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2019-2020年高中通用技術(shù) 控制與設(shè)計(jì)教案 蘇教版必修2 一、教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)是本章的第一節(jié)，可以說是本章的開始，也是本章的基礎(chǔ)，對于本節(jié)知識的掌握有助于后面幾節(jié)的學(xué)習(xí)。 二、教學(xué)對象分析 學(xué)生正處于高中階段，對于生活中的一些控制雖然見過，但是由于生活經(jīng)驗(yàn)不是很豐富，所以必須要老師引導(dǎo)才能發(fā)現(xiàn)問題。 三、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 1.通過分析社會各領(lǐng)域的具體例子，理解控制的涵義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。 2.通過學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生注意觀察問題，發(fā)現(xiàn)問題，幫助學(xué)生了解控制的作用。 過程與方法： 通過視頻導(dǎo)出新課，通過案例分析和課堂討論理解控制的含義和了解控制的手段，并知道控制的應(yīng)用。 情感態(tài)度與價值觀： 激發(fā)學(xué)生了解控制，研究控制的興趣與熱情。 四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：理解控制的含義 難點(diǎn)：理解控制的含義 五、教學(xué)策略 采用多媒體進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生理解控制的含義和了解控制的手段及應(yīng)用 六、教學(xué)準(zhǔn)備 典型案例圖片收集，課件制作，收集相關(guān)視頻材料 七、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 導(dǎo)入新課 [錄像]通過卓別林的《摩登時代》錄像片段，引入新課。 學(xué)生觀看 新課講授 一、控制是普遍存在。 用一些典型的、生活中的例子讓學(xué)生了解控制是普遍存在，對控制有初步的認(rèn)識，打破其神秘感。 現(xiàn)代社會中的例子： 生產(chǎn)、生活中的例子（圖片） 古代社會中的例子： 案例1：大禹治水（圖片） 問題：大禹治水過程中，通過什么手段實(shí)現(xiàn)治理好水患的目的？ 答案：通過“疏通河道，泄洪為主” 手段實(shí)現(xiàn)治理好水患的目的。 案例2：木牛流馬： 據(jù)研究：木牛和流馬是漢代獨(dú)輪手推車的兩種改進(jìn)設(shè)計(jì)，通過改進(jìn)使人的負(fù)重有所減輕。木牛是一種輪子稍小一些的獨(dú)輪手推車，載重大，前由人拉、后由人推，運(yùn)行較慢；流馬載重小，輪子稍大一些，由一人推，運(yùn)行速度很快。諸葛亮所說“木牛流馬”應(yīng)是比喻它們運(yùn)行的靈便程度和載重量的大?。耗九Ｐ袆虞^笨而慢，像牛；流馬行動敏捷而快，像馬。不是說它們外形像牛像馬。 目的：幫助軍隊(duì)運(yùn)送戰(zhàn)略物資。 案例3：希羅自動門（圖片） 希羅自動門的相關(guān)材料見教參P66或江蘇版P107。 希羅自動門說明了什么道理？ 道理是：利用氣壓和液壓動力裝置，實(shí)現(xiàn)自動開門、關(guān)門。 總結(jié)：事物發(fā)展的結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也可能與預(yù)期的目標(biāo)不相符，甚至是不希望得到的。如果人們想達(dá)到某一特定的目的，就必須運(yùn)用適當(dāng)?shù)氖侄蝸韺?shí)現(xiàn)。 那么，運(yùn)用什么手段來實(shí)現(xiàn)呢？ （引入控制的概念） 二、控制的涵義 　　控制是根據(jù)自己的目的，通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發(fā)展的行為和過程。 　　結(jié)合事例（用音樂噴泉的事例），重點(diǎn)闡明控制的對象是什么；控制要達(dá)到什么目的；采取什么控制手段。 [探究活動] 請同學(xué)們說說你在生活學(xué)習(xí)中所見到的應(yīng)用控制的事例。 如： 學(xué)校：學(xué)校的音樂鈴聲、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、足球場草地自動噴淋系統(tǒng)、體育館的自動伸縮坐椅等。 家庭：冰箱、電飯煲、微波爐等。 社會：交通信號燈、電子警察、電梯、程控電話交換機(jī)等 三、控制的分類 從控制過程中人工干預(yù)的情形來分： ?人工控制：人工紡紗、普通自來水龍頭，旋轉(zhuǎn)按鈕打開電燈、駕駛汽車等； ?自動控制：數(shù)控機(jī)床、飲料自動裝罐生產(chǎn)線、花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉(zhuǎn)換等 按照執(zhí)行部件的不同，控制分為：機(jī)械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等 對于自動控制 按控制方式分為：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。 