资源简介

高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第一节 控制的手段与应用
教 材 分 析
天津市第二十五中学 周莹
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
本单元是苏教版《技术与设计2》第四单元“控制与设计”，是全书设计的四个专题之一，它既具有自身的独立性，又与其他三个单元的内容、尤其是与第三单元学习“系统与设计”有着密切的联系,本单元所研究的控制与设计，是在前一单元系统与设计基础上的延伸。本单元的主要目的在于使学生从思想和方法的角度对控制和控制设计有基本的了解，由《技术与设计1》单纯的展现设计技巧，提升到形成设计的思想、方法和应用能力以及受用终身的技术基本素养和良好的逻辑思维品质。
而本节课内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第一节控制的手段与应用，本小节内容是在学习“系统与设计”之后又一相对独立单元的起始导入阶段，初步学习控制与设计，通过学习有关控制的含义、手段及应用，熟悉控制的基本知识；对下一节“控制系统的工作过程与方式”的学习起到了抛砖引玉的作用，自动控制系统按照控制方式可分为：开环控制、闭环控制、复合控制，这些正是第二节的主要内容；同时也为学习第三节与第四节内容的奠定重要基础。根据课标要求本节在本单元中既是主要内容又是重要内容。
（二）本节内容分析：
从总体上看，本单元是按照控制的手段---控制系统---控制系统的设计这样的思路来组织教材内容的，先让学生形成对控制手段的理解和控制应用的了解，进而再进行下一过程的学习和深入。本小节从教材看由“控制的手段、控制的应用”两部分组成。本节课的内容注重从学生熟悉的生活事例入手，运用案例分析方法，由浅入深、循序渐进地展开控制的概念、控制的手段和应用的学习，以便学生掌握控制系统的基本知识。本节课教学的主要环节是通过分析典型案例，了解控制的含义、手段、应用。启发学生从身边和周围控制的实例出发，了解控制对于人们生产和生活的重要性和必要性。
二、解读课标：
（一）课标中对内容标准的有关要求：
1、能够结合一定的事例，理解控制的含义及在生活和生产中的应用。
2、能够分析典型案例，了解手动控制、自动控制。
（二）就课程标准所提出的两点要求的解析：
能够结合一定的事例，理解控制的含义及在生活和生产中的应用。
这条标准主要是要学生学会运用案例分析方法，正确理解控制的含义（人们按照自己的意愿改变条件，是事物向着期望的目标发展就形成了控制）分析控制在生活和生产中的应用广泛、必要，帮助学生运用简单的控制方法分析解决生活中遇到的相关问题。
能够分析典型案例，了解手动控制、自动控制。
本标准要求学生通过具体的实例，区分哪些是自动控制、哪些是手动控制，选择控制的手段应适当，才能获得良好的结果，有助于发展学生良好的逻辑思维品质。
三、课时安排：1课时
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1高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
教 材 分 析
南开大学附属中学 陈欣
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
《控制系统的工作过程与方式》选自普通高中课程标准实验教科书《技术与设计 2 》（江苏教育出版社）的第四单元第二节。 “控制系统的工作过程与方式”是大家在学习控制设计中一个重要环节，它能帮助学生进一步深入理解控制的基本含义，也是下一节课的基础，在教材中起着承上启下的作用。
（二）本节内容分析：
《控制系统的工作过程与方式》这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统”、“开环控制系统”和“闭环控制系统”等三个内容。它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制系统和闭环控制系统，并熟悉它们的工作原理和作用。
二、课标对本课内容标准的要求：
（一）分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
　　（二）熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图。
　　（三）理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用。
三、课时安排：1课时
第 1 页 共 7 页高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第四节 控制系统的设计与实施
教 材 分 析
天津市第六十三中学 张冠群
一、教材分析
（一）本节内容的地位、作用：
本节是前几节知识的总结与应用。控制系统设计的一般思路是这一节的重点，也是难点。在设计中，只有对系统的组成部分及其相互关系分析清楚了，才能进行设计。对于学生的设计，因为是必修课的最后一个设计，要求学生一定要按设计的一般过程进行，设计课题不必复杂，但一定要让学生能够完成。
（二）本节内容分析：
本节课内容为本单元的第四课时，是本单元、本书的最后一个课时。在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
