控制系統(tǒng)的工作過程與方式說課

一、說教材

1、本課所處的地位和作用

本節(jié)課是蘇教版“技術(shù)與設(shè)計(jì)2”第四單元第二節(jié)的內(nèi)容。從全章的知識結(jié)構(gòu)來看，“控制系統(tǒng)的工作過程與方式”是在學(xué)生學(xué)習(xí)了控制的手段與應(yīng)用之后編排的，是對控制進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。這些知識在生產(chǎn)和日常生活中有廣泛的應(yīng)用，與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)緊密相關(guān)。就本節(jié)內(nèi)容來說，它不但是理解控制系統(tǒng)的類型、組成以及它們是如何工作的基礎(chǔ)，而且也為下一節(jié)理解閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋打下基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)也有助于學(xué)生今后運(yùn)用簡單的控制方法解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的相關(guān)問題，發(fā)展學(xué)生良好的思維品質(zhì)。

2、教學(xué)目標(biāo)

（1）知識與技能

①知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程。

②能夠畫出簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖。

③初步掌握開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別。

（2）過程與方法

①初步掌握分析簡單的控制事例的工作過程以及對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和歸納的方法。

②體驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)觀察，歸納出閉環(huán)控制系統(tǒng)基本組成的過程。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過領(lǐng)略一些控制系統(tǒng)的奇妙，激發(fā)學(xué)生探索生活中喜聞樂見的控制系統(tǒng)的興趣，在體驗(yàn)性學(xué)習(xí)過程中，培養(yǎng)細(xì)心觀察和相互交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣與合作精神。

3、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程。

教學(xué)難點(diǎn)：能夠分析簡單的閉環(huán)控制事例的工作過程并畫出方框圖。

二、說學(xué)情

1、學(xué)生已具備的前期認(rèn)知基礎(chǔ)：電學(xué)的基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)的基本概念，控制系統(tǒng)和開環(huán)控制的基本知識以及觀察和使用簡單控制系統(tǒng)的生活體驗(yàn)。

2、生活中不乏簡單控制系統(tǒng)的應(yīng)用，學(xué)生對此往往習(xí)以為常。本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，正是要引導(dǎo)學(xué)生從技術(shù)的角度、用控制的思維看周圍的世界，分析其道理。

三、說教法和學(xué)法

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)的主要理論依據(jù)是主體教育、創(chuàng)新教育。教學(xué)中主要采用試驗(yàn)探索法和討論教學(xué)法。讓學(xué)生參與到課堂討論與動手實(shí)踐中去培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

蘇霍姆林斯基說過：“教給學(xué)生方法比教給學(xué)生知識更重要。”學(xué)生是教學(xué)活動的主體，在學(xué)法上主要采用“觀察、比較、實(shí)踐、探究、、歸納、總結(jié)”等方式。

四、說教學(xué)程序

1、創(chuàng)設(shè)情景、激發(fā)情趣

先讓學(xué)生觀察幾種控制事例（視頻、實(shí)物展示）：

事例一：海南環(huán)島自行車大賽（視頻）

事例二：提線木偶劇（視頻）

事例三：有趣的玩具咬人鯊魚（實(shí)物）

事例四：自動調(diào)光臺燈（實(shí)物）

從以上事例的引入，不但可以讓學(xué)生自主的發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)控制的意義，而且能喚醒學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生有親切感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2、比較分析、引入新課

設(shè)問：這幾個控制系統(tǒng)的組成有什么共同點(diǎn)？它們都是開環(huán)控制系統(tǒng)嗎？

引導(dǎo)學(xué)生通過比較分析，發(fā)現(xiàn)第四個控制系統(tǒng)與前面三個有所不同，這樣就給學(xué)生留下懸念以激起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲望和探索欲望，為下面的探究學(xué)習(xí)和教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)作好鋪墊，從而順利地進(jìn)入了本節(jié)課“閉環(huán)控制系統(tǒng)”部分的學(xué)習(xí)。

3、新課教學(xué)

（1）分組實(shí)踐、提出猜想

請學(xué)生利用桌子上的器材使小燈泡亮起來，解釋其控制過程，并將控制系統(tǒng)的方框圖畫在學(xué)習(xí)指導(dǎo)卡上。小組內(nèi)同學(xué)互相交流合作完成任務(wù)。教師可利用此環(huán)節(jié)引領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)上節(jié)課知識，為下一設(shè)問做鋪墊。

