苏教版高中通用技术 必修2 4.2 控制与设计 三 闭环控制系统的干扰与反馈（教案）
文档属性
| 名称 | 苏教版高中通用技术 必修2 4.2 控制与设计 三 闭环控制系统的干扰与反馈（教案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 128.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 通用技术 | ||
| 更新时间 | 2021-12-19 12:00:55 | ||
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文档简介
第四单元 控制与设计 三 闭环控制系统的干扰与反馈
2 反馈
一、教学目标
1、知识与技能目标
（1）通过案例的分析，理解闭环控制系统的含义。
（2）掌握闭环控制系统的基本组成和工作过程，会画闭环控制系统方框图。
（3）熟悉闭环控制系统在日常生活中的应用。
2、过程与方法目标
（1）体会闭环控制系统输入与输出的关系和工作过程。
（2）通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。
（3）逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法。
3、情感态度和价值观目标
（1）提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望。
（2）通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索，敢于创造的优良品质。
二、教学重点
对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。
三、教学难点
分析闭环控系统的基本组成及工作过程。
四、教学方法
讲授法、演示法、游戏法
五、设计思想
1、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2课时。在学生学习了开环控制系统的基础上学习闭环控制系统的。上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解,这节课主要让学生进一步学习闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。通过本节课学习，主要教育目标是培养和提高学生的技术素养。我们知道，生活中有许多简单控制系统的实例，因此，本课教学要从学生生活经验出发，从实例分析入手，主要对闭环控制系统的工作过程、方框图进行分析。
2、 教学策略设计
（1）让学生自发地、主动地学习。本课教学中以生活中最常见的控制系统等问题解决闭环控制系统的工作控制流程，激发学生的认知，引导学生自发地把生活中碰到的闭环控制系统的问题解决。
（2）通过同案例演示，让学生体会开环控制与闭环控制的不同及反馈的作用。
（3）对学生进行现代技术思想和高科技思想方法的指导，使学生获得新信息。
3、学情分析
学生已学开环控制系统的基础知识和系统、控制等基本概念，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，这些已知知识和经验为教学中提供了条件，同时也为本节顺利进行闭环控制系统的学习提供了可能。
六、教学准备
1、教学资源的准备
多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件PPT、相关教具。
2、教学课件的准备
教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。
七、教学过程
1、什么是反馈
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程就是反馈（feedback）。
2、反馈的方式：
反馈控制是一种在计划执行一段时间或结束后进行的事后控制，主要为下一步计划的实施总结经验，但它却常常是管理控制工作的主要形式。例如投诉反馈、留言反馈、意见反馈、环境反馈、市场信息反馈系统、工作总结、 产品性能检验等。
3、游戏
在黑板上画两张大脸，“四官俱全”，没有眼睛。然后请一个同学上来“填”眼睛，闭着眼睛画，位置不对,也不好看。睁着眼睛画，漂亮。
（1）闭着眼睛画
人脑控制手画眼睛：人脑——手——眼睛
控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这是开环控制。
（2）睁着眼睛画
人脑控制手画眼睛，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好眼睛。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这是闭环控制。
4、开环与闭环控制系统的案例
（1）抽水马桶的控制系统（闭环控制）
（2）自动门的控制系统（开环控制）
（3）寻迹车的控制系统（闭环控制）
5、马上行动
分析“穿针引线”的动作过程，并补充几个适当的事例填写下表。
事例 输入 检测装置 输出
“穿针引线” 线的位置 人的眼睛 线与针孔对准
投掷飞镖 靶的位置(期望值) 眼睛 飞镖实际投掷的位置
能扑灭蜡烛的机器人 打开机器人的开关 光敏、力敏传感器 找到蜡烛、并将其扑灭
电冰箱 温控器设定温度 温度传感器 制冷后冰箱内温度
6、闭环控制在日常生活中应用举例
（1）电热水壶的温度控制
（2）电热器的温度控制
（3）饮水机的温度控制
（4）马桶水位控制
（5）空调器的温度控制
（6）电冰箱的温度控制
7、闭环控制系统与开环控制系统的比较
（1）开环控制系统
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）闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入端，并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
7、小结
