fā)生變化的量，即被控對象的輸入，也即執(zhí)行器的輸出信號。（力）（5）被控對象對被控量進行調(diào)整時所操作的對象，即控制系統(tǒng)中所

9、要求控制的裝置和生產(chǎn)過程。（自行車）（6）被控量系統(tǒng)的控制目的，即被控對象的輸出，也即控制系統(tǒng)所要控制的量。（自行車的行駛方向）例4：可調(diào)光臺燈的控制中（不包括人），請指出控制器、執(zhí)行器、控制量、被控對象、被控量分別是什么？控制器：調(diào)光電路執(zhí)行器：調(diào)光電路控制量：旋鈕的旋轉(zhuǎn)角度被控對象：臺燈（主要是旋鈕）被控量：臺燈的亮度問：生活中還有哪些是閉環(huán)控制？如：保溫電飯鍋的保溫控制；空調(diào)的溫度控制，等。（三）小結(jié)學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容，并談?wù)剬W(xué)習(xí)本節(jié)課后的感受。設(shè)計意圖：由學(xué)生自己總結(jié)，談感受，可以培養(yǎng)學(xué)生歸納問題，表達思想的能力。共同總結(jié)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)：（四）課堂練習(xí)判斷下列控制系統(tǒng)是否屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，并畫出系統(tǒng)框圖。1、家用縫紉機的縫紉速度控制系統(tǒng)?；卮穑簩儆陂_環(huán)控制系統(tǒng)。分析，框圖