资源简介

通用技术必修《技术与设计2》
第四章 控制及其设计 一、单元基本信息
学科 通用技术 实施年级 高二 设计者
课程标准模块 必修 技术与设计 2
使用教材 广东教育出版社 广东科技出版社
单元名称 控制及其设计
单元课时 6 课时
二、单元教学整体规划
1、主题名称
控制及其设计——无接触手部消毒控制系统的设计
2、主题概述
控制是一门综合性学科， 控制和控制系统在人们的生活和生产中有广泛应用， 疫情背景 下本单元以无接触手部消毒控制系统的设计为载体， 学习控制及其设计的知识， 了解不同种 类的控制， 理解控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机制等的含义， 有助于发展良
好的逻辑思维及运用控制方法解决问题的能力。
3、单元教学设计意图
兼顾理论学习与实践应用， 应用所学的控制知识设计制作无接触手部消毒控制系统， 并 结合所学知识进行优化，培养通用技术学科核心素养：技术意识、工程思维、创新设计、图
样表达、物化能力。
三、单元内容分析
1.单元内容
本单元作为《技术与设计 2》的结束单元， 是在《技术与设计 1》中学习设计的相关知
识， 经历了完整的设计过程后， 再结合结构及其设计、流程及其设计、系统及其设计的相关
知识，升级设计理念，运用控制方法解决实际问题。
单元内容 核心素养及表现要点 课标要求 项目实施
第一节 了解控制 （1 课时） 一、控制 二、自动控制 三、手动控制 四、智能控制 五、开环控制和 闭环控制 技术意识：通过对多种 控制的学习， 了解人类需求 是如何促进技术发展的， 理 解技术活动需要运用多种 知识。 工程思维:通过大量简 单实例的分析， 感知控制系 统和工程现象， 理解控制的 基本特性。 理 解 控 制、控制系统 的含义及在生 产和生活中的 应用，通过案 例分析了解手 动控制、自动 控制、智能控 制的特点。 设置 情境， 建立 任务—— 无接触手 部消毒控 制系统的 设计。
第二节 控制系统 的组成和描述 （1 课时） 一、控制系统的 组成 二、控制系统的 框图表示 技术意识：了解人类社 会中离不开各种控制， 学会 从多元文化的角度评价技 术产品， 具有对技术文化进 行评价和选择的能力。 创新设计：面对较复杂 的技术情境， 能运用人机理 论， 发现用户的多方面需求 及关联性， 多角度分析需要 解决的技术问题。 工程思维：面对较为复 杂的控制系统时， 能运用系 统分析的方法将其组成简 化或具体化。 图样表达：面对复杂的 控制情境， 能通过分析控制 系统的组成要素， 并运用方 框图表达， 形成用技术语言 进行思维转化的能力。 熟悉简单 的开环控制系 统和闭环控制 系统的基本组 成 与 工 作 过 程，理解其中 的控制、执行 器等的作用， 了解干扰现象 和反馈原理， 并用方框图表 达控制系统的 工作过程。 分析 设计项目 的控制系 统组成和 工作过程， 为系统设 计制作做 准备。
第三节 简单控制 系统的设计 （2 课时） 一、控制系统设 计概论 二、设计实例 工程思维：能根据系统 的控制要求 ，综合运用科 学、技术、数学、工程等方 面的知识， 进行系统分析和 方案设计， 并对其进行优化 和改进。 图样表达：通过对设计 实例的学习， 学会识读电子 技术领域常见的技术图样。 创新设计：在进行系统 设计时， 面对较为复杂的技 术情境， 能通过多种渠道搜 集信息并进行处理， 提高技 术创新能力。 根据控制 系统的控制要 求，确定被控 量、控制量， 进行简单的控 制系统的方案 设计，并搭建 个简易的控制 系统装置，进 行调试运行和 综合评价。 设计 与制作无 接触手部 消毒控制 系统。
第四节 控制中的 干扰 （1 课时） 一、干扰对控制 功能的影响 二、克服干扰的 基本方法 工程思维：能确定一个 生活或生产中的简单对象， 分析干扰对于控制系统的 影响，并尝试改变干扰等， 对控制系统进行优化。 图样表达：能用框图分 析和表达干扰对于控制功 能的影响。 物化能力：能根据设计 要求进行简单的控制系统 设计， 从中了解克服干扰的 基本方法。 分析 制作的消 毒控制系 统工作过 程中遇到 的问题， 分 析其中的 干扰因素。
综合学习活动 （1 课时） 工程思维：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。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。 改进无 接触手部消 毒控制系统， 进行补液装 置的设计制 作。开环控制 （感应出液） 与闭环控制 （液位控制） 相结合，使用 更便利。
2.单元项目实施
《无接触手部消毒控制系统的设计》在《控制及其设计》的第一节课《了解控制》即可 创设情境， 抛出设计任务， 了解其中的控制现象；然后分析其控制的实现需要哪些组成部分、 控制如何一步步实现；接下来让学生尝试进行设计；设计、制作中难免遇到问题，设法去解 决；设计制作完成进行测试，发现干扰因素并尝试消除。整个项目活动过程串连了《了解控 制》、《控制系统的组成和描述》、《简单控制系统的设计》、《控制中的干扰》， 学生得
到的不再是“点”状、“碎片式”的知识，他们的眼中不再是一棵棵树木，而是整片森林。
四、学习者分析
控制是生活中常见的技术现象， 在此之前学生没有从技术理论层面分析和理解。在学习
了《技术与设计 1》和《技术语设计 2》前三章的内容， 学生对结构、流程、系统的相关知
识有一定的储备， 学生学习控制的不同类型、控制系统的组成和描述相对较容易， 但学会用
控制方法解决实际问题存在一定困难。
五、单元学习目标
1.理解控制、控制系统的含义及其在生活和生产中的应用。
2.了解手动控制、自动控制和智能控制的特点。
3.熟悉简单开环控制、闭环控制的基本组成和工作过程，了解反馈的基本原理。
4.理解控制系统中控制器、执行器和被控对象等的作用， 能用方框图对一个控制系统进
行表达。
5.能够分析简单的被控对象的基本特征，确定被控量、控制量。
6.能进行简单的控制系统的设计，并制作个简单的控制装置， 能够对设计方案进行优
化。
7.了解简单的干扰现象及其对控制功能的影响，了解克服干扰的基本方法。
六、单元教学重点及难点
教学重点：
1.控制的分类。
2.控制系统组成和描述。
3.控制系统的设计。
教学难点：
1.开环控制系统、闭环控制系统的辨别。
2.控制系统的设计。
七、教学资源
1.课件：每课时一组。
2.图片：
3.视频：
4.实物： 一系列标准件、元器件及教具。
八、建议反思
本单元关于辨别开环控制系统、闭环控制系统， 控制的组成与描述， 学生不易理解， 为 增加学生学习兴趣和便于理解， 应从学生熟悉的简单案例出发， 引导学生学习和分析。学生 对于控制系统的设计， 用到陌生的标准件及元器件需要要补充相关知识， 设计之初应注重引
导，打开思路，设计制作过程了注重引导发现问题，寻找解决问题的办法。
九、教学评价
1.学生对控制相关知识的掌握情况。
2.学生学习和实践活动参与的积极性。
3.小组合作中，学生的生生合作情况。
4.学生在设计制作活动中是否能提出自己的看法和见解。
5.学生设计制作产品的完成情况。

展开更多......

收起↑