3、控制的應(yīng)用 控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到迅速發(fā)展，在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。 通過事例說明控制在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域的應(yīng)用。 　　案例1：汽車自動化生產(chǎn)線。（圖片） 　　案例2：農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)施。（圖片） 　　案例3：現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)家電。（圖片） 學(xué)生講述《大禹治水》的故事 讓學(xué)生思考并回答 請學(xué)生講述《木牛流馬》的故事 觀看圖片，并思考 課堂小結(jié) 　1、控制是普遍存在。要求學(xué)生能列舉事例。 　　2、控制的涵義。要求學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上掌握好其控制的涵義。 　　3、控制的應(yīng)用。 第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工作過程與方式 一、教學(xué)內(nèi)容分析 控制系統(tǒng)的工作過程與方式》選自普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《通用技術(shù)-技術(shù)與設(shè)計(jì) 2 》的第四單元第二節(jié)（江蘇教育出版社）。 《控制系統(tǒng)的工作過程與方式》這節(jié)的內(nèi)容是有關(guān)“控制系統(tǒng)的工作過程與方式”的學(xué)習(xí)和掌握，包含“控制系統(tǒng)”、“開環(huán)控制”和“閉環(huán)控制”等三個內(nèi)容。它是學(xué)生在學(xué)習(xí)控制在我們的生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)控制系統(tǒng)的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統(tǒng)：開環(huán)控制和閉環(huán)控制，并熟悉它們工作原理和作用。 根據(jù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容和認(rèn)知特點(diǎn)，我們利用兩個課時來完成本節(jié)的教學(xué)，讓學(xué)生通過對相關(guān)典型控制應(yīng)用案例的深入分析，引導(dǎo)學(xué)生在對控制系統(tǒng)的生活生產(chǎn)應(yīng)用分析，進(jìn)而熟悉控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程，通過對開環(huán)和閉環(huán)控制基本組成和其工作機(jī)理的學(xué)習(xí)，進(jìn)而掌握和理解這兩種控制方式的重要作用。 二、教學(xué)對象分析 學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)和分析了控制在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用，獲得了有關(guān)控制及其應(yīng)用的初步感性認(rèn)識和體驗(yàn)，但是對控制的基本工作方式和工作機(jī)理還缺乏了解，他們對進(jìn)一步了解控制系統(tǒng)的知識是有探究的欲望的。結(jié)合前面的應(yīng)用案例分析，進(jìn)一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎樣的工作方式，是學(xué)生學(xué)習(xí)的最近發(fā)展區(qū)。 三、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖 理解閉環(huán)控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器的作用 初步理解開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別 過程與方法 經(jīng)歷“回想—分析—聯(lián)想—猜想”的思維過程，與同學(xué)和老師充分溝通和交流，將前面所學(xué)的結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)與控制的基本知識應(yīng)用于具體問題的分析，發(fā)展創(chuàng)新精神。 情感態(tài)度與價值觀 提高對生活中技術(shù)問題的敏感度和引發(fā)出探究欲望，并能保持積極審慎的態(tài)度。 四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程分析 難點(diǎn)：用方框圖描述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程 五、教學(xué)策略 教法： 　　本章的教學(xué)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)我們采用“案例情景—機(jī)理分析—總結(jié)歸納－認(rèn)識提升”的模式展開。