1、干扰因素教学设计第二课时

三门启超中学

SANMEN QICHAO MIDDLE SCHOOL

教学设计

科目 通用技术

年级 高 二

姓名 牟

先

武

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《控制系统的工作过程与方式之干扰因素》

教学设计

【学习目标】

1. 通过探究家庭缺水问题的原因，学会分析影响简单控制系统的主要干扰因素，提升学生工程思维。

2. 通过解决水压控制系统中的干扰问题，提升学生创新设计、工程思维素养。

3. 经历简单供水系统设计，学会处理控制系统的干扰问题，提升学生图样表达和创新设计素养水平。

【内容分析】

《闭环控制系统的干扰与反馈》选自高中通用技术苏教版必修2第四单元《控制与设计》第三节

干扰与反馈，这既是本节的重点，也是本单元的重点。教材首先对控制系统的“干扰”概念进行了定义：除输入量(给定量)以外，影响被控量变化的各种因素称为干扰因素。为了更好地理解这个定义，教材对多个实例的控制过程进行了分析，有人工控制系统也有自动控制系统，并进一步说明了干扰来源于环境和人为两个方面。教材又用了自行车“速度控制”和电视机“图像闪烁”这两个来自生活实例，进一步阐述了干扰对控制系统的的影响，最后则是分析、解决案例中的干扰问题。教材以干扰因素的概念呈现——分析案例中干扰——解决干扰问题，在层层递进中展开内容。与本节内容相关的核心素养主要有工程思维、创新设计和图样表达。

【学生分析】

本节课的授课对象设定为高二学生。学生在生活中已经对于控制系统有所了解，前期已经学习了控制系统的工作过程与方法，具备了足够的基础知识去更深刻地理解干扰因素概念。同时经过“温度控制”和“水位控制”等多个实例的学习，对于闭环控制系统有了一定的了解，基本具备了闭环控制系统主要环节和工作工程的知识。而干扰因素作为一独立概念初次与学生接触，对学生的认知能力或多或少做出一定的要求。通过前期学习，学生的通用技术核心素养已经有了一定的发展，思维方式已经较为严谨，对通用技术在生活生产中发挥的作用有着浓厚的兴趣，并具有较高的探究热情及学习兴趣。

【教学准备及课时安排】

1.教学准备

拍摄不同时段放水视频

2.课时安排：1课时

【教学重难点】

1.教学重点：

（1）分析影响简单控制系统的主要干扰因素

（2）学会处理控制系统的干扰问题

2.教学难点：

学会处理控制系统的干扰问题

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【教学策略】

活动探究、小组合作、讲授

【整体的设计构想】

整体情境：瑶瑶同学住在六楼，夏天晚上，常常是用水的高峰期，经常遇到水压不足，出水量小，影响家庭正常用水。为此，她探究影响水压的干扰因素，寻找减轻干扰影响的方法，并尝试解决用水高峰时出水量小、无水时的家庭用水问题。

【教学过程】

【教学活动】

任务一

：探究自来水水压控制系统的干扰因素

走入情境：播放早、中、晚三个视频

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活动开展

活动1：观看视频，陈述视频表达意思

观看视频，学生代表发言。

活动2：找出影响自来水水压的各种情况

活动开展

学生分组讨论，判断结果。学生展示答案，并解释。

引导学生，在答案中有干扰因素和输入量；在辨析中引出干扰因素

学习反思：初次接触干扰因素概念，从身边常见事例入手，降低理解概念难度，在后面练习再克服干扰因素，形成知识梯度。训练学生的工程思维。

任务二

：分析增压泵的水压控制系统、储水箱的水位控制系统

走入情境：瑶瑶同学初步学习控制系统的干扰因素后，尝试要解决高峰时出水量小、无水时的家庭用水问题，但她觉得无从下手。老师建议她先研究增大水压的“增压泵”工作原理以及储水箱的水位控制案例，看看是否可以学习它们的控制原理，看看能否用于解决高峰期的家庭用水问题。

活动开展

活动1：探究压力控制系统工作过程、干扰因素

探究水箱水位控制系统工作过程，干扰因素

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活动2：学生分组探究、讨论分析，两种方法的优缺点。

优点

缺点

任务三

：设计家庭供水系统

走入情境：瑶瑶尝试利用增压泵、储水箱来解决高峰期的家庭用水问题，为缺水家庭提供全面供水方案

。

要求：

1，低水压、甚至无水时，能为家庭正常供水；

2，储水箱内水不能流入公共总水管；

3，正常用水为设计目标，同时兼顾节约能源。

全自动增压泵

储水箱

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活动开展

活动1：设计供水方案，并画出示意图；

活动2：学生上台展示答案，并解释；不同设计方案的对比分析与评价。

学习反思：设计供水方案训练学生创新能力和图样表达能力；对比不同设计方案，训练学生工程思维能力。

应用拓展：

拓展视野，激发学生求知欲望

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