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4.3 简单控制系统的设计(第二课时) 教学设计
年级 高二年级 教科书版本 及章节 广东教育出版社 广东科技出版社 必修二《技术与设计 2》第四章
课题 第三节 简单控制系统的设计（第 2 课时）
课型 新授课 执教人
1. 教学内容分析 本节是粤科版通用技术必修二《技术与设计 2》第四章控制及其设计第三节简单控制 系统的设计。本节课是本章的核心知识之一，内容包括控制系统设计概论、根据控制系 统的控制要求， 确定被控量、控制量， 根据《普通高中通用技术课程标准（2017 年版 2020 年修订）》要求， 学生应学会进行简单的控制系统的方案设计， 能根据方案设计要求搭建 一个简易的控制系统装置，并调试运行和综合评价，提出改进方案。 结合教材内容，本课的教学重点放在控制系统设计方案的物化上。
2. 学习者分析 通过第一节了解控制、第二节控制系统的组成与描述以及第三节简单控制系统的设 计第一课时的学习，学生对控制系统的概念和基础知识以及描述已经有了一定的认识和 理解，但是还不具备一定的动手实践经验和物化能力。
3. 学习目标确定 工程思维：通过本组控制系统设计案例的分析，理解简单控制系统设计的基本流程， 领悟控制思想和方法在具体技术实践活动中的运用。能基于控制原理和系统分析方法将 案例中各部件之间的关系通过控制系统框图表达出来，形成实际的工程意识和思维。 创新设计：能根据案例情境要求和现有条件限制，提出一个或多个设计方案，进行 简单的技术实践活动。 图样表达：能阅读常见的技术图样，绘制简单的控制框图表达与交流控制系统的组 成和控制过程。 物化能力：能根据方案设计要求，选择合适的材料和工具，并将方案转化为模型或 原型，且根据实际需要对已有模型或原型进行改进和优化。逐渐形成物化过程中严谨细 致、精益求精的工作态度。
4. 学习重点难点 重点： （1）掌握简单控制系统设计的一般方法和步骤； （2）制订控制系统的设计方案； （3）开环控制系统、闭环控制系统的模型搭建和系统测试。 难点： （1）引导学生使用控制系统设计的知识解决生活实际问题； （2）模型中电路的理解和连接。
5. 学习评价设计 （1）过程性评价 学生自评：学生通过雷达图对本组作品进行自我评价赋分。 学生互评：学生在探究学习过程中，利用智慧教学平台，记录学习过程和阶段性成果； 其他同学可以在学习任务单和课堂上，对其他组的作品进行点赞、赋分或发表评论。 教师评价：整个学习过程中，通过利用智慧教学平台，实时对学生的作品进行点评，帮 助学生完成高质量的作品。 （2）总结性评价 学生自评：学生通过雷达图对本组作品进行自我评价赋分。 学生互评：其他小组展示作品后，对同学的作品进行点赞、赋分或点评。 （3）教师评价：对学生完成的学习成果进行有效点评。
6. 学习活动设计
教师活动 学生活动
环节一：（制作、测试、优化： ）
课前准备：上节课我们设计了无接触手部消毒控制系统的方案和结构， 这节课我们来动力实践一下，对接线之前，回顾一下上节内容： 1、 微调电路图：若让继电器与其它元器件共享电源，该怎么调整？ 2、注意事项(火箭对接游戏)： 3、动手实践： 4、测试与优化： 学生积极 思考踊跃 发言
设计意图说明： 温习回顾上节课的电路图和接线注意事项，为动手制作做铺垫。培养学生工作严谨、精
益求精的物化能力。
环节二： （展示、交流、评价）
各组展示作品，先自评，再进行群众评价，然后教师补充评价。 1、自评（各组从以下几个方面进行自评）： 2、他评：自评之后， 找另外一个小组进行评价，可以打分或从雷达图几个指 标展开他评。 3、师评：总结梳理，补充评价。 学 生 活 动： 学 生 踊 跃发言 各 组 积 极 展 示 小 组 作 品 开展 自评、互 评、师评
设计意图说明： 培养学生自评互评的习惯和能力，逐步形成工程思维和图样表达的能力，进而内化 为分析问题、解决问题的能力。
环节三： （构思说明书）
组内讨论，参照样例，说一说需要将从哪几方面撰写使用说明书？ 学生小组 组 员 通 力 合作， 讨论 交流， 构思 说明书。 自评 、 互 评、师评。
设计意图说明：
学生在完成构思说明书的过程中，培养其工程思维和创新设计的能力，激发其创 新设计的兴趣和激情。
环节四： （小结）
今天，你学到了什么？ 学生积极发言。 教师适当补充。
设计意图说明： 学生逐渐形成总结梳理的习惯，培养其工程思维、图样表达和物化能力。
7. 板书设计
8. 拓展活动设计 阳光明媚， 在测试时， 无接触手部消毒设备一直出液， 停不下来， 调灵敏度也无济于事， 检查接线没问题，应如何解决？若已解决，原理是什么？