在教學(xué)中把知識點(diǎn)的教與學(xué)置于具體的案例情景當(dāng)中，通過豐富而貼近生活的案例使學(xué)生從生活體驗(yàn)到理性分析的思維升華過程。同時關(guān)注學(xué)生能否用不同的語言表達(dá)、交流自己的體驗(yàn)和想法。通過富有吸引力的現(xiàn)實(shí)生活中的問題，使學(xué)生回想和體會控制系統(tǒng)的工作過程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動學(xué)習(xí)的欲望。讓學(xué)生本著“回想—分析—聯(lián)想—猜想”的思維過程，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行步步展開，使學(xué)生親歷自主探索和思維升華的過程。 　　學(xué)法： 　　鼓勵學(xué)生自主探究和合作交流，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié)，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體會控制系統(tǒng)的工作過程和方式，特別是理解閉環(huán)控制的工作過程以及其構(gòu)成的作用。 六、教學(xué)資源準(zhǔn)備 多媒體課件等 七、教學(xué)過程 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生 活動 導(dǎo)入新課 1 、拔動教室電燈開關(guān)，燈的亮與不亮與手動有關(guān) 2 、播放圖片，聲光感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)有聲音時燈亮 3 、播放圖片，紅外感應(yīng)出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開則不出水 4 、播放圖片，賓館自動門，當(dāng)有人進(jìn)入，門自動打開 師生歸納、抽象以上活動的特征 學(xué)生觀察思考 新課講授 1、控制系統(tǒng)： 　　【案例分析】 　　自行車速度的控制的實(shí)現(xiàn)過程、電風(fēng)扇風(fēng)速的控制過程、自動門的控制過程、遙控電視頻道更換的控制過程、航空模型的控制過程 　?。ó嫵隹刂七^程方框圖） 　　【總結(jié)】 　　一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出。 　　任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個系統(tǒng)，我們稱之為控制系統(tǒng)。 　　控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對應(yīng)關(guān)系。 　　【馬上行動】（課文p102） 　　控制系統(tǒng)一般分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 　　2、開環(huán)控制： 　　【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系統(tǒng)控制過程分別引出兩個名詞：輸入量和輸出量】 　　控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)成為開環(huán)控制系統(tǒng)。 　　開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖： 　 　　【案例分析】 　　自動門的控制系統(tǒng)、水泵抽水控制系統(tǒng) 　　【學(xué)生課堂舉例并分析】 　　公共汽車車門控制系統(tǒng) 　　（紅綠燈定時控制系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、音樂噴泉控制系統(tǒng)、鬧鐘定時控制系統(tǒng)等等） 　?。ㄒ髮W(xué)生能畫出其控制方框圖） 3、閉環(huán)控制： 　　【教師分析與學(xué)生討論：在游泳池注水控制系統(tǒng)增加水位測量設(shè)備和改變控制對象后，控制系統(tǒng)的過程與前面的開環(huán)控制過程有何區(qū)別，輸出量輸入量之間產(chǎn)生了什么關(guān)系和作用?！? 　　把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。 　　閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖： 　　 　?。ń忉尫娇驁D中的一些圖標(biāo)代表的含義） 　　（讓學(xué)生觀察并解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別？然后教師歸納總結(jié)） 　　【生活案例】保溫電飯鍋的保溫控制、空調(diào)的溫度控制等等 　　【生產(chǎn)案例】溫室大棚、氨氣生產(chǎn)的反應(yīng)爐溫控制等等 　　【復(fù)雜案例簡述】導(dǎo)彈防空系統(tǒng)，戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈的控制 課堂小結(jié) 教師引導(dǎo)補(bǔ)充 與老師一起歸納 練習(xí) 學(xué)生做練習(xí) 第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋（第一課時） 一、教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)可以說是本章的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)，這節(jié)也是對第二節(jié)內(nèi)容的一個檢驗(yàn)。