高二通用技术《控制系统的工作过程与方式》学案分析

1 / 9高二通用技术控制系统的工作过程与方式学案分析本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 高二通用技术控制系统的工作过程与方式学案分析教材：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：1 课时一、教学目标1.知识与技能目标(1)分析典型案例，熟悉闭环控制系统的基本组成。(2)能画出一个简单的闭环控制系统的方框图。(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)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。(2)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优良品质。2 / 9二、教学重点：(1)闭环控制系统的构成与判断。(2)闭环控制系统在日常生活中的应用。三、教学难点：闭环控制系统与开环控制系统的判别。四、教学方法：讲授法、任务驱动法、小组合作法、演示法、逆推分析法、游戏法五、设计思想1.教材分析“控制系统的工作过程与方式”这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统” 、 “开环控制”和“闭环控制”等三个内容。本课从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对闭环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。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“杆称”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)创设情境。生活中闭环控制系统的例子很多，如电冰箱的温度控制系统、抽水马桶的水位控制系统等，引导学生分析生活中的闭环控制系统工作过程和方框，加强学生3 / 9工作过程和方框图的理解和应用能力。(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：电饭煲，台灯，多媒体等。七、教学过程1.复习：（1）我们把控制系统分为：开环控制制系统和闭环控制系统（2）什么是开环控制系统？控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，称为开环控制系统。(3)开环控制系统方框图是:2.引入新课（1）案例分析：炮弹的控制系统下面是一个故事在解放战争时期,有一次战役中，有两个士兵，一个是老兵，一个是新兵，他们坐在防空洞外休息，突然有火炮攻击，那新士兵马上4 / 9在这炮弹的控制系统中有两种情况:一种是不进行调整只是按设定的距离开炮,没有因素影响可以打中对方,但要是有干扰或者有其它因素影响那就打不中对方了,达不到目的.另一种是加了一个(侦察兵)把控制系统的输出量(炮弹落的位置)返回到输入端(大炮到对方距离)进行比较,并对控制进行调整的环节,使能准确打中对方.（2）案例分析请同学们来试一试这两台台灯在控制中有什么不同?可充电台灯的控制系统可充电台灯只是开灯就亮,非常简单,但是亮度不能调节。可调台灯的控制系统可调台灯亮度可调,(它经过人的眼睛不断检测灯的亮度与人眼睛感觉舒适的亮度进行对比而进行调整,使达到人想要的亮度).（3）案例分析请问同学们在前面所学的游泳池的定时注水控制系统中有没有不足地方?有,当多人用水时进水管水压小,进水流量变小,时间到了还没有加到设定的水位。5 / 9解决办法是:增加一个检测游泳池水位的装置，把测量到的游泳池当前水位返回到该控制系统的输入端，通过与输入量对比，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。从以上控制系统案例可以看出，在系统的输入端和输出端之间,除了输入到输出传递信息外,还有从输出端返回到输入端的传递信息,(即控制系统把输出量返回到输入端与给定值进行比较,构成一条闭合回路。)3.闭环控制系统（1）闭环控制系统是：把控制系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。（2）闭环控制系统的方框图:（3）扩展思考(可调台灯的控制系统)可调台灯亮度是经过人的眼睛不断检测灯的亮度与人眼睛感觉舒适的亮度进行对比而进行调整,使达到人想要的亮度,但不方便,一定要有人调节才行。思考：能不能设计出不用人调节就能达到目的的控制？（4）体验闭环控制在日常生活中应用例如：家用电饭煲的做饭和保温的控制系统电饭煲的做饭工作过程普通电饭煲的做饭控制中，首先输入“做饭指令” ，按下6 / 9开关按钮,电热盘工作,煮饭开始,当内锅温度上升到限制温度（103）时,感温磁体失去了磁性,(感温磁铁在常温下具有铁磁性，但温度升高到 103时便失去了铁磁性，这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”)感温磁体和永磁体在弹簧作用下分开,触点开关分离,电热盘停止工作,电饭煲的做饭工作过程结束,电饭煲进入保温控制。思考与讨论：若用电饭煲烧水，水在沸腾以后是否会自动断电？若是电饭煲内，感温磁体和永磁体之间的弹簧断了,做饭过程中会是怎么样?电饭煲的保温工作过程当内锅温度下降到保温点（65）时，实施保温控制,内锅温度继续下降时,双金片发生变形,触点开关接通,电热盘工作,内锅温度上升,当内锅温度到升保温点（65）时,双金片又发生变形,触点又分离,电热盘停止工作,这样电饭煲就达到了保温的目的。思考与讨论：常温下两触点是接触还是分离？电饭煲的做饭控制系统和保温控制系统分别是开环控制还是闭环控制?写出它们的控制系统方框图?3.闭环控制系统7 / 9（1）闭环控制系统是：把控制系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。（2）闭环控制系统的方框图:（3）扩展思考(可调台灯的控制系统)可调台灯亮度是经过人的眼睛不断检测灯的亮度与人眼睛感觉舒适的亮度进行对比而进行调整,使达到人想要的亮度,但不方便,一定要有人调节才行。思考：能不能设计出不用人调节就能达到目的的控制？（4）体验闭环控制在日常生活中应用例如：家用电饭煲的做饭和保温的控制系统电饭煲的做饭工作过程普通电饭煲的做饭控制中，首先输入“做饭指令” ，按下开关按钮,电热盘工作,煮饭开始,当内锅温度上升到限制温度（103）时,感温磁体失去了磁性,(感温磁铁在常温下具有铁磁性，但温度升高到 103时便失去了铁磁性，这个温度称为这种材料的“居里温度”或“居里点”)感温磁体和永磁体在弹簧作用下分开,触点开关分离,电热盘停止工作,电饭煲的做饭工作过程结束,电饭煲进入保温控制。思考与讨论：若用电饭煲烧水，水在沸腾以后是否会自动断电？若是电饭煲内，感温磁体和永磁体之间的弹簧断了,做饭过程中会是怎么样?8 / 9电饭煲的保温工作过程当内锅温度下降到保温点（65）时，实施保温控制,内锅温度继续下降时,双金片发生变形,触点开关接通,电热盘工作,内锅温度上升,当内锅温度到升保温点（65）时,双金片又发生变形,触点又分离,电热盘停止工作,这样电饭煲就达到了保温的目的。闭环控制在日常生活中应用还有很多:例如：(1)电热水壶的温度控制(2)电热器的温度控制(3)饮水机的温度控制(4)马桶水位控制(5)空调器的温度控制(6)太阳能热水器的温度控制(7)电冰箱的