控制系统及开环控制系统（教案）---景丽.doc

课题名称控制系统及开环控制系统教材版本通用技术教材 苏教版技术与设计1教师姓名景丽 密云二中指导思想与理论依据指导思想：课程标准规定，通用技术课程的主要教育目标是培养和提高学生的技术素养，而技术素养中技术思想和方法又占有极其重要的地位。本课教学除了继续加深对技术与设计的知识深度和技能程度外，更是培养技术思想和方法的很好的平台和载体。理论依据：皮亚杰构建主义理论强调以学生为中心，强调学生对知识的理解和应用，主动发现和对所学知识意义的主动建构。通过实践，形成相关的技术知识体系。教学背景分析一、学习内容分析：控制系统及开环控制系统这节的内容是控制系统的基本组成和简单工作过程的第一课时，包含“控制系统”和“开环控制”两个内容。本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度重新认识生活中的控制系统，并分析其工作过程。二、学生情况分析：学生上一节已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作原理还缺乏了解。因此，应多贴近学生生活经验出发，从实例分析入手，逐步归纳出对控制系统的一般认识，并能对开环控制系统的工作过程、方框图进行分析。三、教学方法：主要采用“情境引入问题分析归纳总结”的方法展开教学。三、教学手段：老师设置情境，联系生活实例，引领学生分析。 教学目标知识与技能：1.了解控制系统2.熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程3.绘制开环控制系统方框图过程与方法：通过案例分析、讨论探究的方法，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。情感、态度与价值观：通过本节课的学习，感受技术与现实生活的紧密联系，增强学习技术知识的积极性。 教学重点和难点教学重点：1.开环控制系统的工作过程2.开环控制系统的方框图教学难点：开环控制系统的方框图教学流程示意图创设情境，引入新课控制系统涵义的构建开环控制系统分析实践巩固课后小结作业布置板书设计控制系统及开环控制系统3.开环控制系统方框图1. 控制系统控制目的控制手段控制对象2.开环控制系统教学过程教学环节教师活动学生活动设置意图创设情境声控猫引入新课 （声音，引起声控猫动）这个系统如何实现其功能的？其工作过程又是怎样的？这就是我们今天要学习的控制系统及开环控制系统看实物展示，观察声控猫的工作过程激发学生学习兴趣教学过程控制系统涵义的建构1、什么是控制系统：【案例分析】声控猫分析声控猫的声音输入、动作输出及中间控制装置。控制电路、电机、传动装置声音检测 猫动 （输入） （输出）任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。要想进一步了解控制，我们首先分析声控猫的控制问题：控制的对象是什么?控制要达到什么目的?采取什么控制手段?这个控制是通过哪些环节实现的？【马上行动】指出表中所列事例是否属于控制系统，如果是控制系统，请指出系统的控制三要素分别是什么，输入、输出分别是什么？控制对象控制手段控制目的电风扇风速控制红外自动水龙头声控灯强调：控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。输入对应着控制手段，输出对应着控制目的。回顾所学知识，并思考回答。按上节控制的三要素回答：控制对象、控制目的、控制手段。听讲 思考思考分析案例、填表温故知新，承前启后。引出控制系统概念了解控制系统体会控制系统输入与输出的对应关系找到控制系统输入与输出与控制三要素的对应关系。开环控制系统分析2、开环控制【案例分析】电动门除了输入与输出，还包括哪些环节呢？它的工作过程是怎样的？下面我们一起来分析：实物演示自动的工作过程，结合图形分析自动门组成，描述自动门原理，带领学生采用逆推的方法，分析自动门工作过程，确定其各个环节。介绍工作原理：当有人到达门前某一距离时，传感器感知，发出“有人”的信号；控制器（控制电路）接到传感器传来的信号后，思考，学习电动门的组成认识控制系统并认识其基本组成教学过程开环控制系统分析经变换放大后传给执行器（电动机）；电动机根据传来的开门信号转动；门被打开；控制器保持开门信号延时设定的时间后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。分析工作过程：门开关，需要电机的转动；电机转动受控制电路控制；控制电路接受传感器检测有无人。思考：如果门打开的中途被东西挡住无法继续全部打开，经过一段时间后是继续尝试打开还是关闭。类比：红外水龙头输出的结果对控制过程没有影响。控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这类控制系统称为开环控制系统。举例说明：机械猫，声控灯 开环控制系统方框图 输入量 输出量 控制器执行器被控对象控制量输入量：控制系统的给定量。输出量（被控量）：控制系统中所要控制的量，也是控制系统的输出信号。控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件。控制量：执行器的输出信号。被控对象：控制系统中所要求控制的装置或生产过程。【体验活动】闭上眼睛写字，分析这个控制系统的方框图【分析练习】分析声控声控猫控制系统首先分析机械猫是否为开环控制系统，再画出机械猫的工作过程猫的动，是受声音控制的；猫要动需要电机的转动；电机转动又受控制电路、传动装置等控制；声音引起声控猫的动，输入与输出是一一对应的。这一控制系统的工作过程可用下图描述：是否检测到 声控猫声音 的动作(输入) （输出）控制电路电动机机器猫转动理解电动门工作的各个环节理解方框图各个组成部分的涵义学习、理解方框图体会控制过程，理解方框图各个量的含义分析声控猫这个控制系统的各个组成环节画出方框图通过教师讲解认识开环系统方框图通过案例分析逐步掌握开环系统学生通过对声控猫的分析，进一步理解、掌握开环控制系统通过教师讲解，深入认识开环系统教学过程实践操作学生分小组组装小车模型：1.实现功能，能够运动2.简述其工作主要构成3.画出其控制方框图动手实践讨论回答完成方框图绘制巩固开环控制系统加深对开环控制系统的认识课后小结今天我们熟悉了控制系统、开环控制系统及其控制过程和控制方框图的绘制。控制三要素，控制系统方框图声控猫、自动门、小车的控制可能受其它因素的干扰，比如小车受前方障碍物的干扰，如何实现更加精确稳定的控制，下节课我们学习闭环控制系统思考系统知识总结本课内容，引出下一节内容闭环控制系统教学设计的特点本节课是第四章控制与设计中的重点内容，也是难点内容，涉及的概念多、又相互关联，学生理解起来比较困难，对此，教学从学生