1、控制系统设计的一般思路教学内容分析

凤凰高中通用技术教学参考书配套教学软件_教学设计

控制的设计与实施

教

材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书 通用技术（必修2）

文档内容：控制的手段与应用

章

节：第四单元

控制与设计 第三节 控制的设计与实施

课 时：第3课时

作 者：根据海南中学叶朝晖老师教学设计案例修改

一、教学目标

1. 知识与技能目标

（1）理解控制的含义。

（2）理解生活中的控制现象，明确其控制对象，控制目的及控制手段。

（3）理解控制在生产和生活中的应用。

2. 过程与方法目标

通过生活中典型案例的分析，学习控制的方法。

3. 情感态度和价值观目标

对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。

二、教学重点

理解控制的含义。

三、教学难点

理解生活中的控制现象，明确其控制对象、控制目的及控制手段；分析案例的控制过程与结果、体会控制技术应用的广泛性、重要性。

四、教学方法

教授、任务驱动、小组合作。

五、设计思想

1. 教材分析

本节是“控制与设计”第三节的内容，本节内容是要让学生对控制与控制技术有一个初步的感性的认识，知道控制技术应用的广泛性，对控制技术产生强烈的兴趣，为后面进一步学习控制系统方面的知识打下基础及提供学习动力。本节教学重点为理解控制的含义及控制在生产和生活中的应用。从学生熟悉的生活事例入手，运用案例分析方法，由浅入深在展开控制的概念。通过大禹治水、射手射击等控制的事例，说明人们要实现自己的意愿或目的，就要通过一定的控制手段。通过控制在人们日常生活和生产中运用的实例分析，进一步明确控制应用的广泛和重要。

2.

教学思路

首先从介绍古代各种控制装置入手，使学生对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，建立关于控制的初步认识和感性经验，通过“讨论交流”活动强化，形成关于对控制的现象基本认识，同时认识到控制及控制技术应用的广泛性以及学习控制与设计的意义。最后通过对控制装置（学生作品）的直接接触，加深对控制技术对认识和理解。

4. 学情分析

学生知道控制技术在生活和生产中的有着广泛的应用；对神奇的控制技术将会有强烈的兴趣和好奇心；对控制现象的理解还很模糊；不了解控制技术的内在工作原理，觉得控制技术很神秘很复杂。

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六、教学准备

1.相关学科知识：本单元要求学生具有初中物理学科电学基础知识。

2.教学器材和材料：多媒体设备、古代水车图片和学生作品实物（雨雾天自动关窗系统）。

七、教学过程

序教学教师活动

学生活动

号

环节

1

实例导（1）展示控制实例：我国古代的水车（图片）并简单介绍其控入

制过程和控制效果

踏车（人力）

了解控制实例

产生兴趣

牛车（畜力）

筒车（自动）

（2）导入新课：

知道学习控制设计知识这些水车在今天看来，是一些古老的控制装置，说明了人的重要

们认识并利用控制现象由来已久，控制并不是人类的天外来客，它渗透在我们生产和生活的方方面面。理解控制、善于控制，已经成为我们每个人日常生活中不可或缺的基本能力。今天我们就来学习有关控制设计方面的内容：第四单元第一节

控制的涵义

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2

什么是控制？

（1） 事物的发展与变化具有多样性.

果树

结不出果实

硕果累累

果实大

果实小

果实酸

果实甜

雨水

灌溉农田

发电

冲洗物品

洪涝灾害

(2) 马上行动：

指出下列事物发展与变化的多种可能性：

鱼塘： 、 、

成熟的西瓜： 、 、

计算机网络： 、 、

讨论交流，得出结论：（参考）

鱼塘：鱼多、鱼少、鱼大

、鱼小

成熟的西瓜：瓜甜、瓜不甜、瓜大、瓜小

(3)控制的涵义：人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手计算机网络：交流与传段，使事物向期望的目标发展，就形成控制。

播信息、传播病毒、传播不良信息

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3

控制现象

（1） 在我们的生活和生产中有很多通过一定的手段实现控制的例子：

4

控制的实现

a) 射手通过瞄准，使箭射中靶心

b) 人们通过电冰箱获得适当的温度

c) 先进的生产流水线，通过计算机的“指挥”，实现自

动化生产等；

通过讨论和交流回答：（2） 马上行动：

（参考）

在你生活中，还有哪些控制事例，请按如下方面表述：

1.通过换挡，使电风扇通过

（手段），使 达到一定的风速

（对象） （目的）

2.通过转动车把，使自行车改变行驶方向

3、……

1.分析导入实例——古代的水车（踏车和筒车）引出人工控归纳：

制和自动控制概念：

踏车——人工控制

控制的实现需要通过事实上的手段，前面我们提到踏车和筒筒车——自动控制

车的控制手段有什么不同？哪种更省事更先进？

2.控制手段的发展

踏车——筒车——木牛流马——

归纳：

现代自动化控制技术——智能机器人

随着科学技术的发展，3.马上行动：

控制手段也在不断进把你所了解的人工控制和自动控制的事例填在下面的横线步，自动化程度也越来上。

越高

人工控制：

自动控制：

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5

广泛应（1）控制的应用自古就有，并在近代得到了迅速的发展，它涉（一）控制在生活中应用的控及到社会生活的各个领域。

用：空调、自动取款机、制技术

（2）请同学们举例说明控制在生活、工农业生产及军事国防中自动水龙头、自动门

的应用：

（一）控制在生活中的应用：

（二）控制在工农业生产中的应用：

（三）控制在军事国防中应用：

（二）控制在工农业生产中的应用：自动生产线、温度适时控制、湿度适时控制、农田节水灌溉

（三）控制在军事国防中应用：精密制导导弹、神舟飞船

6

亲身感展示学生作品：雨雾天自动关窗系统（实物）

受控制让学生亲自上来演示其控制效果和工作过程

通过亲自试验、观察得出：

技术

提问：该控制事例中，控制对象是什么？控制目的是什么？控雨雾天自动关窗系统控制手段是什么？

制事例中，控制对象窗户，控制目的是使窗户在下雨或起雾时自动关闭，控制手段是通过一检测控制电路检测雨雾信号，一旦有雨雾，就通过控制电路启动电机，通过电机转动来带动窗户关闭，实现自动关窗

八、教学反思

这是“控制与设计”的第一课。本课主要任务之一就是，要让对“控制”几乎是毫无了解的学生从技术的角度建构起对“控制”的基本构架，这是一个比较难的目标。可以说，本《设计》为比较好的达成此目标提供了保证。这个设计有如下几个特点：一是从水车实例导入，从而降低了学生理解陌生概念的起点；二是课程环节的安排符合理解陌生概念的认识规律，层层递进，逐步深入，从而降低了学生理解问题的坡度。实例导入——初建概念——列举现象，强化概念——控制实现，引入正题——控制应用，引起重视—

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—感受控制技术，进一步激发兴趣。这样的环节安排，目标明确，集中力量解决主要矛盾——控制概念的建立。所有环节的安排都是为解决这个主要目标服务的。而安排让学生亲身感受控制技术的环节，这是对概念建立的强有力的补充。如果没有这个环节，控制概念对学生来说还是比较虚幻的。因而也是不稳固的。有了这个环节，不仅可以强化控制概念的建立，而且还能提高学生对本课题的兴趣，为后面的课程奠定了较好的感性和理性基础。