开环控制系统的体验与应用——警示铃原理的迁移

1 / 8 开环控制系统的体验与应用 警示铃原理的迁移 文 章来源 m 开环控制系统的体验与应用 警示铃原理的迁移 符文慧 【教学目标】 一、知识与技能 1、能从体验设计的角度理解控制的一般概念和开环控制系统的工作过程与方式 2、了解简单的控制设计的基本知识 3、能从开环控制系统的设计过程中再次体验方案的构思方法过程 4.能运用已学知识进行迁移，结合现实，发展创新能力。 二、过程与方法 1、经历将控制的基本知识应 用于技术实践的过程，初步掌握控制的基本思想和方法，形成清晰的体验控制并进行应用的基本思路，发展创新精神和理论用于实践的能力。 2、经历控制系统的组装、调试、体验、迁移、设计、和评价的活动过程，初步掌握基本的技术学习方法和技术探究方法，具有初步的参与技术活动的能力，发展技术的决策2 / 8 能力、创新能力和终身学习能力。 三、情感、态度、价值观 1、熟悉从事技术活动必须具备的品质，能够安全而又负责任地参加技术活动，具有良好的合作和交流的态度，养成严谨、守信、负责、进取等良好品质。 2、体验技术问题解决过程的艰辛与曲折，具有克服困难的勇气和决心，培养不怕困难、不屈不挠的意志，感受解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦。 3、认识技术的创造性特征，形成实事求是、精益求精的态度，培养富于想象、善于批判、敢于表现个性，勇于创新的个性品质。 4、在控制的体验应用过程中，学会运用已学知识从体验中进行再次分析总结，结合实际进行迁移，运用知识进行实践，培养学生的创意意识和能力。 5、在小组合作探究模式中，培养学生们的团队精神和协作能力，培养学生的自我组织能力和自我表现能 力。 【教学内容分析】 本节课，不完全属于教材的某一个章节，既用到了我们方案的构思方法中的迁移法，又讲到了控制系统的工作过程与方式，同时也涉及到了控制系统的应用。主要以自动门开环控制系统进行复习 -发现 -迁移，帮助学生打开迁移应用的思维，组织学生调试并体验 3 中不同的警示铃开环控制电路3 / 8 的搭建，让学生在巩固和总结开环控制系统的工作过程与方式的基础之上，进行开环控制电路的迁移应用设计，从而扩宽学生对开环控制应用的宽度和广度，紧密结合现实生活和课堂，开发学生的创新能力和创新意识。 在教学 的设计中，还涉及到对教材其他章节内容的整合，例如：本章前两节的控制对象、目的的分析，以及必修一中设计的评价和交流，设计图样的绘制，方案的构思方法等内容。 【学情分析】 1.学生已经使用过设计的技术语言对设计的过程和方案进行描述； 2.学生已经经历了控制的手段与应用，控制系统的工作过程与方式干扰与反馈课程内容的学习，对于简单开环控制电路能理解其控制原理并进行表达描述。 3.学生经历了运用方案的构思方法来构思表达的自己的构想和设计。 4.学生在体验设计制作中对电 子控制系统内部电子元件，如光敏电阻、振荡电路、红外发光二极管，光敏三极管等的工作原理不了解，给控制的组装和调试带来了一定的困难；教师需要用通俗的语言补充解释其作用，以利于学生的学习。 【教学策略】 4 / 8 在课堂教学中，主要以导做育人的教学理念开展实践课堂教学，通过演示迁移启发、小组合作探究、组装调试、分析表达、迁移应用、能力展示等教学方法和策略，在教师的指导下，通过学生动手实践让他们亲自体验技术试验往往是一个曲折的过程，提高学生动手实践能力，培养学生科学的精神和严谨的态度。通过开发学生的创新思 维，让控制设计的理论知识在现实生活中得以运用扩展，培养学生的创新意识和能力。 【教学资源】 按钮开关、蜂鸣器、干电池、导线、光敏电阻、红外发光二极管、光敏三极管、电路连接器。 多媒体设备 【教学过程】 导入：听声辩物小游戏 师：请同学们以小组合作的模式展开竞答，听以上 4 段声音，判别声音的来源。 学生抢答，加分 师：这些声音起到什么作用？（警示、提示、警报的作用） 师：警示铃在我们的生活中应用十分的广泛，那警示铃是如何设 计的？