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第一课时
第四单元 控制及其设计
第一节 控制的方式与应用
走进情境
今年暑假见证了气象部门自1961年有完整记录以来的最强夏天。
为了减少他们在工作中被高温伤害 ，我们能否设计一款便携式降温装置 ，
让他们感受到一丝清爽和一份关爱？
周宇同学上网搜集了市面上现有的便携式降温装置，他们有什么共性？
活动1 ：制作简易小风扇
打开桌上的密封袋，根据说明书，尝试制作一个简易小风扇。
体内吸去约2.4KJ热 ，相当于580cal ，约可让1KG纯水的温度上升0.5° ; 同时 ，受到“风寒效
应”的作用 ，风力每增加2级 ，人体会感觉下降了3-5℃ , 加之风速增加加快了蒸发速度 ，散热 效果更佳。但如果人体温度较高 ，风太大或直吹某一部位 ，会导致身体散热功能失常 ，出现皮 肤毛孔开合异常的情况，影响正常的体温调节，严重还会引起中风和面瘫。
夏季的阜阳 ，由于受到来自太平洋的暖湿气流影响 ，往往湿度较高 ，降水也较为充沛。而 外界相对湿度越高 ，空气中的水便不容易蒸发成水蒸气 ，蒸发散热的功效就会大打折扣。 当相 对相对湿度大于70%时人体的蒸发散热减少 ，相对湿度达到90%-95%时则完全停止 ，体内的 热量难以散发 ，体温调节机制可能失灵 ，甚至还会从环境中吸收热量 ，造成体内热量蓄积、体 温上升，从而引起中暑。
—— 来源自科普中国
研究表明 ，人体的主要散热方式有辐射、传导、对流和蒸发散热。 当环境温度等于或高于
皮肤温度时 ，蒸发就成为机体唯一的散热方式。夏季 ，当风吹过人体表面时 ，会带动周围空气
流动形成“空气对流” ，增加汗液蒸发速度 ，从而更快地带走热量 ，皮肤每蒸发1g汗水便可从
问题1 ：风是如何实现给人体降温的？
问题2 ：风的大小对于人体降温产生了什么影响？
非期望 事物 —一 期望
问题3 ：风在什么情况下不能起到良好的降温效果？
问题4 ：以上材料为我们的降温装置设计带来什么启示？
事物的发展与变化具有多样性，如果人们想达到某一特定的目的，
就必须借助适当的手段来实现。
问题5 ：该风扇的各个组成部件在形成“风”的过程哪些比较 关键？分别承担了什么角色？
提供电能
1.5V*2
转动驱动扇叶旋转
旋转带动气流 形成风
固定
提供稳定性
固定
提升高度
支撑架
扇叶
底座
马达
电池
控制 ：人们按照自己的意愿或目
的 ，通过一定的手段 ，使事物向期 望的目标发展，就形成控制。
【思考】举例说一说你身边的控制现象 ，
分析它们的控制目的、对象以及手段。
事物 (风扇)
对象
期望
(风)
目的
扇叶转动使空气加 速流通
控制
非期望
手段
问题6 ：如果将风扇电机的黑线与红线反过来装配又会出现什
对象 手段
目的
吹风组 吸风组
在设计时 ，我们必须清
晰明确控制要达到什么目 的 ，控制的对象是什么和 采取什么控制手段。
么情况？在控制时我们需要注意什么？
各组观察老师提供的风扇，分析它的工作过程并填写表格，尝试给它们分类。
手摇风扇 感应风扇1 可调速风扇 感应风扇2 语音识别风扇
活动2 ：观察、模仿与运用
问题7 ：比较各组拿到的风扇 ，它的控制手段做了何种改变？实
现了何种功能？它们在设计复杂度上有什么变化？通过比较 ，请
进行简单分类。
风扇名称 控制目的 控制手段 人的干预方式
复杂度
简易风扇 形成风 □ 直接 间接
简单
□ 直接 □ 间接
通过改变周围环 境或相关因素来 间接调节，以达 到控制目标
直接作用并改变 其输入或输出以 达到控制目标
活动2 ：观察、模仿与运用
人在控制中所采取 的干预措施，以影 响最终的输出结果
手动按压开 关通电 ，使电机 带动扇叶转动
简单
复杂
自动控制与智能控制又有何区别？
手动控制（人工控制）
无人直接参与 （间接干预）
归纳完善：
参与程度进一步降低
自主驱动智能机器实现控制目标
人的干预情况
拓展思考：
智能控制
自动控制
直接或全程
问题8 ：尝试总结手动控制、自动控制和智能控制的特点。
【提示 ：可以从干预方式、 复杂度、 成本、应用场合等方面进行分析总结】
拓展思考：
哪些场合手动控制无法被自动控制取代？
手动控制 自动控制
智能控制
特 点
课堂小结
1. 控制的含义
2. 控制现象需明确三要素 —— 控制目的、控制对象、控制手段
3. 控制手段的分类 手动
自动 → 智能
填写学习任务单中的学习反思 检测本节课学习目标是否达标
课后练习
1. 基础练习
分析下列控制现象是自动控制还是手动控制，并明确控制目的、控制对 象和控制手段。
（ 1 ）用气筒给自行车的轮胎充气
（ 2）学校楼道监控
（ 3）无人机配送快递
2. 拓展练习
（ 1 ）思考控制在生活、生产、军事、航空等领域有哪些案例？
（ 2）搜罗市面上以风扇为主要手段的降温装置，探究其控制方式和设 计优缺点。
下课啦~
别忘了作业哦~

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