自制通用技术教具评选参评作品技术资料
一、教具名称：控制系统演示教具
二、教具制作单位：海南省五指山市五指山中学 姓名：唐小妹
三、教具效果图（如图1）
四、电路图（如图2）
五、教具特点及用途
1、特点：本教具结构直观、经济成本低、实用性强、易于操作、安全性高、科学性强、美观，可拆卸组装，教学效果好。
2、用途：本教具通过演示可解释以下现象：
1、能直观地实现开环与闭环控制系统之间的转换，
2、能解释控制系统干扰因素和反馈
3、能突破控制系统相关知识的分析
六、制作材料和零件
两块夹板（6mm厚）、12V直流电源，一个插座，一个插头，若干电线，开启式负荷开关，定时器，水泵，自动感应器，两个水箱，水管，若干螺丝钉，铁钉，lED灯泡，线码，连接角铁等
七、加工工具
电钻、铅笔、直尺、角尺、美工刀、螺丝刀、砂轮机，锤子，剪刀等
八、制作方法
本教具由三大部分组成，一部分是固定底板，一部分是演示面板，构成系统的相关装置。
（一）各部分的构件制作
1、固定底板制作：用卷尺测量长90CM，宽35CM的木块，用电锯锯割。
2、演示面板制作：用直尺测量出一块长90CM，宽70CM的木块，用电锯锯割，用砂纸进行表面处理，喷涂颜料进行美化，用铅笔画出插座，电线，定时器，水泵，自动感应器和两个水箱的固定位置，然后用电钻钻孔订上螺丝，左下方为水源位置，右上方为水箱（直径为15CM）位置。
3、水箱支撑板制作：用一块长、宽为15CM的木板固定在水箱下方，增强其稳定性，最后连接电线，完成演示部分连接。
4、固定三角板制作。
（二）组装过程
1、把水箱支撑板用连接角铁固定在演示面板上。
2、将演示面板通过连接角铁与底板连接，通过三角板与演示面板和底板连接，增强结构强度。
3、通过螺丝把控制装置安装在演示面板上，最后连线。
4、贴标签。
5、电路检查，调试。
课件22张PPT。第四单元 控制与设计 授课人：唐小妹
单位：五指山中学观看演示:
思考以下问题：
1、该控制实现了什么目的？
2、通过几个环节来实现该目的？
3、环节之间有怎样的工作关系？第二节
控制系统的工作过程与方式
(第一课时）学习目标1、分析案例，理解控制系统定义和特征
2、观察实验，熟悉开环控制系统的基本组成和工作过程
3、能够画出简单的开环控制系统方框图 任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。一、控制系统 控制系统的输出与输入之间是一一对应关系。控制环节输出输入控制系统的特征1、控制系统有几个环节组成、各环节所涉及的装置是什么？
2、输入与输出之间有什么关系？案例分析（P102）：光控开关灯泡外界光线的强弱
（输入）
灯泡亮与熄
（输出）
感湿器电动机窗户雨水
（输入）
窗户的关闭
（输出）
光线强 灯熄
光线弱 灯亮
一一对应雨水 窗户关闭
一一对应马上行动（P102)：请指出下列控制系统中的输入、输出分别是什么？调速器或挡位风扇的转速煮饭指令锅内的温度人手的红外信号水龙头的出水量控制系统开环控制系统闭环控制系统二、控制系统的分类实验探究：观察实验分析：
1、水箱中的水位是由什么装置来控制的？
2、水是由什么装置抽到水箱中的？
3、描述它的工作过程？ 水箱中水位高度的输出对系统的控制产生影响吗？定时器水泵不影响（输出量）（输入量） 1、定义：
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制称为开环控制系统。
2、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。
开环控制系统阅读课本P104，思考以下问题：1、什么是控制系统方框图？
2、控制系统方框图有什么作用？
3、开环控制系统的方框图怎么表示？
4、系统中各环节有什么功能？ 常采用方框来表示系统的环节，用单向信号线来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统方框图 它表示了系统各个环节在系统中的位置、功能和相互之间的关系。被控对象执行器控制器输入量控制量输出量简单开环控制系统的方框图输入量：即控制系统的给定量。
控制器：即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置
或元件。
执行器：即直接对被控对象进行控制的装置或元件。
控制量：即执行器的输出信号。
被控对象：即控制系统中所要求控制的装置或生产过程。
输出量：即控制系统所要控制的量。归纳总结输入量控制器 执行器被控对象输出量控制量水箱注水控制系统方框图讨论：
在我们的生活中，有哪些开环控制系统？
工作过程方框图
手电筒控制系统：
电风扇控制系统：
电吹风控制系统：
普通学生台灯控制系统：小结——必记的知识点
1、控制系统
归纳总结定义：特征：开环控制系统：输入与输出一一对应定义：特征：工作过程
（方框图）：输出量仅受输入量控制课堂练习：1、控制系统中与输入有一一对应关系的是（ ）
A、控制器 B、控制量
C、输出 D、执行器
2、开环控制系统由下列几个环节组成（ ?）
①控制器 ②执行器 ③被控对象 ④检测装置
? A、①②③? B、①③④ C、①②③④???D、①②④
?