9. 特色教学设计说明 1、 本节课思路清晰，有两条主线贯穿始终：（1）建立系统模型---确定待调参数---测试系 统性能---是否满足要求？（控制系统设计的基本流程的前八步）；（2）制作、测试、优 化---展示、交流、评价---构思说明书（见课件）。 2、 本节围绕新冠疫情肆虐的真实生活情境中， 疫情防控中， 按压式手部消毒容易产生交叉感 染的真实问题作为切入点， 展开本节动手实践的教学活动， 培养学生关心生活实际、社会 热点问题的社会责任感和使命感。 3、 上课时展示上节课的电路图和群策群力分析出来的接线注意事项， 然后现动手实践， 从而 培养学生工程思维和识图能力。 4、 以展示交流评价的方式， 培养学生自评互评的习惯和能力， 逐步形成工程思维和图样表达 的能力，进而内化为学生的物化能力。 5、 本节教学设计以人本主义理论和 STEM 教育理论为支撑，以项目式学习开展教学，以学生 为主体， 把课堂还给学生， 引导学生独立思考、深度学习， 唤醒学生的社会责任感和学以 致用的意识和知识的综合应用能力， 培养学生的自主探究学习能力和小组协作共克难关的 意识。
10. 教学反思与改进 本节课思路清晰， 有两条主线贯穿始终：本节课思路清晰， 有两条主线贯穿始终：（1） 建立系统模型---确定待调参数---测试系统性能---是否满足要求？（控制系统设计的基 本流程的前八步）；（2）制作、测试、优化---展示、交流、评价---构思说明书（见课件）。 本节围绕新冠疫情肆虐的真实生活情境中， 疫情防控中， 按压式手部消毒容易产生交叉感 染的真实问题作为切入点， 展开本节动手实践的教学活动， 培养学生关心生活实际、社会 热点问题的社会责任感和使命感。上课时展示上节课的电路图和群策群力分析出来的接线 注意事项， 然后现动手实践， 从而培养学生工程思维和识图能力。以展示交流评价的方式， 培养学生自评互评的习惯和能力， 逐步形成工程思维和图样表达的能力， 进而内化为学生 的物化能力。 本节教学设计以人本主义理论和 STEM 教育理论为支撑，以项目式学习开展教学，以 学生为主体， 把课堂还给学生， 引导学生独立思考、深度学习， 唤醒学生的社会责任感和 使命感、学生学以致用的意识和知识的综合应用能力， 培养学生的自主探究学习能力和小 组协作共克难关的意识。本节教学效果良好， 只是由于课堂时间、学生基础知识水平和教 师能力所限， 没能让每个小组全部展开按照自己的思路进行深入设计和制作各个小组构思 的控制系统方案，感觉有些美中不足；课堂的把握和语言表达尚有欠缺，需要加强专业知 识和素养的修炼、提升。
4.3 简单控制系统的设计(二)
学习任务单
小组分工 发言人 记录人 操作员 材料员
学习内容 广东科技出版社 高中通用技术必修二《技术与设计 2》第四章 第 3 节 《简单控制系统的设计》第二课时
学习目标 工程思维：通过本组控制系统设计案例的分析，理解简单控制系统设计的基本 流程，领悟控制思想和方法在具体技术实践活动中的运用。能基于控制原理和系统 分析方法将案例中各部件之间的关系通过控制系统框图表达， 形成实际的工程思维。 创新设计：能根据案例情境要求和现有条件限制设计方案，进行简单的创新实 践活动。 物化能力：能根据方案设计要求和选择的材料和工具，将方案转化为模型或原 型，且根据实际需要对已有模型或原型进行改进和优化。逐渐形成物化过程中严谨 细致、精益求精的工作态度。
项目活动 一：制作、 测试、优化 1、电路图： 2、注意事项： (连线游戏) ： 传感器的 OUT 针脚 绝缘胶套或绝缘布为防止短路，接线处应加电源正极、负极继电器的公共端OFF 状态接线时电源开关应处于继电器的 IN 针脚VCC 、GND 分别接电源正极水泵负极水泵正极继电器常开端电源负极
3、动手实践： 4、测试与优化：
遇到的困难
解决的办法
项目 活动 二： 展示、 交流、 评价 自 评 互 评 作品完成
(
功能实现
美观性
稳定性
安全性
)
其它评 价标准 A B
C D
第 组 第 组 第 组 第 组 第 组 第 组
☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆
项目 活动三： 构思说明书 构思说明书：组内讨论，参照样例，说一说需要将从哪几方面撰写使用 说明书？ 课外作业：继续完善说明书。
拓展活动 在测试时， 阳光明媚， 无接触手部消毒设备一直出液， 停不下来， 调灵敏 度也无济于事， 检查接线没问题， 应如何解决？若已解决， 原理是什么？

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