电路如何实现控制？就让我们一同来走进今天课堂内容的学习 控制与设计 警示铃的迁移（幻灯5 / 8 片显示主题） 师：让我们以自动门为例一同复习知识点并分享我的发现与迁移，请说出自动门的控制方框图。 生：回答自动门开环控制方框图 师：这是之前学习过的知识点，那你们有什么发现么？老师给你一点提示：迁移。引发学生的思考，通过迁移，我们能从现有的控制电路得到什么？ 师：如果我们把其中一两个控制部件换掉，我们会得到什么？如将输入量换成光线强度，通过光线强度来控制门或窗的打开，我们能得到什么样的控制系统 生：光控房 师：展示自制教具光控房 （教师用教具演示迁移后得到的光控房的工作过程，以此引发学生的思考，积极寻找生活中的联系） 师：这是老师的发现，那你们呢？又能有什么发现？让我们一块来证明自己的迁移能力，进入实践环节，今天我们实践的主题就是警示铃的迁移，我们看下任务安排 （课件显示任务安排）介绍学生动手实践的环节任务 师：请同学们以小组为单位进行组装并体验调试电路，分析其电路控制的过程，并画出其控制电路图，完成调试后，请对该电路进行迁移，并用草图表示其在日常生活中所有可能的应用。 6 / 8 15min 学生思考并组装 学生展示并分享：组装好了之后请几个小组的同学上来展示其电路的工作，根据方框图说一说其工作过程，并用草图表达迁移后的警示铃在生活中的应用。 课堂小结：今天，咱们一块以控制的设计为基础完成了对警示铃进行迁移的探究活动，同学们以小组为单位进行了分工合作，从搭建电路到绘制方框图，从集思广益谈 迁移到讲台上精彩的展示和分享，同学们表现的非常出色和精彩，我希望同学们在巩固知识点之外还能有所获，无论是团队合作精神、动手实践的能力，还是创新的意识和能力。通用课本该就是提升自己技术素养的地方。最后，留一道扩展题给同学们回去思考：今天我们对警示铃的各个部件进行了迁移，得到了很多的发现和创新，那么，如果我把被控对象换成电风扇、灯或其他对象呢？我们又会有哪些发现和收获？这些都留给你们课下进行讨论并迁移！ 【教学反思】 准备一节公开课真的不容易，虽然只是短短半个月的时间，但是我经历了很多，也学 到了很多，这些经验都将会是我宝贵的财富！ 最开始，面临的第一个难题便是选题，一节课能不能上好，上出效果，选题是关键。一开始我就将课题定位在容易出活动，有实践，能体现学生的参与互动的几个特点，最后7 / 8 纠结于结构的设计和控制的设计这两个课题。结构的设计容易实践，学生也感兴趣，但是太多优秀的教师已经在这个课题上有所挖掘和分享，这样一个课题落在我身上，着实给我出了个难题。所以我选择了控制设计这个课题，一方面是这个课题很少有老师涉及，容易出新意，另一方面便是我想把我自己设计的教具运用到刀刃上。 课题定 下之后，接着面临的是教学设计的问题，我这节课如何构思？如何找准切入点？这节课涉及到了很多电路设计的问题，对于学生来说很难把控，也难以在课堂时间的限制下来完成设计和实践，而且从无到有的电路控制设计，对于一个高中生而言真的还不是个容易的事情。这最主要的问题还是在于学生的设计思路被限制，没有找到一条高效简单的设计思路。这让我突然想到了，技术与设计 1 中提到的方案的构思方法，这节内容教会学生运用高效快捷的方式来构思自己的设计方案，如模仿法，迁移法，奇特性构思法，这些方法帮助学生找到一个全新的构思角度，既然方案的构思可 以用，难道控制电路的设计就不能用么？答案必然是否定的，恰恰相反，构思方案的方法不仅可以运用在控制电路的设计中，而且，它还会带来意向不到的发现和收获。而这就是我一直在寻找的开环控制系统体验与应用的切入点。这节课我的重点是让学生学以致用，学生在掌握了开环控制的工作过程与方式的知识基础上，运用开环的控制知识来进行8 / 8 设计，而用迁移的方式来引导学生去分析控制电路，设计控制电路，不仅能实现我的教学目标，而且能够快捷有效地拓宽学生的设计思路，开发学生的创新意识，学会从生活和知识中寻找联系和契合点，让乏味的课程知识绽放出学生 创新的花蕾。真正地从做