高中通用技术 控制系统的工作过程与方式4教案 苏教版必修2

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控制系统的工作过程与方式教　　材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：控制系统的工作过程与方式章　　节：第四单元　控制与设计第二节　控制系统的工作过程与方式课时：第２课时一、教学目标1.知识与技能目标(1)通过案例的分析，理解闭环控制系统的含义。(2)掌握闭环控制系统的基本组成和工作过程，会画闭环控制系统方框图。（3）熟悉闭环控制系统在日常生活中的应用。2.过程与方法目标(1)体会闭环控制系统输入与输出的关系和工作过程。(2)通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。(3)逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法。3.情感态度和价值观目标(1)提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望。(2)通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索，敢于创造的优良品质。二、教学重点对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。三、教学难点分析闭环控系统的基本组成及工作过程。四、教学方法讲授法、任务驱动法、演示法、逆推分析法、游戏法五、设计思想1.教材分析本课教学内容为苏教版《技术与设计2》第四单元“控制与设计”的第二节“控制系统的工作过程与方式”的第2课时。在学生学习了开环控制系统的基础上学习闭环控制系统的。上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解,这节课主要让学生进一步学习闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。通过本节课学习，主要教育目标是培养和提高学生的技术素养。我们知道，生活中有许多简单控制系统的实例，因此，本课教学要从学生生活经验出发，从实例分析入手，主要对闭环控制系统的工作过程、方框图进行分析。2.教学策略设计(1)让学生自发地、主动地学习。本课教学中以生活中最常见的控制系统等问题解决闭环控制系统的工作控制流程，激发学生的认知，引导学生自发地把生活中碰到的闭环控制系统的问题解决。(2)通过同一个问题用开环控制和闭环控制两种不同的方式来实现，让学生体会开环控制与闭环控制的不同及反馈的作用。(3)对学生进行现代技术思想和高科技思想方法的指导，使学生获得新信息。3.学情分析学生已学开环控制系统的基础知识和系统、控制等基本概念，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，这些已知知识和经验为教学中提供了条件，同时也为本节顺利进行闭环控制系统的学习提供了可能。六、教学准备1.教学资源的准备 多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件PPT、各类工具、日常生活中常用的杆称2.教学课件的准备教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。七、教学过程（一）开环与闭环控制系统工作过程的讲解案例分析1：游泳池的注水控制系统工作过程如下：在定时器上设定注水时间，开启进水阀注水，一旦时间到达，定时器就会通知进水阀门关闭，停止向游泳池注水，这一控制过程可用下图描述：定时器进水阀门游泳池水流量游泳池的水位设定时间师：像这种，系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递，我们称为开环控制系统。问：1.定时器注水控制有什么缺陷？（在进水时间内，进水管的水压变小，进水量变小，或者进水管在进水时间内突然断水，都会影响输出水位）2.如何解决这一系统存在的问题，使输出的水位达到设定的水位呢？案例分析2：游泳池的注水控制的改进解决方案：增加一检测装置，检测实际水位工作过程：首先设定水位，通过检测装置，检测水池内的实际水位，并把测量值返回到系统的输入端，与输入量比较，当实际水位比设定水位低时，控制器控制进水阀门继续注水，当实际水位达到设定水位时，控制器发出信号关闭进水阀门，用框图表示如下：检测装置+-控制器进水阀门游泳池水流量游泳池的水位设定水位师：像这种，输出量到输入量之间的信号形成一个回路，我们说它是一个闭环控制系统（出示开环控制与闭环控制的定义）（二）开环与闭环控制系统的区别1.出示开环与闭环控制系统两个系统方框图师：从系统方框图上看，开环与闭环的区别是什么？生：闭环比开环多了一个比较器和检测装置师：闭环比开环多出的这一环节我们称为什么呢？生：（表情疑惑）师：我们称为反馈环节师：所谓的反馈：将输出量通过适当的检测装置返回到输入端与输入量进行比较的过程。所以我们说开环与闭环的区别在于有没有反馈，而不是有没有检测装置。2.案例说明：有检测装置就是闭环控制系统这一误解问题：红外感应水龙头是开环控制系统还是闭环控制系统？生：闭环 生：开环师：为什么说它是闭环控制呢？生：有检测装置师：为什么说它是开环控制？生：它虽有检测装置，但是没有比较的过程师：是的，它是一个开环控制系统，系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递，虽有检测装置，但是其输出量没有与输入端的输入量进行比较，根据反馈的定义，这一控制系统没有反馈的环节，所以我们说它是开环控制系统。3.巩固与练习：（三）小结：这节课，我们一起学习了开环与闭环控制系统的工作过程，以及闭环控制系统中的反馈环节，在这里大家要注意开环与闭环的区别在于有没有反馈，而不是在于有没有检测装置。在一个控制系统里，学会判断有没有反馈环节，就是学会判断开环与闭环控制系统，它是辨别开环与闭环控制系统的关键。八、教学反思本节课学习的是开环与闭环控制系统的工作过程，及闭环控制系统中的反馈，从之前上课的流程来看，即先用一个课时讲完开环，在用一个课时完讲闭环，学生不能很好的区分两者的区别，且印象不深，所以这节课我做了调整，在第一课时，将开环与闭环的工作过程用对比的方式给学生讲解，在从系统方框图上，让学生自主找出两者的区别，这样，学生印象深刻，且容易接受，在讲完之后我还附加练习强化，在练习中，发现有少量学生仍然会将有无检测装置作为判断开环与闭环控制系统的一个依据，在课上，我都及时给予纠正。设计这一附加练习的原因就是为了排除学生的这一误解。