本节分别通过开环控制系统和简单的闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计，强化学生对设计的多方案的理解。控制系统的设计是本单元教学内容的综合和总结，也是控制思想方法的集中体现。这一节的教学不仅需要学生对开环控制系统和闭环控制系统的工作过程和工作原理有较好的了解，还需要熟悉控制系统的组成和各环节的作用。
二、课程标准对于本节的内容提出的要求：
（一）了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案
　　这里的被控对象基本特性是指在正常的工作状态，被控对象的输出信号与输入参数、与主要的干扰参数之间的关系，只需要有所了解，对被控对象的特性的数学模型的描述在此不作要求。
当需要对一个简单的控制系统进行设计时，学生首先要学会分析这一系统中，需要控制的参数是什么，通过改变什么参数来实现控制，是采用开环控制还是采用闭环控制来形成控制设计方案，然后要能画出这一系统的方框图。
（二）能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案
这是对控制的实施方面的要求，由于对控制器、执行机构、反馈环节和对象的特性没有提出更多的要求，故不要求学生象专业设计师一样进行完整的闭环控制系统设计并加以实现。所提的要求是从开环控制装置的实施着手，比如，设计并实施一个开环的定时控制装置，要求学生完成从方案设计到制作的整个过程，并进行测试和评价。如果装置不能达到或不能完全达到定时的功能，要能寻找原因，提出方案设计或制作过程中出现偏差的原因所在，并加以改进。
三、课时安排：3课时高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第三节 闭环控制系统的干扰和反馈
教 材 分 析
天津市南开艺术中学 贾玮
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
本节内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第三节闭环控制系统的干扰与反馈。本节是在学生对控制的系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辩证关系，是控制系统的具体应用章节，是本单元的一个重点，也是一个难点。本节内容为后面的第四节控制系统的设计与实施奠定了理论基础。
（二）本节内容分析：
本单元在开环控制系统之后给出闭环控制系统，这就自然地引出对干扰因素的分析和反馈环节的理解。本节内容由“干扰因素、反馈、功能模拟方法、黑箱方法”四部分组成，是学生理解控制系统的重点和难点，其中干扰因素和反馈是闭环控制系统的两个重要核心概念，并通过大量的实例和现象，深入浅出、通俗易懂的向学生介绍功能模拟方法和黑箱方法。本节主要通过大量典型案例的分析，提升学生对技术的认识，有利于发展学生良好的逻辑思维品质。
二、课标中对内容标准的有关要求：
（一）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（二）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
（三）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
（四）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
三、课时安排：3课时高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第三节 闭环控制系统的干扰和反馈
教 材 分 析
天津大学附属中学 刘欢
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
本节内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第三节闭环控制系统的干扰与反馈。本节是在学生对控制的系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辩证关系，是控制系统的具体应用章节，是本单元的一个重点，也是一个难点。本节内容为后面的第四节控制系统的设计与实施奠定了理论基础。
（二）本节内容分析：
本节内容由“干扰因素、反馈、功能模拟方法、黑箱方法”四部分组成，是学生理解控制系统的重点和难点，其中干扰因素和反馈是闭环控制系统的两个重要核心概念，并通过大量的实例和现象，深入浅出、通俗易懂的向学生介绍功能模拟方法和黑箱方法。本单元在开环控制系统之后给出闭环控制系统，这就自然地引出对干扰因素的分析和反馈环节的理解。本节内容是学生理解控制系统的重点和难点，干扰因素和反馈是闭环控制系统的两个重要的核心概念，本节主要通过大量典型案例的分析，提升学生对技术的认识，有利于发展学生良好的逻辑思维品质。
二、课标中对内容标准的有关要求：
（一）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（二）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
（三）针对简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
（四）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
三、课时安排：3课时高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第一节 控制的手段与应用
教 材 分 析
天津市静文高级中学 徐洪梅
