浙江省衢州市高二通用技术《控制系统的工作过程与方式》教案.doc

浙江省衢州市高二通用技术《控制系统的工作过程与方式》教案
一、教学目标
（一） 通过学生周边实例的分析，理解控制系统的含义。
（二） 掌握开环控制系统的基本组成和工作过程，学会开环控制系统方框图的画法。
（三） 对学生进行技术思想和方法的指导，使学生获得智慧并能积极分析身边的控制事例。
二、教学内容分析
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1课时。从总体上看,“控制与设计”这个单元按照控制的手段——控制系统——控制系统的设计这样的思路来组织教材内容。上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解,下节课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,因此，本课教学非常关键，是承上启下的核心内容。
三、学习对象分析
学生已具有电学基础知识和系统、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，这些知识和经验为教学中为学生寻找教材以外的案例提供了条件，同时也为电灯、亮度可调灯、声控灯等开环控制系统试验操作的顺利进行提供了可能。
四、教学策略分析
（一） 让学生的自发地、主动地学习。本课教学中以“芝麻芝麻”声控制开门控制系统等问题解决为主线，激发学生的认知，引导学生自发地、主动地解决问题。
（二）创设情境。引导学生分析生活中的开环控制系统工作过程和方框，加强学生工作过程和方框图的理解和应用能力。
（三）通过 “闭上眼睛写字”等试验让学生体会开环控制系统输入与输出的关系和工作过程。
五、教学重点、难点。
1．重点：控制系统的分析研究
2．难点：开环控制系统的各个量的分析。
六、教学过程
教师：本节课我们学习控制系统和开环控制系统
【板书】：控制系统 开环控制系统
（一）教师引导学生活动
1、“搜集我们周围使用控制技术的实例”活动情况交流
引入：回顾一下，上节课我们学习了控制，什么是控制？控制是人们为了使事物向期望的方向发展所采取的什么？手段。
改革开放以后，技术飞速发展，人民生活水平有了很大的提高。我们的社会，我们的家庭的许多产品运用了控制技术。
上节课我布置同学们搜集周围使用控制技术的实例，同学们能不能把你搜集到的控制技术说一下？
请几个学习活动小组组长汇报“搜集我们周围使用控制技术的实例”活动情况。可以使用电子稿。
第10组搜集的是《阿里吧吧和四十大盗》故事中的“芝麻开门”。故事里面主人公阿里吧吧对着门说一声“芝麻芝麻，开门吧！”， 门就开了，这是个用声音控制开门的例子。
教师：这是一个富有想象力的故事，这个故事出自哪部名著？技术发展到今天我们能把它变成现实吗？
由上述实例引导学生归纳控制系统概念
2、控制系统
用以完成一定控制任务的元、部件的组合。控制系统的输入输出之间有一定的对应关系——控制系统
老师：不管什么控制系统都是为了实现人的意图。同学们面对自然现象，不要怨天尤人，要增强人对自然现象的控制意识。
问题提出：这些控制系统是怎样组成的？他们的工作过程是怎样的？输入输出之间有怎样的对应关系？
这个也就是本节课的教学内容，下面我们来进行探究。
3、探究
（二）教师引导学生对常规灯与声控灯进行对比研究
1、不同点和共同点
教师：下面我们来探究一下它们的不同点，科学家的一个特点就是善于发现事物的不同点。
电灯中电流与开关操作之间的关系,可以表示为:
常规灯：
关(开关)——无电流,灯灭。
开(开关)——有电流,灯亮。
照明用的常规灯,具有几种状态？两种，点亮与熄灭。对应开关有几种状态？两种，开和关。
开——有电流,灯亮，关——无电流,灯灭。
对于亮度可调灯来说, 可以表示为:
亮度可调灯：
关(开关)——无电流,灯灭
开(开关)——有电流,灯亮
电阻减小——电流增大，亮度增加
对于声控灯来说,开关通过声传感器来操纵。
声控灯：
无声——无电流,灯灭。
有声——有电流,灯亮。
老师：不同点在哪里？
引导学生：不同点输入量、输出量不同，它们的组成不同。
老师：同学们，我们来比较一下，它们的共同点在哪里？
谁来归纳它们的共同点？科学家的另一个特点就是善于归纳共同点，我们知道，牛顿名言：“我之所以比别人看得更远，是因为我站在巨人的肩膀上。”牛顿三定律就是牛顿在前人实验的基础上归纳出来的。
引导学生：（共同点）输出与输入之间存在一种单向的逻辑关系。
有输入才有输出，有付出才有收获，输入是因，输出是果，输入和输出是因果关系。
共同点在哪里？
引导学生：共同点表现在技术上可以看成控制系统，可以使用相同的方框图来描述。
老师：能使用相同的方框图来表示吗？
引导学生：用下面的方框图表示。

