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
第三节 闭环控制系统的干扰和反馈（第三课时)
教 学 案 例
天津大学附属中学 刘欢
天津市第109中学 张金龙
一、教学设计：
（一）教学目标：
1．知识与技能：
（1）了解功能模拟方法和黑箱方法的含义
（2）了解功能模拟方法和黑箱方法的应用。
2．过程与方法：
运用所学知识，激发出学生对于克服控制中的干扰的创新思维；能综合各种控制系统的有关知识，独立分析简单的克服干扰的方法。
3．情感、态度与价值观：
通过对干扰实验的体验和观察，获得对干扰的感性认识。
（二）教学重点、难点：
1．教学重点：
（1）了解实际控制系统中会存在干扰影响控制；
　　（2）让学生能够分析简单控制系统中的干扰，理解克服干扰的基本原则，分析克服干扰的具体方法，并结合开环和闭环控制进行对比；
2．教学难点：
功能模拟方法、黑箱方法
（三）教学策略：
1．教法：
本节课教师通过对有针对性的典型实例，进行引导、讲述、分析等多种教学方式，以课标为依据，结合学生生活经验，努力提高教学的生动性和逻辑性，激发学生的学习兴趣，提高学生的注意力，是学生能够建构课本的知识点。
2．学法：
本课程的教学对象是刚刚对控制系统有初步了解的学生，对控制的干扰和反馈都还很模糊，因此要以学生为主体，从学生身边的实例出发，让学生主动参与到课堂活动中，从而理解本节内容。
本课给学生的学法是“分析案例—合作探究—得出结论—思维扩展”。
（四）学情分析：
学习过前几节的内容的学生已经对控制系统有了初步的了解，但是对影响闭环控制系统的干扰因素和闭环系统中的反馈的作用还很神秘。学生此时的好奇心较强、思维也较活跃，因此在实例的选择上要贴近学生的认知水品和风格，这样才能让学生更好的理解本节的内容。
（五）课前准备：
相关资料的准备（文本、图片），多媒体课件。
（六）教学过程：
教学环节 师生活动 设计意图
导入新课 复习：闭环控制系统的工作过程 1．闭环控制系统就是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。 2．核心：通过反馈来减少被控量(输出量)的偏差。 3．在加热锅炉的温度控制系统中，可能有干扰因素：加热炉外的环境温度变化、加热器的电压波动等 4．系统如何克服干扰使炉温稳定在给定范围内？通过热电偶检测炉内的温度值，并与给定的温度值进行比较，将偏差传给控制器进行控制。 巩固前面内容，为本节内容做铺垫。
三、常见控制 系统的分 析方法 1. 功能模型法 以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟原型的功能和行为的方法 。2.黑箱方法通过对系统的输入与输出的关系的研究推断系统内部结构和功能的方法，通过观测黑箱外部的输入信息(外界对黑箱的影响)和输出信息(黑箱对外界的反应)研究和认识其功能、特性、结构、机理。黑箱方法应用的例子输入输出需要了解的情况观察计算机的基本性能运行应用程序计算机的反应计算机的基本性能测定钢材的硬度技术试验钢的性能情况钢的硬度选购电视机图像、声音、外壳清晰度、散热的情况电视好坏黑箱方法最典型的应用是中医看病。中医看病，主要是通过“望、闻、问、切”等外部观察作出诊断，开方抓药。有时遇到疑难杂症没有把握时，可以先投以试探性的药物，观察病人的反应，并随时增减药物，观其疗效，一旦抓住病症就大胆对症下药。这种从人体的输入特征入手，实施“辩证论治”的方法正是黑箱方法的精髓所在。教师提问：你能举出黑箱方法在生活中应用的案例吗？学生活动：列举黑箱方法的案例，领会黑箱方法的含义及应用。 通过典型案例，学生掌握黑箱方法的特点和分析问题的方法举一反三，知识内化
小结 1、功能模拟方法2、黑箱方法 总结本节课知识点。
课堂反馈 书后练习题 鼓励学生全面、辩证的分析问题。
作业 复习，预习下一节
（七）板书设计
§4.3闭环控制系统的干扰与反馈
三、常见控制系统的分析方法：
1、功能模拟方法：
2、黑箱方法：
二、教学反思：
这节内容与实际生活联系比较紧密，所以在教学中要多举例，让学生感觉知识就在身边。这样理解起来比较容易，有亲切感。
三、专家点评：
新时代的科学技术革命构筑了那一高耸入云的摩天大厦，而支撑这片大厦的擎天柱就是系统论、信息论和控制论。功能模拟方法、黑箱方法以及上节课学习的反馈方法都是控制论的主要方法，教师通过课堂的师生互动和生生互动把教师和学生紧紧联系在一起，深入浅出的引领学生学习了上述控制的思想方法，并且贯穿在教学的整个过程。案例贴近学生生活，让学生分析讨论，学生尝试用自己的眼睛认识控制方法，感受控制方法带来的新变化。
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