资源简介

高中通用技术（必修 技术与设计2）
任务一 理解控制系统
一、教学内容
本节课通过搭建雨水收集池水位报警装置活动，使学生理解控制系统的概念。强调任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，该系统被称为控制系统。通过对典型案例的分析，指出任何控制系统都有一个输入与一个输出，输入与输出一一对应，控制系统的目的就是要将系统的输入转化为系统的输出。
二、学科核心素养要求
技术意识：通过技术体验活动，理解控制系统的含义，熟悉简单开环控制系统的基本组成和工作过程；理解控制器、执行器的作用，辨析开环控制系统的特征。
三、教学重点、难点
1. 重点：理解控制系统的含义。
2. 难点：从系统的目的性视角，来理清控制系统的输入与输出。
四、教学准备
1. 材料：警示灯、蜂鸣器、电极水位传感器、继电器、托盘、干簧管等。
2. 工具：电烙铁、焊锡丝、松香等。
五、教学过程
1. 情境导入
陈晨设计了雨水收集系统，但是每逢雨季，雨水收集池的水位就会随着雨水的不断注入而升高，当水位升到一定高度时，雨水就从溢水口排放出去，造成了雨水资源的浪费。
当雨水收集池水位达到溢出高度时，如何报警提示家人及时用掉一些水。
新课学习
（1）控制系统的概念
学生活动1：搭建雨水收集池水位报警装置。
分小组活动，根据教材中的制作过程，完成雨水收集池水位报警装置的搭建。
学生活动2：测试水位报警装置。
分小组活动，填写下表：
表1 活动统计表1
测试动作 警示灯及蜂鸣器状态
向水池中注入水，使水位达到报警高度
将水池中的水放出一部分，使水位低于报警高度
问题：如果把电极水位传感器改为干簧管传感器，该装置需要如何改动？已经有报警装置，为什么还要留溢流孔？
总结：上述报警控制装置中，通过水位传感器将水位信号传送到控制器；当水位达到报警值时，控制器输出信号到报警器，发出声光报警，这样一个系统称为控制系统。
3．控制系统及其输入与输出
学生活动3：用方框图表示雨水收集池水位报警控制系统。
图1 雨水收集池水位报警控制系统方框图
问题：该控制系统由哪些部分组成？该控制系统的控制目的及控制对象分析是什么？
总结：任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。任何控制系统都有一个输入与一个输出，输入与输出一一对应。
学生活动4：分析下列控制系统，完成下列表格。
表2 活动统计表2
控制系统 输 入 输 出
红外水龙头 人手反射的红外信号 水龙头的通、断
自动开关的窗户 室外的雨水信号 窗户的开、关
空调房间温度控制 设定的温度 实际温度
问题：控制装置的控制目的、控制手段和控制对象是人为界定的吗？
4. 课堂小结
（1）控制系统的概念。
（2）控制系统的输入与输出。
六、教学总结
本节课由单元情境到任务情境过渡非常自然、清晰。由任务情境导入，将任务落实为一个个具体的教学活动。通过活动体验探究控制系统的基本概念，通过常见案例的分析，理解控制系统的输入与输出，充分体现了建构主义的教学理念。
七、教学反思
“任务情境—活动—问题”是本课的主线，也是项目式教学的基本流程。项目式教学的基本特征：以学生为中心、深度学习。要做到这两点，活动的设置尤为关键。活动作为任务的分解与落实，必须具有一定的挑战性。

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