2、进一步探究——由声控灯控制系统到一般控制系统方框图
老师：控制系统是怎样工作的？我们来探究一下声控灯控制系统的组成。
画出控制过程方框图

由具体到抽象：在这个控制系统中控制器、执行器、被控对象分别是什么？
引导学生：控制器、执行器、被控对象分别是声传感控制器、常开(断开)接点、灯泡。
【板书】：

教师对学生进行技术思想和方法的指导，使学生获得大智慧：由声控灯控制系统到一般控制系统方框图由具体到抽象的一个重要的思想和方法。开环控制系统方框图是对开环控制系统工作过程的总结和概括，如果说我们学习声控灯控制系统方框图只学到一个案例，那么，我们理解了开环控制系统方框图就等于学习了无数个同类型案例。如何让学习变成一件很快乐的事情？同类型题不需要做成百上千道，有数道练习就可以了，重要的是掌握做这一类型题的方法。
3、教师结合声控灯控制系统引导学生归纳开环控制系统概念：
提问：声控灯控制系统输出量对系统的控制产生影响吗？没有。
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。这种控制系统就叫做开环控制系统。
（三）知识迁移——由抽象到具体
请写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图，有兴趣的同学课后可以制作模型，把神话变成现实。
谁不懂写，请举手。
当你 明确“芝麻开门”声控开门系统是开环控制系统之后方框图
你可以把开环控制系统方框图拿出来，想一想，控制器、执行器、被控对象分别是什么？
引导学生写出：

（四）小试验：闭上眼睛写“控制系统”四个字。
徐老师是在教小学生吗？不是。要求学生体验输出、输入、控制器、执行器、被控对象分别是什么。
输入量：老师的指令 输出量：所写的字
引导请你写出“闭上眼睛写字”的控制过程方框图。

对比开环控制系统的方框图
分析：大脑——控制器，手——执行器，笔——被控对象
我们说闭上眼睛写字就是开环控制。
请同学们课后去试验：睁开眼睛写“控制系统”四个字。
思考：闭上眼睛写字与睁开眼睛写字的区别在哪里？为什么？
以色列的“定点清除”，能够把炮弹打到几千公里以外的行驶的汽车，这是为什么？是不是炮弹长了“眼睛”？对了，正是炮弹长了“眼睛”，这不是普通炮弹，而是导弹。导弹打得准是因为它具备了自动修正的能力。
睁开眼睛写字是否具备自动修正的能力？
从而提出新问题：在控制系统中如何才能具备自动修正的能力？这就是我们下节课程要学习的闭环控制系统

（五）练习
1、生活中还有哪些开环控制系统？
2、要求学生应用一般开环控制系统方框图在以下控制系统中任选2个画出其控制方框图。
公共汽车车门控制系统。
红绿灯定时控制系统。
防盗报警系统。
火灾报警系统。
音乐喷泉控制系统。
闹钟定时控制系统。
自动烘手机控制系统
游泳池注水控制系统
七、【板书设计】：

学生画的电灯、亮度可调灯、声控灯的电路图。
八．练习
A：电冰箱工作时温度设定在一定范围值，当箱内温度变化超过设定的范围值时，热敏电阻的阻值也相应地变化，通过热敏电阻的变化电流经过三极管放大器的放大，带动继电器，控制压缩的启动，实现电冰箱的温度控制。温度的变化量是（ ）
A、输入量 B、输出量 C、控制量 D、其他量
B：控制系统中属于自动控制系统的是（ ）
A、按钮开关控制 B、普通自来水龙头 C、花房恒温控制 D、汽车驾驶
C：“神六”在空中运行中，在地面人员对其发出变轨指令的过程中，其控制的对象是（ ）
A、返回舱 B、推进舱 C、轨道舱 D、整个飞船

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用心 爱心 专心