高二通用技术地质版《技术与设计②》第四章第二节《控制系统的基本组成与工作过程》(第一课时)教学设计

1、控制系统的基本组成与工作过程（第一课时）教学设计一、教学目标分析1、知识目标：懂得什么样的系统叫开环控制系统，什么样的系统叫闭环控制系统。懂得识别系统框图。理解信息的反馈。2、能力目标：学会使用逆推法分析问题。3、情感目标：通过合作探究来提升同学们的团结合作精神。通过教师自制的模型作品的使用来感触同学们的创作意念。二、教学内容分析本节通过贴近生活实际的案例分析来让学生逐步了解系统框图，为后续“控制系统框图的绘制”及 “控制系统的干扰 ”铺好基础。这一课时的重点在开环控制系统的组成与工作过程分析，难点在闭环控制系统的信息通路及其比较环节的分析。三、学情分析学生在此前已有了一定的 “流程 ”、 “

2、系统 ”方面的基础，也有了一定的电学基础，对于系统的组成和系统的工作过程的分析应比较容易上手，特别本课时分析的光控窗帘、水塔水位控制系统都是贴近日常生活的实例，学生是比较感兴趣的，学生可以在比较轻松的氛围中掌握知识。四、教学策略无论何时何地的教学活动，学生始终是教学的主体，教师是教学的主导。如何把学生的思维引导到知识点上，启发学生自己分析解决问题是关键。在上课过程中投影图片、使用自制教具演示实验、展示实物的方式提高学生的兴趣，以此来降低课堂的枯燥乏味。整堂课的课件操作都使用自制的遥控鼠标进行操作，让学生感受到创作在课堂上的应用。在课中还安排一个容易做的小组实验，学生通过动手实验来加深对闭环控制

3、系统的理解在。在课堂最后再通过一个演示实验，把实验过程的分析留给学生作为课后作业去巩固。五、教学资源准备多媒体教室、教学课件、组合遥控鼠标灯1 套（自制）、红外线报警器1 台、水塔水位控制模型 1 套（自制）、光控窗帘模型1 套（自制）六、教学过程（一）引入1、教师从课前放好的报警旁边走过，报警器自动响起。教师：大家听到了什么？学生： 教师：哪些场合能见到类似的报警器？学生： （可能说到商场）教师：这些报警器都是能自动报警的，也就是说它是一种能实现自动控制的产品。那在我们身边还有哪些物品是有自动控制功能的呢？学生： 2、投影有自动控制功能的产品图片。教师：这是另外的一些自动控制产品。那它们是怎

4、样实现自动控制的呢？为了解这方面的内容， 那就让我们进入与自动控制有关的内容 控制系统的基本组成与工作过程的学习。 （投影课题）（二）新课1、展示光控模型，演示光控窗帘的工作过程。2、教师：这是老师自己制作的光控窗帘，它是怎样工作的呢？3、投影：探究一：如何让光控窗帘实现自动控制？有光否窗帘教师：窗帘由谁来开、关的？（非人工、自动、）学生： （电动机）教师：电动机由谁来控制它运转？学生： （控制电路，由它来控制电动机的正转反转）教师：控制电路如何知道何时让电动机运转？学生： （由一个能感知有光线否的传感器送信号给控制电路）教师：用怎样的装置感知有光线否呢？学生：用光传感器，教师：我们所整理出来

5、的这个光控窗帘模块框图， 也是老师在制作这个光控窗帘时的一个思路框图。（投影）教师：我们设计的光控窗帘中窗帘始终都被电动机控制， 所以窗帘是一个被控对象。 窗帘的开关动作始终由电动机来执行的，所以这里的电动机叫作执行器。而控制电路是控制着电动机运转的，所以这里的控制电路叫控制器。（投影）教师：我们这里的的传感器是根据什么判定该送信号给控制电路的呢？学生：有光否。教师： “有光否 ”就相当于给传感器一个 “输入 ”信号，而窗帘的开关就相当于一个 “输出 ”。（投影完整的光控窗帘框图）探究结果 1：光控窗帘系统框图教师：很明显，从上面的方框图可以很容易看得出光控窗帘的各组成部分，以及光控窗帘的工作

6、过程。象这种方框图我们把它称为系统框图。掌握系统框图的看法、画法对我们今后的设计工作有很大的帮助，就如懂看地图了到哪里都不会迷路。（投影）巩固练习1： 看红外线报警器实物，试分析报警器有无传感器、控制器、执行器、分别是谁？被控对象？5、教师：光控窗帘与红外线报警器都是自动控制系统中的一种。很多同学都会发现在一些比较高的楼房顶上都有一个蓄水塔。平时要往水塔里抽水，是不是需要有人亲自去水塔上开关水阀门的呢？学生：（不用）教师：如想了解得更清楚，请看我做实验（投影 “水塔水位控制系统模型”图片，简要说明各部位）探究二：水塔是如何实现水位自动控制的？教师：（展示实物，请一位同学说出各部位名称。开始演示

7、：将水位传感器定在第一条水位线，通电，水泵往水塔里抽水，水位到达传感器位置时水泵即停止抽水，从排水口排水，水位低于第一水位线时水泵又开始抽水；将水位传感器定在第二条水位线，重复上述操作。）请同学们相互讨论一下这个水塔的工作过程，试用系统框图来描述。学生：（讨论 1 分钟）教师：（引导学生归纳出水塔水位控制系统框图，着重推导信息反馈与比较环节的框图表达。）（三）实验探究（投影）送笔实验：每两人（ A 、 B）一个小组，A 同学伸开一只手掌仰放在离B 同学约 0.5 米远的桌面上。拿住一支笔伸向A 同学的手心，到达手心位置时松开笔，实验完成。再重复做两次。B 同学这个实验中的人的眼睛相当于什么？大

8、脑、手又相当于什么？有“输入 ”“输出 ”吗？这个实验有没有信息的反馈过程？请分析得出实验的系统框图。学生：（相互讨论、具体分析）教师：（请几位同学分析） （投影）定好笔要送到的位置笔的实际位置（四）小结对比（投影光控窗帘与水塔水位控制系统框图在同一屏幕上，对比两个系统框图的信息流向，给出开环控制系统与闭环控制系统的名称）（五）课外延伸将光控窗帘设成手控，演示手控窗帘的一个工作过程。教师：请课后探讨刚演示的手控窗帘的工作过程，画出它的系统框图。对于手控窗帘和光控窗帘 ,哪一种使用更方便？什么叫自动控制？如有可能最好几位同学组成一个小组合作设计一套比老师做的更好的窗帘！七、教学反思本课时内容较多，40 分钟上起来可能会比较紧凑，如果一课时的时间是45 分钟应正好。因为本课时的实例都是贴切生活的，难度不是很大，但“比较环节 ”的信息比较是有些