第四单元控制与设计第二节控制系统的工作过程与方式

　　第四单元 控制与设计

　　第二节 控制系统的工作过程与方式（第1课时）

　　一、教学目标

　　◇ 通过生活中实例的分析，理解控制系统的含义

　　◇ 掌握开环控制系统的基本组成和工作过程

　　◇ 学会开环控制系统方框图的画法

　　◇ 逐步形成理解和分析简单开环控制系统的一般方法

　　二、教学内容分析

　　开环控制系统教学内容，是后节闭环控制系统学习的重要基础。 “控制系统”和“开环控制”，均是本单元的重要概念。

　　生活中不乏简单控制系统的应用，人们对此往往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、用控制的思维看周围的存在，分析其道理。

　　本课教学内容，从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。

　　本课要解决的重点、难点分别是：

　　开环控制系统的工作过程分析

　　用方框图描述开环控制系统的工作过程

　　三、学习者分析

　　学生已具有电学、力学的基础知识、系统的基本概念，具有信息传递的基本知识和体验，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，所有这些知识和经验储备，一是为教学中师生共同寻找教材以外的案例进行分析归纳，提供了学习行为的保障，二是为开环控制系统试验操作提供顺利进行的可能。

　　四、教学策略

　　◇ 心理学家罗杰斯认为，学生的自发性与主动性是学习的动力。教师要强调技术课学习的需要、愿望、兴趣与技术学习的材料的内在联系，建立开放的课堂气氛，教师作为学习的参与者参加学习的活动。本课教学中，多采用问题解决这一学习活动为主线，通过激发学生的认知内驱力和自我提高内驱力，以引导学生有计划地达到解决问题的目的。

　　◇先行组织者策略，选择与学习开环控制系统有包容性、概括性的引导性材料，以建立新、旧知识经验之间的联系，逐步加强学生对开环控制系统工作过程和方框图的理解和应用能力。

　　◇ 创设情境，引导学生分析生活中的开环控制系统工作过程和方框。

　　◇ 设置问题，引导学生进行一般意义上的归纳总结。

　　◇ 动手试验，体会开环控制系统输入与输出的关系。

　　五、教学资源准备

　　多媒体设备、相关图片资料、技术试验工具、材料等

　　六、教学过程

　　序号

　　教学步骤

　　教师活动

　　学生活动

　　1

　　设置引导材料

　　1 、拔动教室电灯开关，灯的亮与不亮与手动有关

　　2 、播放图片，声光感应开关，当有声音时灯亮

　　3 、播放图片，红外感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离开则不出水

　　4 、播放图片，宾馆自动门，当有人进入，门自动打开

　　师生归纳、抽象以上活动的特征

　　一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）

　　2

　　开环控制系统工作过程、特征与举例

　　灯的开关控制的过程、框图：

　　输入信号——开关——灯——输出信号

　　（图略）

　　学生：

　　1 、分析 自动烘手机工作过程：是靠着红外线感知手的靠近过程，没有人用的时候，鼓风机和加热电炉丝都自动切断了电源。当手的温度在红外传感器监视范围之内的时候，烘手机就启动。

　　2 、写出：

　　感应出水龙头控制框图，

　　宾馆自动门的控制框图，

　　最后归纳出开环控制系统的一般方框图

　　抽象开环控制系统事例的框图

　　1 、分析简单开环控制系统的工作过程

　　2 、导出开环控制系统特征：

　　系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递

　　引导学生分析：

　　1 、生活中还有哪些开环控制系统？

　　2 、这些开环控制系统给人们的生活生产带来什么方便？

　　3 、针对实例说明开环控制系统的特征。

　　学生：

　　1 、列举生活中开环控制系统实例

　　2 、 居民楼道里使用的是自动声控灯。这种灯有很多好处，它可以节约能源，还可以减少开关的磨损，并且极大方便了过客。

　　3 、认识开环控制系统是生活生产中最常用的方式，它的输出仅受输入控制。

　　开环控制系统经典应用案例分析

　　“希罗的自动门”控制的工作过程分析说明

　　1 、画出“希罗的自动门”控制方框图

　　2 、分析一个开环控制系统工作过程

　　3

　　开环控制系统的试验

　　1 、说明试验的基本步骤

　　2 、指导学生观察拉动线绳，纸猴表情的变化（图略）

　　1 、制作一纸猴，拉动背后的线（输入），纸猴的动作表情发生变化（输出）

　　2 、观察、体验输出信号与输入信号之间对应关系

　　4

　　练习、讨论

　　教师适当组织、引导

　　1 、酒店自动叫醒报务控制系统的工作过程，画出方框图

　　2 、当系统自身计时出现误差时，叫醒报务时间是否准确？也就是系统能否修正这一误差？

　　5

　　小结

　　教师引导、补充

　　学生归纳、整理本课内容，学习收获

　　七、教学反思

　　社会生活中，开环控制系统应用具有十分重要的实践意义，本节课通过对开环控制系统中控制过程的理解，有助于学生将日常所见控制事例上升到运用技术思想和方法理解并分析，并学会应用简单的开环控制方法来解决现实生活中遇到的问题，有助于发展学生良好的逻辑思维品质。

　　本节课没有首先从概念入手，讲什么是开环控制系统，工作过程如何、框图如何画等，而是选择适当材料，从实例的分析开始，与学生共同归纳、抽象实例的特征，从而引出开环控制系统工作过程的分析，课堂教学一个重要特点是，淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析，我认为，这是技术课程教师需要引起重视，也是它有别于科学类课程的不同之处。

　　课堂上从材料分析，到开环控制系统特征和框图的归纳，到学生寻找生活中开环控制事例，到经典案例分析，到学生动手试验，再到讨论、练习、小结，环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能吸引学生注意力，引导学生思维步步深入，从认识问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律，使学生体会到控制系统的学习并非深奥高不可攀。本节课教学为后续学习打下了良好基础。

　　作者：月亮