资源简介

普 通 高 中 教 科 书
《通用技术》选择性必修1
电子控制技术
第一章电子控制系统初探
第 二 节 电子控制系统的基本组成
教学设计
教学背景
党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：
知识与技能目标:
体会电子控制系统的基本组成。
理解电子控制系统的基本组成。
　　教学内容分析:
本章从与学生生活密切相关的典型实例出发，通过调查、讨论等活动，使同学们感知生产和生活中电子控制产品应用的广泛性，形成对电子控制技术价值的认识。
电子控制技术是以控制系统的思想和方法为基础，运用电子电路实现信号采集、处理和驱动执行的技术。现代产业几乎都涉及电子控制技术，大到遨游在浩瀚宇宙中的航天飞船， 小到普通家用电器的遥控器，都离不开电子控制技术。通过本章学习，你将了解电子控制系统的基本组成， 体会电子控制系统的优越性。
学情分析:
　　作为高中生，对生活中的技术产品，依据已有的知识和生活经验有了一定的评价意识和评价标准；在学习过程中，学生也已经理解了技术，只是对这些技术的理解和运用是感性的、不全面的。
教学重难点:
体会电子控制系统的基本组成。
教学策略:
本节课教学主要由教师通过实物和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。以为主线案例，其他实物和图片为辅线案例，贯穿教学始终。
教学准备:
展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
　　教学过程:
　　情景倒入:
老师：本节课我们学习《通用技术》选修1第一章第 二 节 电子控制系统的基本组成。
电子控制系统是控制系统的一个类别，所以可以用关于控制系统的组成方框图去描述，但在实际的构造上，电子控制系统与其他控制系统有何差别呢？
案例
风扇控制技术的发展
利用风扇制造风，是人们在夏日取凉或实现特定生产需求时常采用的一种方法，风扇在历史上早就存在，随着时代的进步和技术的发展，风扇的驱动方式和控制方式也在不断地变化。
图1-9（参见教材P5）所示的电风扇是由电动机驱动扇叶转动的，比起完全靠人力驱动的扇子，性能要优越许多。但这类电风扇的风速、定时等控制还需要人工按动按钮或旋转机械开关来完成，所以属于人工手动控制。
图1-10（参见教材P5）是常用的遥控电风扇，由于遥控信号的产生、接收和处理都要通过电子电路实现，所以遥控电风扇是应用了电子控制技术的产品。
图1-11（参见教材P6）和图1-12（参见教材P6）分别是手动控制和遥控电风扇的控制部件。图1-11（参见教材P6）所示的控制部件就是一组机械开关，按下不同的按键，就直接改变了电路的连接，从而使电风扇转换到不同的工作状态。图1-12（参见教材P6）所示的控制部件，按键开关并不直接改变电风扇的电路连接，而是通过控制电路（图中的集成电路）接收按键信息，经过识别、处理后发出控制信号，通过执行器使电风扇在不同的模式下工作，所以图1-12（参见教材P6）为采用了电子控制技术的电子控制板。
图1-11 机械控制开关 图1-12 电子控制板
最基本的电子控制系统由输入、控制、输出和被控对象四个部分组成。其中输入部分通常是把非电信号转换成电信号，其大多由传感器等组成；控制部分对输入信号进行处理、判断，输出控制信号，通常由数字电路、单片机等组成；输出部分控制被控对象的工作，可由电磁继电器等组成；被控对象接受控制信号，改变自己的工作状态。
我们可以将最基本的开环电子控制系统的组成用图1-13（参见教材P6）来表述。
图1-13 开环电子控制系统的基本组成
输入部分→控制部分→输出部分→被控对象→被控量
随着技术的发展，具备声控、自动感知温度和Wi-Fi功能的智能电风扇也渐渐走进人们的生活，支持实现通过手机远程控制开关、风速、定时、预约等智能功能，大大方便了人们的生活。
对于功能较为丰富的控制系统将会涉及闭环控制，根据学过的知识，我们可用图1-14（参见教材P6）来描述这类控制系统。
图1-14 闭环电子控制系统的基本组成（参见教材P6）
讨论
表1-5所列器件属于电子控制系统中的哪个组成部分？
表1-5 各类器件在电子控制系统中的组成部分
器件名称 单片机 按键开关 光电传感器 继电器 直流电动机 发光二极管
组成部分
　　知识链接
汽车电子控制系统
汽车电子控制系统基本由传感器，电子控制器，驱动器和控制程序软件等部分组成。
第一汽车电控系统包括动力传动总成的电子控制底盘的电子控制车身系统的电子控制系统。发动机电控系统自动变速箱系统ABS防抱死系统安全气囊系统电子助力转向系统自动空调系统等。
第二，相关的控制系统是应用控制的，相关的配件自动进行，相关的状态执行。
第三，从控制原理来看，汽车电控系统可以分为传感器，发动机，电脑和执行器三大组成部分。
综合来说，汽车电控系统的功用是提高汽车整体的性能，最大，最合理化的，让车辆发动机达到最佳的状态。包括车辆，发动机的动力性，燃油经济性，车身安全性能，舒适性能和底盘操控性能以及排放性能等综合方面。
展示与交流
用恰当的方式，展示小组的调查结果，小组之间互相交流，就下列问题进行讨论。
1．在调查中，哪些锁属于电子控制系统？
2．说一说路灯的电子控制系统。
学习评价
评价内容 评价方式
自评 互评 师评
能通过案例，感知生产和生活中电子控制产品使用的广泛性
能通过调查了解身边的电子控制系统应用状况，形成对电子控制技术应用价值的认识
通过分析电风扇发展的案例，能知道电子控制系统的基本组成
能比较电子控制系统与其他的控制系统，体会电子控制技术的优点
能通过调查锁的发展，理解电子控制技术对人类和生活的影响
说明： A—优秀，B—良好，C—合格，D—待改进
通过本章的学习，你的核心素养得到了哪些发展？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
课后作业
习 题
尝试了解更多的电子控制系统的基本组成。
教学反思
通用技术
选择性必修1
电子控制技术
普 通 高 中 教 科 书
主 编 刘琼发
副 主 编：李 榕 周卫星 朱美健 席春玲
本 册 主 编：周卫星
本册副主编：李冰清
编 写 人 员：周卫星 江 茂 李冰清 宋向明
广东教育出版社
广东科技出版社

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