苏教版高中通用技术 必修2 4.1控制系统的设计与实施（教案）

第四节　控制系统的设计与实施
一、教学目标
1.了解简单控制系统的基本特征。
2.形成初步的控制系统设计的方案。
3.能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图。
4.能根据开环控制系统的设计方法，搭建设计平台并改进。
二、教学重点
1.根据设计要求运用控制系统设计分析方法确定控制系统各部件，形成初步的设计方案。
2.确定控制系统的各元素并能画出控制系统的方框图。
三、教学难点： 控制系统中信号传输过程的分析。
四、教学方法：讲授、讨论、小组合作。
五、设计思想
1.教材分析
本节课内容为本单元的第四节，是前几节知识的总结与应用。通过适当的教学情景，结合学生生活经验，探究控制系统设计与实施的含义，归纳总结控制系统设计与实施的思路。通过设计实践活动，引导学生了解、掌握控制系统的分析方法和设计思路。
2.学情分析
高二的学生已经有了一定的生活经验，对于生活中的事物已经有了一定的感性认识。但是学生以前很少有设计的意识和设计的理念，对于设计的过程还充满陌生感。通过控制系统的分析与设计，使学生对实践经验的生活经历，上升到一定的理论认识。
3、学法设计：
引导学生进行“问题式学习”，了解控制的对象、目的和方法。引入生活情境，小组讨论、形成初步的设计方案。通过方案分析，了解系统中信号传输过程并画出系统方框图。在老师的帮助下，体验控制系统的实施过程。
4、教学策略：
提出一个生活中时常会遇到的问题，在分组讨论后形成初步的设计方案。针对方案进行系统分析并体验控制系统的实施过程。在学生自己设计和体验的过程中达到突破难点，实现教学目标和目的。
（1）通过生活中电灯的控制引入控制系统的相关知识，从而引入课题。
（2）引入生活情境，引导学生解决问题，提高自主学习的能力。
（3）搭建控制平台，并根据设计要求对设计平台进行调整。
（4）引导学生回顾控制系统的设计、实施过程，了解设计、实施思路。
（5）启发通过更换已有控制系统中的装置、实现其他功能，培养学生的创新能力。
六、教学准备：台灯、螺丝刀、剪刀、光电开关、课件、方框图等。
七、教学过程
教 学 过 程 教学环节 教学内容 教学方法
新课引入 控制是系统当中非常重要的环节，所谓控制，是指为了达到某种目的，采用一定的方式或手段，使事物朝着我们希望的方向发展。例如“电灯的控制”，控制的方法有哪些？在电灯控制系统当中，控制的对象是谁？控制的目的是什么？因此，提到控制，我们就要想到，控制的对象，控制的目的以及控制的手段。今天，我们就对电灯的控制做进一步的探究。 启发、讨论、讲授
新课讲解 1、控制系统的设计有位同学在生活中遇到了这样的问题，从卧室走向卫生间，夜晚光线非常灰暗，墙壁上的开关寻找起来很困难。于是他就在想，能不能设计一款电灯，我们需要它点亮时点亮，不需要点亮时熄灭。今天，同学们一起，帮他解决这个问题。小组讨论，选出最优方案。2、进行控制系统信号传输过程的分析 （1）照明系统的输出结果：灯点亮或者熄灭。（2）灯点亮的条件：夜晚、有人。（3）夜晚、有人信号的接收装置：光敏、红外传感器。（4）分析信号的装置：控制电路。（5）执行信号的装置：继电器。（6）被控对象：灯。 启发、讨论、探究
新课讲解 3、形成控制系统方框图输入的信号：输入量。分析信号并发出指令的装置：控制器。执行指令的装置：执行器。被直接控制的对象：被控量。输出的信号：输出量。 4、体验控制系统的实施过程。搭建一个控制平台。更换照明电路中的开关，实现夜晚、有人时自动点亮的功能 体验、实施、交流
总结 梳理控制系统的设计与实施的一般思路。更换照明系统方框图中的装置、 归纳总结、知识迁移总结分享
作业 任选一个控制系统进行分析，并画出系统方框图。 知识巩固升华
板书设计
第四节　控制系统的设计与实施
九、教学反思
尝试引导学生进行“问题式学习”的过程来掌握本节课的知识，在老师的帮助下，学生能够将生活中的经验逐步与控制系统联系起来，学以致用，达到了课程目标。但课堂教学时间把握略有欠缺，应当将环节适当精简。
点亮、
熄灭（输出）
夜晚、
有人(输入）
灯
继电器
控制
电路
输出量
灯
执行器
控制器
输入量
输入量
控制器
执行器
灯
输出量