3、功能模拟方法教学实录

高二通用技术《闭环控制系统的干扰与反馈》第3课时

——《功能模拟方法》教学设计

温州第二高级中学

郑立煌

【教材分析】 本课选自苏教版《技术与设计2》的第四单元“控制与设计”的第三节“闭环控制系统的干扰与反馈”中的第三课时的内容，主要是学习“功能模拟方法”。功能模拟方法是以功能行为的相似性为基础建立模型，用模型模拟原型的功能和行为的一种方法。教材首先以“加热炉温度的手工控制与自动控制”的比对案例来说明功能模拟方法。温度能自动控制的加热炉系统在上一课时是已经分析探讨过的案例。在这里重提就可以很好的与“手工控制加热炉”配对比较。但考虑到“加热炉”的案例较为单一，利用加热炉来进行主要知识的教学不利于学生思维的发散和迁移，因此本节课以生活中常见的倒车雷达系统进行教学。以解决生活中的问题出发，激发学生兴趣，发展学生的物化能力。 【学情分析】

在此前，学生学过了开环与闭环控制系统，对开环与闭环控制系统的组成也都有了一定的认识，这些再加上学生的生活经历都是学习本节的前提基础。但学生对于自主设计控制系统时还是有较大困难。因此此时引入功能模拟法可以有效帮助学生降低设计难度。本课主要通过大量的生活案例让

学生在分析案例的过程中逐步掌握功能模拟方法思想的，但对于功能模拟方法的理解还是有一定难度的，所以在实施教学时需要想办法去突破。

【教学目标】

根据教材分析与学情分析，我制定以下学习目标

1. 知识与技能 (1)

知道功能模拟方法是研究开发控制系统的常用方法。

(2) 掌握功能模拟法在开发控制系统中的初步运用。 2. 过程与方法 通过“人为观察倒车”与“倒车雷达”的类比分析理解功能模拟方法。

3. 情感态度和价值观 (1) 懂得功能模拟方法在控制领域的重要作用。 (2) 了解技术对社会的重要作用，提高学生学习技术的积极性。 【教学重点

】

功能模拟方法在控制系统的设计与分析中应用。

【教学过程】

（教学准备）

学生在经过之前两节内容的教学之后，已经了解了开环与闭环控制系统，对开环与闭环控制系统的组成也都有了一定的认识。但对系统的设计还很陌生，因此我用自动加热炉的

模型，进行前置教学。帮助学生在之后的学习中更加轻松。

通过该案例，引导学生对初步的系统设计有所了解，同时对上节课中的干扰与反馈进行复习。

（课题引入）

利用倒车发生事故的新闻，引入问题：如何减少倒车事故

的发生？借此引出倒车雷达。

（任务驱动）

任务一

尝试设计一个简易的倒车报警系统

（在学生设计的过程中发现，学生对于系统设计非常陌生，大多数学生一筹莫展，不知从哪里入手）

情境创设：加入你是一位新手司机，在没有倒车报警系统的时候如何解决倒车问题？

引出人为倒车报警，并让学生了解人为倒车报警的过程

任务二

以人为报警过程为依据，选用合适的部件进行倒车报警系统的设计

（学生活动中，学生可以通过人为报警过程，较为轻松的设计出倒车报警系统）

但是生活当中这种简易的倒车报警系统已经得到的了广泛的普及，但还是有很多人在倒车时发生事故。因此现在已经开发出了自动停车系统。

任务三

使用功能模拟法设计一个自动倒车系统

以人为倒车过程为依据

对学生设计的系统流程进行评价

（课堂总结）

尽管技术一直在蓬勃发展，但依然没有普及到每家每户。根据国家统计每年仍有数万人死于车祸，技术能帮助我们减少这个数字，甚至解决这个问题。人工智能或许也能有所帮助，但技术的明天亟待少年人的加入。

【教学反思】

学生在设计自动倒车系统时，仍有一些问题，同时学生会在开环闭环控制系统的选择上出现问题，在课后还需要针对性的练习。