资源简介

《开环控制系统》教学设计
一. 教学分析
1. 教学内容与任务分析
本节课选自苏教版高中通用技术《技术与设计2》第四单元第二节第二课时的内容，《技术与设计2》是在《技术与设计1》的基础上进行的一种专题性设计。本节课是“控制的手段与应用”学习的进一步深入和细化，更是“控制系统的设计与实施”学习的前提，具有承前启后的作用,与下节课内容“闭环控制系统”互为平行关系，开环与闭环控制系统的工作过程是本单元学习的重中之重。
2.学情分析
授课的对象高中二年级学生，总体来说社会实践经验比较欠缺,对于专业技术性的知识接受能力较弱,缺乏对生活的观察和深入思考，对技术现象的认知只是停留在表面。有了《技术与设计1》及《技术与设计2》前面三个单元的学习，具备较完整的知识体系，课堂通用一些开环系统的实例讲解及操作，学生完全可以突破本节课的难点，达到预期的教学目标。
二.教学目标
（1）知识与技能目标
1.掌握开环控制系统的概念。
2.能运用所学知识分析水塔、自动门等生活中常见的开环控制系统。
（2）过程与方法目标
1.通过操作模型，认识简单开环控制系统的工作过程。
2.初步利用控制的思想和方法尝试解决实际生活中有关控制的问题。
（3）情感态度与价值观目标
1.培养学生严谨的分析态度。
2.训练学生团队合作精神，为今后的进一步专业学习及走向社会工作岗位奠定基础。
三、教学重点和难点
(1)重点 掌握简单的开环控制系统的基本组成和工作过程，会画系统方框图。
(2)难点 使用简单的控制方法分析现实生活中相关的控制问题。
四、教学准备
1.教学环境
本节课用到的教学设备及多媒体要求有220V电源，小组合作探究要有足够的空间，教学地点定在通用技术设计室，各小组集中就坐。
2.教学资源
PPT、微课《常见的控制器》、课前学习资源包、声控灯、水塔上水控制系统及自动控制门、《常见的控制系统》表格（附表一）。
五、教学方法及手段
1.任务驱动法 2.情景教学法 3.小组合作探究
教学过程设计
三大块：课前预习+课堂教学+课后练习
课前预习
1、要求学生上班级QQ群下载学习资源包进行学习。
2、每个小组课外拍照收集常见控制的实例并且填写《常见控制系统》表格。
课堂教学
本节课的教学过程如下：
1．课题的引入
欣赏柳州市柳江大型音乐喷泉，学生谈谈感受，说说这些感受来源于技术的哪个方面。
控制系统
（1）展示“声控灯”模型，演示其工作工程
（2）学生观察“声控灯”电路的主要装置（声敏电阻、开关、发光二极管）。
（3）学生以小组为单位分析“声控灯”系统的工作过程（声敏电阻接收外界光线的强弱信号，控制开关接通或断开，从而实现发光二极管的亮或熄）。
（4）具体分析这一过程得出三个环节（接收—接通/断开—亮/熄）
（4）以“声控灯”为例，推而广之学生总结：任何一种控制的实现，都要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。“声控灯” 输入：声音的有或无； 输出：灯的亮或熄 。
（5）练习：每组拿出课前布置的《常见控制系统》收集表，对照控制系统的概念，分析所收集的是否真正属于“控制系统”，小组进行修改，派代表上台说出其中一个控制系统的工作工程。
3．开环控制系统的工作过程
（1）设置问题情景——早上出发前时忘了关窗户，中午突然下起了雨，结果身在单位的上班族只能眼睁睁等着雨水进入室内。此时恨不得插上翅膀飞回家去关窗户。同学们，我们能不能从技术的角度帮上班族想想办法，解决这个难题？
学生分小组讨论解决方案——接着各小组讲述各自的方案——播放视频《窗户防雨自动关闭器》——学生归纳“窗户防雨自动关闭器”工作过程——根据课外微课《开环控制系统方框图》的学习，画出这个工作过程的方框图。
任务驱动——我们学校学生宿舍楼顶供同学们洗漱的水塔还是人工上水操作，费时费人工，领导下达任务，要求我们通用技术创新小组构思一款自动控制上水系统。
遵循的设计过程（引导学生）:
发现问题——分析问题——解决问题
对应的设计思路:
为何无法自动控制——怎样控制——是否得以控制
设计过程:
分析所需控制器——制定设计方案——说明该方案的控制过程——画出控制过程方框图——全班予以可行性讨论——可行方案小组模拟演示
画出水塔开环控制系统方框图
（控制量）
转动
注水 水塔
时间 水位（输入量） （控制器） （执行器） （被控对象）（输出量）
当水压减小时，时间到了但水却没加到预定的水位，引出开环控制系统的特点，加深学生对开环控制系统特点的理解。
实例训练
以“自动感应门”开环控制系统为例。
1、说说工作过程及绘制方框图
2、注明输入量、输出量及控制量
自动感应门控制方框图
（控制量）
转动
人体 门开
热辐射 或关（输入量） （输出量）
课堂小结
集体归纳总结，共述收获，反思学习过程。
开环控制系统的组成。
（2） 开环控制系统，如果增加反馈信息会怎样？（引出下节课内容）
5.作业布置
对于这节课水塔注水控制系统，当水压减小时，设置的时间到了，水却没加到预定水位，你该如何改进？说出你的改进方案。（为闭环控制系统学习埋下伏笔）
要求：请将作业上传至老师的QQ邮箱（271165375@），优秀作业将在班级QQ群点评展示
通过这样的课后作业，既对本节课所学的内容起了一定的复习作用，又为下节课“闭环控制系统的工作过程”的学习埋下了伏笔。
反思：通过生活中的控制实例，突出课程“基础性、通用性和先进性”特点。设置情景，创设任务，模拟现实，教会学生学习并处理简单问题。手机网络等信息平台得到充分利用。微课的运用还在探索阶段，今后还要深入学习。
附件1
常见的控制系统
收集你所认为的控制系统，填写下表，并且拍照。（每个小组收集不少于10个。）
第 组 组长_______________
组员 _________________________________________________________
序号 名称 是否属于控制系统 输入 输出
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
课题引入
控制系统
开环控制系课堂总结统
基本组成
工作过程
课堂总结
作业布置
进水阀门
水塔
定时器
电机
自动门
控制电路
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