1、干扰因素第二课时教学设计

第四章

第三节

闭环控制系统的干扰与反馈

第一课时

干扰与反馈

海宁高级中学

陶涛

一、教材分析

本堂课内容选自普通高中课程标准实验教科书通用技术必修2《技术与设计2》第四章第三节闭环控制系统的干扰与反馈第一课时，是在学生对开环与闭环控制系统有了一定认识基础后，再具体讨论干扰与反馈对控制系统的影响。本章控制与设计是本书重点章节，而本节内容也是控制与设计中具体应用的基础，为学生以后的设计控制系统做了很好的铺垫。

二、学情分析

在本课之前，学生已经学习了两种重要的控制系统，开环控制系统与闭环控制系统。学生对这两种控制系统的区别已有初步认识，即从输出量是否会影响控制系统工作。在此基础上，引入干扰因素对开闭环控制系统的影响情况，分析比较其中输出量所受影响不同，学生容易更一步的理解开闭环控制系统的区别，即抗干扰能力。

三、教学目标

1.

知识与技能

能够分析出简单控制系统的干扰因素

理解闭环控制系统中反馈作用

2.

过程与方法

能够结合身边的案例找出干扰因素

3.

情感、态度与价值观

培养学生对控制系统的分析能力，能够从干扰因素的学习中引申到对学生和人生干扰因素的分析。

四、重点难点

重点：干扰因素；反馈与闭环控制系统的工作原理，开环与闭环控制系统的对比。

难点：干扰因素的判定，闭环控制系统的原理

五、教法学法

教法：积极引导学生，采用启发式、讲述式等方式教学，激发学生思维，以任务驱动学生思考。

学法：从分析案例，生活举例，理解干扰因素与反馈的原理。

六、教学过程

环节

新课引入

教学过程



活动引入，激发兴趣：

小游戏：第一阶段，让学生上台用乒乓球拍颠乒乓球。第二阶段，在学生平稳的颠球的时候，做一些干扰动作，加大颠球难度。第三阶段，让学生闭上眼试着颠球，其他学生监督其是否睁开眼。



反问学生，该同学颠球状态变差是其水平下降吗？指出本节内容：干扰与反馈。

以自行车前进保持速度为例，

问题1：骑自行车时会受到哪些因素影响？

学生回答：（风、雨、雪、坡度、路面情况等）

问题2：哪些因素是干扰因素？

先给出干扰因素定义，再次提问。

问题3：自行车可以看做是开环控制系统，那么是否只有开环控制系统会受到干扰？

设计意图

通过活动，引导学生建立了干扰与反馈的感性认识，并同时激发学生参与课堂学习的积极性。

从对干扰因素感性认识到理性认识过渡，初步建立概念。

开头以开环控制为例，为破除学生误以为只有开环受干扰的思维定势，引入闭环控制。并且在判断中，加深对干扰因素定义的理解。

建构

新知

以“马上行动”中冰箱的温度控制系统为例，先简要介绍冰箱工作原理，然后请学生判断是否是干扰因素。

列举生活中的干扰对生活和生产产生的巨大影响，但同时又设立反问，干扰是否都是不好的，能否利用，对应列举一些利用干扰的事例。比如，电磁干扰对音响设备的影响，利用干扰干扰敌军，罚球干扰对方球员等。

提出很多情况下，干扰还是需要克服，提出如何克服？

问学生，飞机会受到手机信号干扰而影响GPS工作，为了避免事故发生，常采取的措施是什么？从中指出可以找到干扰源，切断干扰——消除干扰。

再指出消除干扰的方法，在很多时候又不一定能够实现，比如家用电器之间的干扰、广场舞大妈影响了学生学习。指出此时无法消除，只能减弱干扰。并简单介绍铁壳屏蔽分支器。

最后给出提高干扰能力也可帮助克服干扰，并引出在控制系统中加入反馈。提出什么是反馈？

活动1：

小试验：让学生拿出纸和笔，先画一个大正方形，然后再闭眼后再画一次。比较发现不同。

指出此过程就涉及了反馈过程，引出反馈的定义。

再比较注水的开环和闭环控制系统，以及加热炉的温度自动控制为例，描述了面对干扰时闭环控制系统所作出的调节。

活动2：击掌互动

和一个学生进行击掌互动。然后，立刻解释该活动的，反馈工作过程，并联系前两个案例，指出反馈的工作过程为“通过比较输出与输入之间的偏差，并消除偏差以获得预期结果过程。”也即闭环控制系统的核心。

提出问题：开环与闭环在受到干扰的情况下，哪种控制系统受到影响小？为什么？

指出开环改闭环可以提高抗干扰能力。

课堂小结

1、理解什么是干扰

在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素

2、理解什么是反馈

控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程

课堂练习

作业布置

人生中有着很多的“干扰”

我们也要为自己增加“反馈”以

提高抗干扰能力

辩证的认识了干扰，也体现了技术问题来源于生活和生产，为下一环节铺垫。

引导学生理解克服干扰的前两种基本方法，第三种方法作为下一环节铺垫。并在这一环节中，培养学生辩证思考问题和解决方法。

以活动体验开始认识反馈的定义，以案例分析过渡加深理解，再以活动分析总结反馈的工作过程。

回归抗干扰能力方法的主题。

以总结来回顾课堂内容。作业布置，将学习延伸到课堂之外，加以巩固。

课堂升华

将本节内容升华到人生思考，培养学生自主学习意识。

七、课后反思

本节内容为闭环控制系统的干扰与反馈第一课时，主要引导学生理解干扰与反馈两个重要概念。对教材处理上，对教材中的一些案例和问题进行了适当的删减和增补。对教学内容上，也进行了详略处理。重点放在干扰因素及其克服中的反馈环节。

教学主要采用案例分析以及学生活动为主，意在让学生能在体验中学习，让课堂活跃起来，学生也积极地参与并很好的理解概念。

但本课存在一些不足之处，主要有以下几点：1.课堂活动的增多会导致时间掌控的不确定性。因此，自身在时间把握上还有待进步。2.课堂还缺少学生自主分析环节，需要在以后的教学中进一步涉及，让学生能够正在的应用到实践，能够独立分析。