资源简介

《控制系统的基本组成与工作过程》教学设计
海南省文昌中学 杨 柳

一、教材分析
本课教学内容为苏教版《技术与设计2》第四单元“控制与设计”的第二节“控制系统的工作过程与方式”的第1课时，其内容包括“控制系统的含义及其特点”与“开环控制系统的基本组成与工作过程”，是学生在学习控制在生活和生产中的应用后，进一步深入学习与探讨有关控制系统的组成和工作过程，并为下一课时进一步学习“闭环控制系统的基本组成和工作过程”打下基础，因此，本课教学非常关键，是承上启下的核心内容。
二、教学目标
（一）知识与技能
1、理解控制系统的含义及特点
2、掌握开环控制系统的基本组成和工作过程
3、学会开环控制系统方框图的画法
（二）过程与方法
1、经历电风扇控制系统基本组成和工作过程的探究
2．体会“具体—抽象—具体”的科学思想方法
（三）情感态度与价值观
1、通过对控制系统的设计，培养学生的创新意识和创新能力
2、通过光控电灯的应用，让学生树立节能意识
四、教学的重点和难点
重点：掌握开环控制系统的基本组成和工作过程，开环控制系统方框图的画法
难点：开环控制系统的基本组成和工作过程
五、教学过程
（一）情景渲染，引入课题
演示实验：在一个电路板上连接好一个简单的照明电路，在电路中事先连上一个光控开关，然后闭合电键后，发现灯泡并没有亮。
提问：灯泡怎么不亮呢？（设疑）
学生活动：思考（可以让一位同学上台来检查电路是否连接正确）
接着找一块黑布把电路板罩起来，然后把黑布撤去，发现灯泡亮起来了。
提问：灯泡为什么又亮呢？
引导学生揭开谜底：其实老师是事先在电路中装了一个光控制开关，当有光照射时，灯泡不亮，
当没光照射时，灯泡就亮起来了。
这就是我们上节课所学的控制，那么这节课我们继续探究有关控制的问题，
（二）控制系统的含义和特点
1、 提问：除了刚才实验中的那个控制装置外，你还能举出哪些控制装置？
引导学生找出生活中常见的控制装置（如灯的开关控制，电风扇的风速控制，自动门的控制等等）
2．控制系统：用以完成一定控制任务的元、部件的组合。
这些控制系统有什么共同特点？
引导学生归纳出控制系统的基本特点：控制系统的输入输出之间有一定的对应关系
3．画出简单的方框图

4．马上行动：完成课本P102的练习
（三）探究电风扇控制系统的基本组成和工作过程
1．引导学生从设计者的角度分析电风扇
（１）电风扇的动作过程及功能技术要求：
给电风扇输入一个挡位，电风扇的扇叶就转动起来，形成风。挡位越大，扇叶转动速度越快，风速越大。
（２）电风扇如何实现风速的大小变化：
①风是怎么形成的？（扇叶的转动）
②扇叶是怎么转动的？（电动机的转动）
③电动机的转动谁来指挥？（控制电路）
④控制电路怎样指挥电动机转动转动快慢的？（输入的挡位）
2．怎样用简短的语言来描述这一控制过程？
3．怎样用更简洁的方框图来描述这一控制过程？

（ 四）开环控制系统及其方框图
提问：电风扇控制系统输出量对系统的控制产生影响吗？（没有）
1、 开环控制系统：像这样信息只从输入端传递到输出端，没有信息反馈的控制系统，称为开环控制系统。
２、引导学生归纳出开环控制系统的一般框图

（五）知识迁移：对光控电灯控制系统的分析
下图为前面演示实验中光控电灯系统的控制过程和原理，请结合该图，思考以下几个问题：

（1）请说出该控制系统的输入量，输出量，控制器，执行器和被控对象？
（2）我们生产和生活中的哪些地方可用到该控制系统？
（3）在我们的走廊里，能否用该控制系统来控制灯泡的工作？你认为应该做哪些改动就更好？

（六）小试验：
活动：让两位同学上黑板写“开环控制系统”六个字，一个闭上眼睛用粉笔写，另一个则睁开眼睛写？
1．要求体验输出、输入、控制器、执行器、被控对象分别是什么。
（输入量：老师的指令 输出量：所写的字）
2．引导：请你写出“闭上眼睛写字”的控制过程方框图。

3．对比开环控制系统的方框图
分析：大脑——控制器，手——执行器，笔——被控对象
4．我们说闭上眼睛写字就是开环控制。
5．思考：闭上眼睛写字与睁开眼睛写字的区别在哪里？为什么？
6．睁开眼睛写字是否具备自动修正的能力？
从而提出新问题：在控制系统中如何才能具备自动修正的能力？这就是我们下节课程要学习的闭环控制系统

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