本節(jié)內(nèi)容在《控制和設(shè)計(jì)》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學(xué)生對閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋（feedback）有很深的認(rèn)識，而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施打好基礎(chǔ)。 二、教學(xué)對象分析 學(xué)生如果能很好的學(xué)習(xí)前面章節(jié)，將對本節(jié)的學(xué)習(xí)有所幫助。 三、教學(xué)目標(biāo) ［知識與技能］ １、 理解干擾因素的含義 ２、 理解反饋的含義 ３、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)及反饋環(huán)節(jié)的作用 ４、 了解功能模擬方法和黑箱方法的含義 ５、 了解功能模擬方法和黑箱方法的應(yīng)用 ［過程與方法］ １、 結(jié)合案例分析影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素及克服方法 ２、 結(jié)合案例分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié) ［情感態(tài)度與價值觀］ １、 能具體問題，具體分析 ２、 能在生活中應(yīng)用反饋原理，調(diào)節(jié)自身的心理、學(xué)習(xí)與生活 四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：干擾因素的定義 難點(diǎn)：1、了解干擾對控制系統(tǒng)的影響，并能分析克服干擾因素的合理方案；2、分析閉環(huán)控制系統(tǒng)有較強(qiáng)抗干擾能力的機(jī)理，能夠分析一個簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的克服干擾因素的過程。 五、教學(xué)策略 六、教學(xué)資源準(zhǔn)備 多媒體課件等。 七、教學(xué)過程 序號 教學(xué)內(nèi)容 教師引領(lǐng) 學(xué)生活動 1 引入新課 列舉日常生活中時常存在的“干擾”現(xiàn)象： ①自然產(chǎn)生的：風(fēng)中騎車、行船等； ②人為造成的：手機(jī)信號對電腦的干擾； 明確本節(jié)主要討論的是干擾因素的也同樣存在于控制系統(tǒng)當(dāng)中問題。 思考、參與討論。 2 什么是干擾因素 教師引導(dǎo)學(xué)生回答：我們要學(xué)習(xí)的干擾因素指的是控制系統(tǒng)當(dāng)中的干擾因素。 結(jié)合具體控制系統(tǒng)，使同學(xué)們了解控制系統(tǒng)當(dāng)中的干擾因素所指的是什么。 練習(xí) P108馬上行動 P109思考 聽講，根據(jù)具體的控制系統(tǒng)，回答它們會受到那些干擾因素的影響。 3 分析干擾因素 根據(jù)一個具體的控制系統(tǒng)分析干擾對控制系統(tǒng)的影響并分析克服干擾因素的合理方案，總結(jié)出以下三點(diǎn)： 1、 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能與干擾因素的控制以及克服能力直接相關(guān)； 2、 干擾因素的個數(shù)不定； 3、 只有使被控量穩(wěn)定，才能使控制系統(tǒng)正常操作。 聽講、討論。 4 分析控制系統(tǒng)怎樣克服干擾因素 列舉游泳池的開環(huán)控制系統(tǒng)及閉環(huán)控制系統(tǒng)，分析閉環(huán)控制系統(tǒng)有較強(qiáng)抗干擾能力。 通過一些具體的控制系統(tǒng)的案例分析使同學(xué)們了解一個簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾因素的過程。 聽講、思考。 結(jié)合老師講解和自己的理解討論一些簡單的控制系統(tǒng)克服干擾因素的過程。 5 干擾因素的利用 干擾因素在某種情況下也可以成為我們利用的對象，例如打狂犬疫苗。 討論還有那些是我們可以利用的干擾因素。 6 小結(jié) 引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課進(jìn)行整理、歸納。 對本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行整理、歸納。 第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋（第二課時） 一、教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)內(nèi)容在《控制和設(shè)計(jì)》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學(xué)生對閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋（feedback）有很深的認(rèn)識，而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施打好基礎(chǔ)。 