設(shè)問：這個控制電路是手動的開環(huán)控制電路，如果想讓它變成白天燈滅，夜間自動點(diǎn)燃的自動控制電路，你認(rèn)為應(yīng)該增加什么元件？

高中學(xué)生可能已經(jīng)完成了物理3-2模塊的學(xué)習(xí)，應(yīng)該認(rèn)識了常見的傳感器，知道應(yīng)該在電路中加上光敏電阻。即使沒學(xué)過，根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，一些學(xué)生也可能知道光敏傳感器。老師在這里不但要對學(xué)生的想法給予肯定還需要和學(xué)生說明，在這個電路中，要想實(shí)現(xiàn)小燈泡的自動控制，還需要電流放大電路如三極管和其他輔助元件。通過探討學(xué)生頭腦中會初步形成閉環(huán)控制系統(tǒng)的模糊概念，此時教師展示已經(jīng)做好的光控自動電路板。

（2）教師演示、學(xué)生探究

教師演示，學(xué)生觀察光控自動電路的工作過程之后分組討論探究，并嘗試將此控制系統(tǒng)的方框圖寫在學(xué)習(xí)指導(dǎo)卡上。教師此時要參與到學(xué)生中，巡查指導(dǎo)。不同小組之間也可互相討論交流。教師用多媒體展示學(xué)生所畫的方框圖，由學(xué)生自主評價(jià)后再與老師給出的規(guī)范方框圖做比較，從而在頭腦中形成閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本概念。

（3）分析論證、歸納規(guī)律

以小組為單位，結(jié)合方框圖師生共同探討結(jié)論。經(jīng)過不斷補(bǔ)充整合，歸納出以下結(jié)論：①系統(tǒng)的.輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制過程，我們稱之為閉環(huán)控制系統(tǒng)。②開環(huán)控制與閉環(huán)控制的區(qū)別是：開環(huán)控制輸入輸出一一對應(yīng)，輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響；閉環(huán)控制是在開環(huán)控制的基礎(chǔ)上多了一個由檢測裝置組成的環(huán)節(jié)。③閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。

（本環(huán)節(jié)圍繞教學(xué)目標(biāo)，為突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)而設(shè)計(jì)。由于高中學(xué)生已經(jīng)具備了良好的電學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和比較好的分析思維能力，所以先讓學(xué)生動手完成簡單的連線任務(wù)，通過教師提問，學(xué)生大膽猜想，嘗試將開環(huán)控制電路改裝成閉環(huán)控制電路，再通過教師的演示驗(yàn)證自動光控設(shè)計(jì)，師生共同分析論證閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成與工作方式。這樣處理，使本節(jié)課由淺入深，層層遞進(jìn)，使學(xué)生比較容易理解本節(jié)課的知識。）

4、規(guī)律應(yīng)用、首尾呼應(yīng)

（1）師生共同解釋簡單的閉環(huán)控制事例（包括基本組成和工作過程）

事例一：自動調(diào)光臺燈（實(shí)物演示）；

事例二：水位自動調(diào)節(jié)裝置（實(shí)物演示）。

（教師引導(dǎo)學(xué)生從他們喜聞樂見、容易接受的簡單控制事例的工作過程的分析出發(fā)，有助于學(xué)生運(yùn)用本節(jié)課所學(xué)知識解釋相關(guān)問題，鞏固所學(xué)內(nèi)容，發(fā)展學(xué)生良好的思維品質(zhì)。此處充分發(fā)揮了通用技術(shù)課來源于生活，又服務(wù)與生活的特點(diǎn)，使課堂生動活潑，更容易讓學(xué)生接受。）

（2）判斷下列控制系統(tǒng)是否屬于閉環(huán)控制系統(tǒng)，并說明理由。

家用縫紉機(jī)的縫紉速度控制系統(tǒng)；

電冰箱的溫度控制系統(tǒng)；

走道路燈的聲光控制系統(tǒng)；

交通路口紅綠燈自動控制（根據(jù)車流量大小改變紅綠燈時間）系統(tǒng)。

5、課堂小結(jié)、布置作業(yè)

（1）以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生自主小結(jié)；

（2）布置作業(yè)：課后練習(xí)題。

五、說板書設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的工作過程與方式