一、教材分析
（一）本节内容的地位、作用：
本节是苏教版《技术与设计2》第四单元第一节的内容，本模块所学习的“结构与设计”“流程与设计”“系统与设计”“控制与设计”四个主题之间具有一定的独立性，因为它们涉及的是不同的技术领域；同时，它们又具有一定的关联性：结构是设计的基础，流程是设计的方法、系统是设计的保障，控制是设计的关键。在前面的学习中学生已经了解了结构、流程、系统与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，因此，本节所研究的控制的手段与应用，既是在前一单元系统与设计基础上的延伸，又是后面学习控制与设计的基础。
（二）本节内容分析：
本节是“控制与设计”第一节的内容，本节内容是要让学生对控制与控制技术有一个初步的感性的认识，知道控制技术应用的广泛性，对控制技术产生强烈的兴趣，为后面进一步学习控制系统方面的知识打下基础及提供学习动力。
二、课标要求和教学建议：
（一）课程标准对于本节的内容提出的要求：
1.理解控制的涵义及其在生产和生活中的应用。
2.分析典型的案例，了解手动控制、自动控制。
（二）模块教学实施建议：
1.观察家用抽水马桶水箱水位的自动控制工作过程。动手试验，将一个人工水位控制系统改进为自动水位控制系统，画出它的方框图并说明其工作原理。
2.收集并分析日常生活中控制系统的案例，对该控制系统的组成、对象的基本特性、控制的工作过程、控制效果等进行讨论，并加以说明和描述。
三、课时安排：1课时高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第四节 控制系统的设计与实施
教 材 分析
天津市崇化中学 刘东环
一、教材分析
（一）本节内容的地位、作用：
本节是前几节知识的总结与应用。控制系统设计的一般思路是这一节的重点，也是难点。在设计中，只有对系统的组成部分及其相互关系分析清楚了，才能进行设计。对于学生的设计，因为是必修课的最后一个设计，要求学生一定要按设计的一般过程进行，设计课题不必复杂，但一定要让学生能够完成。
（二）本节内容分析：
本节课内容为本单元的第四课时，是本单元、本书的最后一个课时。在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
本节分别通过开环控制系统和简单的闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计，强化学生对设计的多方案的理解。控制系统的设计是本单元教学内容的综合和总结，也是控制思想方法的集中体现。这一节的教学不仅需要学生对开环控制系统和闭环控制系统的工作过程和工作原理有较好的了解，还需要熟悉控制系统的组成和各环节的作用。
二、课程标准对于本节的内容提出的要求：
（一）了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案
　　这里的被控对象基本特性是指在正常的工作状态，被控对象的输出信号与输入参数、与主要的干扰参数之间的关系，只需要有所了解，对被控对象的特性的数学模型的描述在此不作要求。
当需要对一个简单的控制系统进行设计时，学生首先要学会分析这一系统中，需要控制的参数是什么，通过改变什么参数来实现控制，是采用开环控制还是采用闭环控制来形成控制设计方案，然后要能画出这一系统的方框图。
（二）能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案
这是对控制的实施方面的要求，由于对控制器、执行机构、反馈环节和对象的特性没有提出更多的要求，故不要求学生象专业设计师一样进行完整的闭环控制系统设计并加以实现。所提的要求是从开环控制装置的实施着手，比如，设计并实施一个开环的定时控制装置，要求学生完成从方案设计到制作的整个过程，并进行测试和评价。如果装置不能达到或不能完全达到定时的功能，要能寻找原因，提出方案设计或制作过程中出现偏差的原因所在，并加以改进。
三、课时安排：3课时高中通用技术 技术与设计2 (苏教版)
第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
教 材 分 析
南开大学附属中学 尹锦艳
一、教材分析：
（一）本节内容的地位、作用：
《控制系统的工作过程与方式》选自普通高中课程标准实验教科书《技术与设计 2 》（江苏教育出版社）的第四单元第二节。 “控制系统的工作过程与方式”是大家在学习控制设计中一个重要环节，它能帮助学生进一步深入理解控制的基本含义，也是下一节课的基础，在教材中起着承上启下的作用。
（二）本节内容分析：
《控制系统的工作过程与方式》这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统”、“开环控制系统”和“闭环控制系统”等三个内容。它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制系统和闭环控制系统，并熟悉它们的工作原理和作用。
二、课标对本课内容标准的要求：
（一）分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
　　（二）熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图。
　　（三）理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用。
三、课时安排：1课时
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