二、教學(xué)對象分析 學(xué)生如果能很好的學(xué)習(xí)前面章節(jié)，將對本節(jié)的學(xué)習(xí)有所幫助。 三、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能： 1、 熟悉反饋環(huán)節(jié)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用 2、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程 3、知道開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)區(qū)別。 情感態(tài)度價值觀 通過學(xué)習(xí)，聯(lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂趣。滲透安全教育、德育教育、 環(huán)保等教育。 四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用 難點(diǎn)：能分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。 五、教學(xué)策略 用方框圖分析生活中常見控制系統(tǒng)，通過實(shí)踐、游戲、討論、分析等方法使學(xué)生懂得反饋在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用 六、教學(xué)資源準(zhǔn)備： 電線若干、水塔水位控制模型1套（自制）、一次性杯子、一次性筷子、乒乓球、自行車模型、烘箱、畫架等 七、教學(xué)過程： 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 導(dǎo)入新課 [探究目的]： 1、引入反饋概念，分析在沒有對比操作的情況下，制作的難易。 2、通過合作探究來提升同學(xué)們的團(tuán)結(jié)合作精神。提高創(chuàng)作思維和動手操作實(shí)踐能力。 3、通過教師自制的自行車模型作品來感觸同學(xué)們的創(chuàng)作意念，用創(chuàng)新以發(fā)展和感知生活中的美，并通過習(xí)作實(shí)踐交流。 4、用自行車工藝品來提高學(xué)生審美能力，裝飾豐富擺設(shè)生活美，豐富人們的精神享受。 [探究內(nèi)容]：鼓勵學(xué)生合作探究，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié)，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體會控制系統(tǒng)的工作過程和方式，特別是理解閉環(huán)控制的工作過程以及其構(gòu)成的作用。運(yùn)用生活中破舊拋棄的電線進(jìn)行設(shè)計(jì)制作出自行車模型。 材料：用直徑1.5毫米---2毫米的銅電線。 工具：剪刀、尖嘴鉗和斜口鉗各一把，示范作品若干，線材藝術(shù)作品圖片資料等。 內(nèi)容：小組合作設(shè)計(jì)制作一件自己喜歡的線材（稍硬）自行車藝術(shù)擺設(shè)品。引導(dǎo)分組探究創(chuàng)作思路、制作方法、色彩線調(diào)配等。 [提問引出]：人腦---手----做模型（開環(huán)） 示范教師自制的自行車模型作品并結(jié)合實(shí)物圖象，通過眼睛比照，反應(yīng)到大腦，動手操作自行車作品設(shè)計(jì)制作。 [引出問題]： 為什么用眼睛觀察實(shí)物或圖樣操作起來更方便正確 （閉環(huán)） ? 人腦-----手-----做模型 ? -----眼睛--- 學(xué)生觀察，動手操作，思考 新課講授 [案例分析]：投籃 [游戲]：乒乓球投入一次性杯子 [引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論]：投籃的工作過程 [引出結(jié)論]：反饋---控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當(dāng)?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過程 [思考提問]：生活中的反饋：反饋控制是一種在計(jì)劃執(zhí)行一段時間或結(jié)束后進(jìn)行的事后控制，主要為下一步計(jì)劃的實(shí)施總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，但它卻常常是管理控制工作的主要形式。例如投訴與反饋、留言反饋、意見反饋、環(huán)境反饋、教學(xué)活動、超市反饋調(diào)查表、市場信息反饋系統(tǒng)、工作總結(jié)、 產(chǎn)品性能檢驗(yàn)、現(xiàn)代酒店控制方法等。 [游戲]：在黑板上畫兩張大臉，“四官俱全”，沒有眼睛。然后請一個同學(xué)上來“填”眼睛，閉著眼睛畫，位置不對；也不好看睜著眼睛畫，漂亮。 [分析原因]：將兩次畫的過程來分析。畫出其控制框圖，得出它們的控制類別。 1、閉著眼睛畫： 人腦控制手畫眼睛：人腦——手——眼睛； 控制過程中，沒有反饋環(huán)節(jié)，不能對控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個單程的控制流向。