《第二十四中學(xué)高中通用技術(shù)《技術(shù)與設(shè)計2》4.2《控制系統(tǒng)的工作過程和方式》第二課時教案蘇教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第二十四中學(xué)高中通用技術(shù)《技術(shù)與設(shè)計2》4.2《控制系統(tǒng)的工作過程和方式》第二課時教案蘇教版（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 二十四中教學(xué)案例紙 課題名 稱 課標 要求 考綱 要求 教學(xué)目 標（知 識與能 力、過 程與方 法、情 感態(tài)度 價值 觀） 教學(xué)重 點 教學(xué)難 點 教法 運用 教學(xué)背 景分析 （教材 分析、 學(xué)生分 析） 課前準 備  控制系統(tǒng)的工作過程和方式（第二課時） 1、 熟悉簡

2、單的閉環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程。 2、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用。 3、 掌握閉環(huán)控制過程的一般描述方法。 1、 熟悉簡單的閉環(huán)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程。 2、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用。 3、 掌握閉環(huán)控制過程的一般描述方法。 （一）知識與技能 1）熟悉簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程。 3）能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。 （二）過程與方法 經(jīng)歷“回想—分析—聯(lián)想—猜想”的思維過程， 同學(xué)和老師充分溝通和交流， 將前面所學(xué) 的結(jié)構(gòu)、

3、 流程、系統(tǒng)的知識與控制的基本知識相結(jié)合并應(yīng)用于具體問題的分析， 培養(yǎng)創(chuàng)新 精神。 （三）情感、態(tài)度、價值觀 提高對生活中技術(shù)問題的敏感度， 引發(fā)學(xué)生的探究欲望， 并能保持積極審慎的態(tài)度。 培養(yǎng)學(xué)生愛技術(shù)，愛學(xué)技術(shù)，愛用技術(shù)的良好習(xí)慣。 通過具體控制系統(tǒng)案例的分析，培養(yǎng)學(xué)生的分析控制系統(tǒng)的能力，能說清楚簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，以及它們是如何實現(xiàn)控制的。 開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的分析和對比。 根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點及教學(xué)目標上的要求 , 我主要采用了教師講授、 學(xué)生閱讀、實物演示、討論交流等教學(xué)方法，運用多媒體展示等教學(xué)手段。讓學(xué)生自主思考，教師

4、充分引導(dǎo)， 發(fā)揮學(xué)生的主體主動性。通過多媒體展示案例，實物案例，學(xué)生分析案例，教師點撥，讓學(xué)生自主思考，以及分組討論，然后形成結(jié)論，最后教師總結(jié)，并點明本節(jié)課的知識點。本節(jié)課主要是通過師生互動與交流來達成。 學(xué)生學(xué)習(xí)了第一節(jié)控制手段和應(yīng)用，理解控制的含義，但對什么是開環(huán)控制什么 是閉環(huán) 控制是空白，這就需要通過多個案例進行對比才 可以讓學(xué)生掌握開環(huán)控制和閉環(huán)控制以及它們的組成和工作過程。在本主題中，根據(jù)課程標準的要求，以及限于學(xué)時以及高中 學(xué)生現(xiàn)有的知識水平，對控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器、傳感機構(gòu)和被控對象等環(huán)節(jié)只限定于一般性的理解，不作進一步的要求，不去探討其內(nèi)部的工

5、作過程，只了解其輸入和輸出之間的關(guān)系就可以。 本節(jié)內(nèi)容是本章的第二節(jié)，是本章的教學(xué)重點。教材從學(xué)生熟悉自行車行駛的速度控制和電風(fēng)扇的風(fēng)速控制開始，在根據(jù)學(xué)生的知識水平引入游泳池注水系統(tǒng)控制以及改進游泳池注水系統(tǒng)控制，從而達到對開環(huán)控制和閉環(huán)控制的分析和對比的目的。再者根據(jù)開環(huán)控制和閉環(huán)控制的工作過程分析，讓學(xué)生掌握分析控制系統(tǒng)工作過程的方法。典型案例及圖片的搜集，課件制作。 （一）導(dǎo)入 組織學(xué)生游戲： （ 1） 在墻上貼一張畫有娃娃臉輪廓的頭像，參加游戲的同學(xué)在畫前 3 米的地方蒙 上眼睛，然后走向頭像，并用手中的畫筆給畫添上鼻子或眼睛。 （

6、 2） 不蒙眼睛的情況下，畫鼻子或眼睛。 點評：（ 1）畫得東倒西歪，很有意思。 （ 2）畫得又準又好。 師：兩種工作過程一樣嗎？ 生：不一樣。 師生總結(jié)區(qū)別： 不蒙眼睛時， 我們可以調(diào)整自己前進的路線和畫筆的落點， 反之， 由于看 不到目標，我們無法對前進的路線和畫筆的落點進行調(diào)整。 師：我們這節(jié)課一起學(xué)習(xí)兩種不同的控制系統(tǒng)以及它們的工作過程。 （二）進行新課 利用游 泳池注水問題引入閉環(huán)控制系統(tǒng) 進水管的水壓會在注水過程中發(fā)生變化， 比如水壓會變小， 此時若還使用前一種注水系統(tǒng)， 教 會