这节课，我们一起学习了开环与闭环控制系统的工作过程，以及闭环控制系统中的反馈环节，在这里大家要注意开环与闭环的区别在于有没有反馈，而不是在于有没有检测装置。在一个控制系统里，学会判断有没有反馈环节，就是学会判断开环与闭环控制系统，它是辨别开环与闭环控制系统的关键。
8、作业
某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季一般控制在18摄氏度左右，夏季一般控制在25摄氏度左右，请画出花房的温度控制系统方框图，简要说明它的工作过程。
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2 反馈
一、教学目标
1、知识与技能目标
（1）通过案例的分析，理解闭环控制系统的含义。
（2）掌握闭环控制系统的基本组成和工作过程，会画闭环控制系统方框图。
（3）熟悉闭环控制系统在日常生活中的应用。
2、过程与方法目标
（1）体会闭环控制系统输入与输出的关系和工作过程。
（2）通过典型闭环控制系统的分析，熟悉闭环控制系统的基本组成及工作过程。
（3）逐步形成理解和分析闭环控制系统的一般方法。
3、情感态度和价值观目标
（1）提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望。
（2）通过对闭环控制系统的探究，形成勇于探索，敢于创造的优良品质。
二、教学重点
对闭环控制系统反馈环节的作用的体会，及学会用系统框图来帮助分析和理解闭环控制系统。
三、教学难点
分析闭环控系统的基本组成及工作过程。
四、教学方法
讲授法、演示法、游戏法
五、设计思想
1、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2课时。在学生学习了开环控制系统的基础上学习闭环控制系统的。上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解,这节课主要让学生进一步学习闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。通过本节课学习，主要教育目标是培养和提高学生的技术素养。我们知道，生活中有许多简单控制系统的实例，因此，本课教学要从学生生活经验出发，从实例分析入手，主要对闭环控制系统的工作过程、方框图进行分析。
2、 教学策略设计
（1）让学生自发地、主动地学习。本课教学中以生活中最常见的控制系统等问题解决闭环控制系统的工作控制流程，激发学生的认知，引导学生自发地把生活中碰到的闭环控制系统的问题解决。
（2）通过同案例演示，让学生体会开环控制与闭环控制的不同及反馈的作用。
（3）对学生进行现代技术思想和高科技思想方法的指导，使学生获得新信息。
3、学情分析
学生已学开环控制系统的基础知识和系统、控制等基本概念，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，这些已知知识和经验为教学中提供了条件，同时也为本节顺利进行闭环控制系统的学习提供了可能。
六、教学准备
1、教学资源的准备
多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件PPT、相关教具。
2、教学课件的准备
教学课件比较简洁，多以直观的图片来说明，抓住关键知识点，突出中心。
七、教学过程
1、什么是反馈
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程就是反馈（feedback）。
2、反馈的方式：
反馈控制是一种在计划执行一段时间或结束后进行的事后控制，主要为下一步计划的实施总结经验，但它却常常是管理控制工作的主要形式。例如投诉反馈、留言反馈、意见反馈、环境反馈、市场信息反馈系统、工作总结、 产品性能检验等。
3、游戏
在黑板上画两张大脸，“四官俱全”，没有眼睛。然后请一个同学上来“填”眼睛，闭着眼睛画，位置不对,也不好看。睁着眼睛画，漂亮。
（1）闭着眼睛画
人脑控制手画眼睛：人脑——手——眼睛
控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这是开环控制。
（2）睁着眼睛画
人脑控制手画眼睛，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好眼睛。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这是闭环控制。
4、开环与闭环控制系统的案例
（1）抽水马桶的控制系统（闭环控制）
（2）自动门的控制系统（开环控制）
（3）寻迹车的控制系统（闭环控制）
5、马上行动
分析“穿针引线”的动作过程，并补充几个适当的事例填写下表。
事例 输入 检测装置 输出
“穿针引线” 线的位置 人的眼睛 线与针孔对准
投掷飞镖 靶的位置(期望值) 眼睛 飞镖实际投掷的位置
能扑灭蜡烛的机器人 打开机器人的开关 光敏、力敏传感器 找到蜡烛、并将其扑灭
电冰箱 温控器设定温度 温度传感器 制冷后冰箱内温度
6、闭环控制在日常生活中应用举例
（1）电热水壶的温度控制
（2）电热器的温度控制
（3）饮水机的温度控制
（4）马桶水位控制
（5）空调器的温度控制
（6）电冰箱的温度控制
7、闭环控制系统与开环控制系统的比较
（1）开环控制系统
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）闭环控制系统
把系统的输出量返回到输入端，并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
7、小结
这节课，我们一起学习了开环与闭环控制系统的工作过程，以及闭环控制系统中的反馈环节，在这里大家要注意开环与闭环的区别在于有没有反馈，而不是在于有没有检测装置。在一个控制系统里，学会判断有没有反馈环节，就是学会判断开环与闭环控制系统，它是辨别开环与闭环控制系统的关键。
8、作业
某花农正在筹建一个小型花房，花房的温度冬季一般控制在18摄氏度左右，夏季一般控制在25摄氏度左右，请画出花房的温度控制系统方框图，简要说明它的工作过程。
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