這是開環(huán)控制。 2、睜著眼睛畫： 人腦控制手畫眼睛，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準(zhǔn)確精細(xì)的控制手去畫好眼睛?？刂七^程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結(jié)果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這是閉環(huán)控制。 [講解]：汽車速度控制 [講解]：反饋方法——利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的方法。 [演示]：反饋的工作過程：當(dāng)人打算要拿桌子上的水杯時，人首先要看到自己的手與杯子之間的距離，然后確定自己手的移動方向，手始向水杯移動。同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離（該距離就是輸入與輸出的差值），而人腦（控制器）的作用就是不?？刂剖忠苿樱韵@個差值。直到手拿到杯子為止，整個過程也就結(jié)束了。從上面的例子可以看出，由（負(fù)）反饋形成的偏差是人準(zhǔn)確完成拿杯子動作的關(guān)鍵。如果這個差值不能得到的話，整個動作也就沒有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。 [教具演示]：水位自動控制系統(tǒng) 接通電源后，電機(jī)工作，水泵出水，當(dāng)水位升到A 點(diǎn)水位傳感器位置時，電機(jī)停止工作；當(dāng)水位由A點(diǎn)降止B點(diǎn)以下時，電機(jī)又開始工作，這樣往復(fù)，達(dá)到了自動控制儲水器中的水位。 [學(xué)生討論]：請同學(xué)們相互討論一下這個水位自動控制系統(tǒng)的工作過程，試用系統(tǒng)框圖來描述。（引導(dǎo)學(xué)生歸納出水塔水位控制系統(tǒng)框圖，著重推導(dǎo)信息反饋與比較環(huán)節(jié)的框圖表達(dá)。） [教師總結(jié)]：簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。 [閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程]： 閉環(huán)控制系統(tǒng)就是系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路，輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過反饋環(huán)節(jié)克服干擾因素而使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。 [核心]：通過反饋來減少被控量(輸出量)的偏差。 [案例分析]：閱讀書上案例 [思考設(shè)計(jì)]：家用抽水馬桶是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)的水位控制。（鏈接下節(jié)課用水位檢測，控制電路，電磁閥來改進(jìn)為自動控制，設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖，并用頭腦風(fēng)暴法獲更多節(jié)水控制創(chuàng)造性設(shè)想。） [思考]：在水箱的水位控制系統(tǒng)中，控制量還可以有其他選擇嗎？為什么？ 控制量是進(jìn)水閥的流量。放水、蒸發(fā)是干擾 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn): 1)系統(tǒng)輸出量對控制作用有直接影響。 2）有反饋環(huán)節(jié)，并應(yīng)用反饋減小誤差。 3）當(dāng)出現(xiàn)干擾時，可以自動減弱其影響。 [實(shí)物展示]： 烘箱（飲水機(jī)） 溫度自動控制系統(tǒng)。首先用熱電偶來代替溫度計(jì)來測量溫度的值，然后對溫度的比較，當(dāng)小于恒溫箱給定時，就增大加熱裝置的電流；相反當(dāng)大于恒溫箱給定時，就減小電流。這樣恒溫箱就能保持給定的溫度。 加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖： [閉環(huán)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較]：[介紹]：閉環(huán)控制：反饋控制， 偏差控制，可以抑制內(nèi)、外擾動對被量產(chǎn)生的影響。精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、分析麻煩。 開環(huán)控制：順向作用，沒有反向的聯(lián)系，沒有修正偏差能力，抗擾動性較差。結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、成本低。在精度要求不高或擾動影響較小的情況下，這種控制方式還有一定的實(shí)用價值。 [提問回答]： 開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng) 能否自動調(diào)整和補(bǔ)償 控制精度 結(jié)構(gòu) 適用場合 [補(bǔ)充討論]： 紅綠燈定時控制（開），車流量控制（閉） 檢測輸出（閉），否則（開）例如自動門檢測 人工控制，自動控制，開環(huán)控制，閉環(huán)控制之間區(qū)別聯(lián)系 [補(bǔ)充]：起增強(qiáng)輸入信號作用——正反饋。 