CA3、在控制系统当中，对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件称为（ ）
A、控制器 B、执行器 C、被控对象 D、输入量
4、开环控制系统中，输出量受到谁的控制（ ）
A、控制器 B、执行器 C、被控对象 D、输入量
AD5、按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”的方框图如下。此方框图中，执行器是( )
A、控制电路 B、红绿灯
C、开关装置 D、红绿灯的开关状态C课后任务：刚刚演示的试验中，如果在进水时间内，进水管的水压变小，使得水流量变小，当设定时间到了，水箱的水还没有加到设定水位，这个问题怎么解决？谢谢指导第四单元：控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式（第1课时）
学校：五指山市五指山中学 授课教师：唐小妹
一、教学目标
（1）知识与技能
①通过观察教具演示分析，理解控制系统的含义和特征；
②实验探究,掌握开环控制系统的基本组成和工作过程；
③能够画出简单的开环控制系统方框图。
（2）过程与方法
①初步掌握分析简单的控制事例的工作过程以及对控制系统进行分析和归纳的方法。
②体验通过实验观察，归纳出开环控制系统基本组成的过程。
（3）情感态度与价值观
通过领略一些控制系统的奇妙，激发学生探索生活中喜闻乐见的控制系统的兴趣，在体验性学习过程中，培养细心观察和相互交流的学习习惯与合作精神。
二、教学重点和难点
教学重点：1、理解控制系统的定义和特征。
2、开环控制系统的定义、基本组成和工作过程的分析。
教学难点：能够分析简单的开环控制事例的工作过程并画出方框图。
三、教学课时安排
1课时
四、教学方法：
讲授法、PPT演示法、教具演示试验法、合作探究、师生互动等。
五、教学资源：
教师演示文稿、演示教具。
六、教学过程设计
教学环节
教师活动
学生活动
设置意图
控制演示导入，激发学生学习兴趣
教具演示，设问导入：
该控制系统想要实现什么目的？
通过哪几个环节来实现该目的？
这些环节之间有怎样的工作关系
观看试验演示，发现问题，合作探究学习。
通过直观的教具演示，导入新课。
新课教授
第二节《控制系统的工作过程与方式》
第一课时
引导学生一起总结刚才教具演示控制过程：
一、引出控制系统定义：任何一种控制的实现，都要通过若干环节，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。
阅读课本，分析问题
理解控制系统的含义
问题深入
探究
引导学生总结出控制系统的特征：
提问：1、输入设定时间改变，水箱中水位是否发生变化？
2、该控制系统中输入与输出有什么特征？
输入与输出一一对应关系
探究问题，解决问题。
归纳出控制系统的特征
案例分析
课本案例分析：引导学生分析光控路灯控制系统和自动关闭窗户控制系统，这两个控制系统的组成与特征。
学生思考，分析总结
通过讨论分析加强对控制系统含义和特征的理解
马上行动
分发小纸卡
合作探究学习
演示探究
二、控制系统分类
开环控制系统和闭环控制系统
教具演示探究：什么是开环控制系统
学生思考，探究
教具演示探究，分析问题：
水箱中的水位是由什么装置来控制的？
水是由什么装置抽到水箱中的？
描述它的工作过程
4、水箱中水位高度的输出对系统的控制产生影响吗？（不影响）
教师引导学生总结出
开环控制系统的定义：输出量不对控制产生任何影响的控制系统称为开环控制系统
特征：输出量仅受输入量的控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递的。
观察演示实验，分析问题
通过演示试验分析得出开环控制系统的定义和特征
自主学习
让学生通过阅读课本分析开环控制系统方框图的作用与理解各环节之间的作用，并分析出水箱注水控制系统中各个环节的作用，
引导学生写出开环控制 系统方框图
学生自主学习，增强理解
通过自主学习，加强理解
归纳总结
简单开环控制系统的方框图
对开环控制系统中重要参数进行分析：输入量、输出量、控制器、执行器、控制量、被控对象
知识巩固
讨论：生活中有哪些开环控制系统
展示生活中常见控制系统图片，引导学生用系统方框图描述它们的工作过程
根据所学知识，画出身边常见开环控制系统的工作过程方框图
学以致用
课堂小结
师生共同小结。
回顾本节课相关知识，师生共同小结。
学生自己梳理知识要点。
课堂练习
巩固知识
知识延伸
如果在进水时间内，进水管的水压变小，使得水流量变小，当设定时间到了，水箱的水还没有加到设定水位，这个问题怎么解决？
为下节课学习“闭环控制系统”做铺垫
七、教学设计的特点
本节课教学过程采取直观控制演示导入——问题探究——案例分析——演示试验——自主学习这一模式，使学生主动参与、乐于探究、勤于思考，以培养学生的合作交流与探究、以及学生运用新知识，分析和解决问题等能力。首先通过自制的教具演示，引导学生体会控制系统在生活中的重要性，通过问题探究的学习，层层解答，分析控制系统和开环控制系统的相关知识点，加深学生对控制系统的理解；通过教具的演示来引导学生探究开环控制系统的组成与工作过程，最后，通过学生自主学习和合作交流，进一步加强学生对于开环控制系统组成与工作过程的理解。
八、板书
