浙江省衢州市仲尼中学高二通用技术《4.2控制系统的工作过程与方式》第一课时教案

用心爱心专心1浙江省衢州市仲尼中学高二通用技术《4.2控制系统的工作过程与方式》第一课时教案【教材分析】本节是“控制与设计”第二节“控制系统的工作过程与方式”第１课时的内容，其内容包括“控制系统”与“开环控制系统”，是学生在学习控制在生活和生产中的应用后，进一步深入学习与探讨有关控制系统的组成和工作过程，并为下一课时进一步学习“闭环控制系统的基本组成和工作过程”打下基础。为此，我对教学内容进行了如下的处理：首先理解什么是控制，再到归纳出控制系统的一般特征，接着分析开环控制的系统的基本组成和工作过程，最后对开环控制系统进行设计和制作，其内容是逐渐的深入和深化。其中画方框图作为一种分析问题的方法和手段贯穿这些内容中。对于画方框图，重点不在于教学生怎样画方框，而是要教学生怎样利用方框图来分析和理解控制系统，怎样利用方框图把复杂问题简单化，怎样用方框图来表达自己的设计想法。【学情分析】学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。而且学生都有很大的创造潜能，只要为他们搭好支架，他们往往会有让你惊喜的表现。【教学目标】1.知识与技能目标(1)通过灯的开关、投影幕升降、婴儿尿湿报警器等控制系统案例分析，归纳控制系统的基本特征；(2)通过对音乐贺卡和自动门等典型案例的分析，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和工作过程，了解开环控制的基本特征；2.过程与方法目标(1)学会用方框图来归纳控制系统实例的基本特征，学会用方框图把复杂问题简单化；(2)借助老师搭建的支架，形成自己关于控制设计的创意，并学会用方框图表示自己的控制设计想法；(3)通过动手制作简单控制玩偶，亲自体验开环控制系统的组成和工作过程和原理。3.情感态度和价值观目标(1)通过魔术及控制系统的实物形成和保持学生了解控制系统、探究控制系统的兴趣与热情。(2)借助老师搭建的支架，形成自己关于控制设计的创意，从而体会创新的快乐，培养创新的精神。【教学重点和难点】分析和理解开环控制系统的基本组成和工作过程分析，学会用方框图描述开环控制系统的工作过程，学会用方框图来表达设计想法用心爱心专心2【教学流程】序号教学步骤教师活动学生活动1情景导入设置情景：走进教室，开灯，关灯；从最平常的事例开始激发兴趣2控制系统的基本特征1.提问：（1）才灯为什么亮了又灭了？电风扇为什么转得快了呢？（2）老师是怎样控制灯和电风扇的？（3）控制系统有什么共同特征？先引导学生归纳出控制系统的基本特征再在此基本上并画出其简单框图：2.马上行动指出下列事例是否是控制系统，如果是控制系统，请指出系统的输入、输出分别是什么？（1）自行车（2）打气筒（3）轳辘回答：因为老师在控制的回答：老师通过拔动开关控制灯的亮和灭，通过风扇的挡位控制风速归纳：一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）讨论、交流，分享结论电路、灯“开或关”“亮或灭”输出输入电机、扇叶风速挡位风速输出输入用心爱心专心33开环控制系统与闭环控制系统1.从游泳池的注水控制引出开环控制与闭环控制给游泳池注水，我们可以有哪些控制方式？这些控制方式有什么缺陷？2.计时器控制虽然实现了自动控，但准确度不高，请同学们分析计时器控制为何出现控制不准确的情况，怎样使游泳池准确达到给定水位？3.开环控制系统与闭环控制系统（1）开环控制系统：没有反馈，信息单向传递举例：电风扇速度控制、用计时器控制注水（2）闭环控制系统：有反馈，信息流向形成一个闭合环路讨论，得出：人工控制——费人力计时器自动控制——控制准确度不高分析，得出：因为在注水过程中有水流大小变化等情况（干扰），应加一个水位检测装置（反馈），当水位达到了，就停止进水（闭环控制）4开环控制系统的基本组成和工作过程1.引导学生归纳出用计时器注水控制系统的组成，并用简单框图表示其基本组成和工作过程：2.引导学生分析自动门的的基本组成和工作过程，并画出方框图:组成：门、电动机、控制器、传感器方框图：（略）3.引导学生归纳出开环控制系统的一般框图在老师引导下分析开环控制系统实例的组成和工作过程，并掌握用框图来表达控制系统的组成和工作过程的方法。5开环控制系统经典应用案例分析“希罗的自动门”控制的工作过程分析说明1.分析“希罗的自动门”的工作过程2.画出“希罗的自动门”控制方框图6体验开环控制系统1.说明纸猴的制作要求和制作步骤2.指导学生观察拉动线绳，纸猴表情的变化（图略）1.制作一纸猴，拉动背后的线（输入），纸猴的动作表情发生变化（输出）2.观察、体验输出信号与输入信号之间对应关系设定注水时间定时器阀门游泳池水位用心爱心专心47小结教师引导、补充学生归纳、整理本课内容，学习收获【板书设计】一、控制系统任何控制的实现，都是通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）二、开环控制系统控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。[分层练习]A类：声控灯控制系统中，传感器接收声音信号，经控制电路处理后驱动开关接通或关闭灯泡。该系统的控制对象是灯泡，控制量是（D）A．灯泡的发光B．声音的大小C．电源电压的高和低D．开关的通和断B类：自动烘手机的控制系统工作过程如下：红外传感器检测到手靠近时，鼓风机和加热电炉丝开始工作，当人感觉到手干了，并离开时，红外传感器测不到手信号，则鼓风机和加热电炉丝停止工作。该控制属于（B）A．手动控制，开环控制B．自动控制，开环控制C．手动控制，闭环控制D．自动控制，闭环控制C类：红外线水龙头控制原理是：当红外线感应器感应到人的红外线后，信号传输给电磁阀，打开水龙头，然后延时一定时间再关闭。这里水龙头的出水量是属于控制系统的（D）A．控制器B．执行器C．被控对象D．被控量