起減弱輸入信號作用——負(fù)反饋。 正反饋不能進(jìn)行控制，會使系統(tǒng)的偏差越來越大。 只有負(fù)反饋控制系統(tǒng)才能完成自動控制的任務(wù)。 負(fù)反饋控制系統(tǒng)最大的特點(diǎn)：檢測偏差，糾正偏差 課堂小結(jié) 教師引導(dǎo)補(bǔ)充 與老師一起歸納 練習(xí) 學(xué)生做練習(xí) 第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施 一、教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)是這一單元的最后一節(jié)，可以說是這單元的“收口”部分，讓學(xué)生了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路比較關(guān)鍵，只有這部分內(nèi)容理解了，才能有效的進(jìn)行下一個內(nèi)容——控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例中，重點(diǎn)要讓學(xué)生會分析和選擇案例，并最終會設(shè)計(jì)。 二、教學(xué)對象分析 這是本書的最后一節(jié)，學(xué)生們通過前邊知識的學(xué)習(xí)，基本上知道應(yīng)該怎樣來設(shè)計(jì)一個產(chǎn)品，但是在專業(yè)知識方面還是比較欠缺，所以在這里設(shè)計(jì)練習(xí)時要注意盡量找學(xué)生身邊的容易理解的案例來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 三、教學(xué)目標(biāo) 1.知識與技能：了解簡單的被控對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。 2、通過講解和實(shí)際操作是同學(xué)們加深對控制系統(tǒng)實(shí)施的理解與應(yīng)用 3、情感態(tài)度與價值觀：能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個控制裝置；或者根據(jù)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方案進(jìn)行模擬實(shí)施，學(xué)會調(diào)試運(yùn)行提出改進(jìn)方案。 四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：了解簡單的被控對象的基本特性，確定相關(guān)的量，會畫方框圖。 難點(diǎn)：制作 五、教學(xué)過程： 教學(xué)環(huán)節(jié) 教師活動 學(xué)生活動 導(dǎo)入新課 復(fù)習(xí)提問設(shè)計(jì)的一般思路。 引出控制也需要設(shè)計(jì)。 回答問題 新課講授 1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思想 我們知道在設(shè)計(jì)的一般過程中，首先要發(fā)現(xiàn)和明確問題，那么在對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時我們要明確那些問題呢？ 給出答案（幻燈片） 1，開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 講述普通風(fēng)扇的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（幻燈片） 請同學(xué)快速閱讀書中案例《電吹風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》，并思考電吹風(fēng)的被控對象、被控量以及控制量都是什么？ 2，閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 講述簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本要求（幻燈片）。 讓學(xué)生閱讀書中案例《抽水馬捅水箱的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》 2、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例 好，我們了解了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路，下面我們一起來分析和了解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例 播放“香港回歸升旗視頻” 引導(dǎo)學(xué)生，如果我們學(xué)校的升旗也設(shè)計(jì)成這樣那該多好。 閱讀書中案例《自動升旗簡易控制裝置的設(shè)計(jì)》 在教師的引導(dǎo)下思考并回答問題 觀看 看書中案例，思考后回答問題 認(rèn)真聽講 認(rèn)真閱讀案例并討論下邊的問題。 觀看 看書并小組研究 課堂小結(jié) 教師引導(dǎo)補(bǔ)充 與老師一起歸納 練習(xí) 1、晾衣控制裝置 2、畫自行車發(fā)電看電視的方框圖并分析其中的技術(shù)和原理 學(xué)生做練習(xí)