7、導(dǎo)致 什么問題？ 學(xué) （學(xué)生活動） 過 設(shè)定的時間到了，游泳池的水還沒有達到預(yù)期的水位。 （引導(dǎo)分析） 程 如何解決這一問題？ 設(shè)計該控制系統(tǒng)的目的：在存在干擾因素的情況下，如何克服干擾，達到預(yù)期目標。 在存在干擾的情況下， 我們可以想辦法消除掉它對被控對象的影響， 使事態(tài)的發(fā)展回歸正 途。 我們可以借鑒如下的例子： 我們來分析一下人拿杯子這個動作完成的過程。 人在打算拿桌子上的杯子時， 首先要看一下，杯子的位置與自己手的距離有多少，然

8、后人的大腦會命令自己的手做出動作，向減 少這個距離的方向移動， 同時不斷的觀察兩者之間的距離還有多少， 直到人的手碰到了杯子，大腦就命令手停止運動，杯子也就拿到了。這個過程可以用下邊的圖來表示。 人類行為控制系統(tǒng)舉例 人就是通過這個過程來完成拿杯子這個動作的。 在這個例子中， ①杯子的位置作為人控制手要達到的位置（給定量） ， ②人眼一方面感知該控制系統(tǒng)輸出量即人 手的位置命令另一方面得出它與給定量之間的 差距，大腦相當(dāng)于控制 器， ③人手兼職執(zhí)行機構(gòu)和被控對象雙重角色。 顯然該系

9、統(tǒng)具備較高的控制精度且抗干擾能力強， 其原因就在于它將給定量與所檢測的被 控量進行比較， 也就是說我們?nèi)绻黾訖z測和比較環(huán)節(jié)， 就能解決干擾的問題， 做到高精度的控制。 在進行完這種思考后，我們回過頭來解決注水的問題就有底氣了 。 把輸入量設(shè)定為“預(yù)期中的游泳池的水位” ，增加一個檢測游泳池水位的裝置，把測量到 的游泳池當(dāng)前水位返回到該控制系統(tǒng)的輸入端， 通過一個具有計算功能的裝置 （比較器），來與輸入量相減，當(dāng)實際水位 比設(shè)定水位低時，控制器控制進水閥門繼續(xù)注水；當(dāng)實際 水位達到設(shè)定水位時，控制器發(fā)

10、出信號關(guān)閉進水閥門。 6、引入閉環(huán)控制系統(tǒng)的定義，并抽象出閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖 經(jīng)過改進后 的游泳池注水系統(tǒng)，增加了輸出端到輸入端的信息傳遞，即把輸出量返回到 輸入端與給定值進行比較，構(gòu)成了一條閉合回路。 我們把這種系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過 程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 （學(xué)生活動） 閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： 7、初步從三個方面對比分析開環(huán)和閉環(huán)兩種控制系統(tǒng)的特點 ①系統(tǒng)的組成和控制的過程 ②成本 ③控

11、制的精度和抗干擾能力 8、舉例分析生活中的控制系統(tǒng) 要求：判斷出屬于哪種控制系統(tǒng)，并以方框圖的方式給出分析 對一種自動裝置的設(shè)計和分析， 通常都是從輸入量給定開始， 到輸出量穩(wěn)定為止來分析其工作過程的，一般不把人作為環(huán)節(jié)加入其中。 PPT 板 書 設(shè) 計 本節(jié)課通過對開環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)的探討， 有助于學(xué)生將日常所見控制事例上升到運用技術(shù)思想和方法理解并分析，并學(xué)會應(yīng)用相應(yīng)的控制方法來解決現(xiàn)實生活中遇到的問題。 本課從回顧控制入手來引出控制系統(tǒng)， 從實例的分析開始， 與學(xué)生共同歸納、 抽象實例課 后 反 的特征，引出開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的相關(guān)分析。 思 在分析開環(huán)游泳池注水控制系統(tǒng)的時候， 一開始先籠統(tǒng)的針對整個控制系統(tǒng)來分析， 然后 再深入內(nèi)部具體環(huán)節(jié)和部分，這樣的認識過程便于降低分析的入門難度。 在引入閉環(huán)控制系統(tǒng)部分， 我個人認為有必要在此就引入干擾的說法， 然后針對如何消 除干擾的影響達到預(yù)期目標來改進控制系統(tǒng)，這樣即便于理解也為后續(xù)課程做好鋪墊。