《控制系统的设计与实施》案例说课稿（推荐课件）

(共33张PPT)
《控制系统的设计与实施案例》
说课稿
海宁市南苑中学 许一鸣
说课结构图
教材分析
学情分析
教学目标
重点难点
设计思想
教学流程
教学过程
教学反思
一、教材分析
“控制系统的设计与实施案例”是苏教版《技术与设计2》控制与设计单元，控制系统的设计与实施的第二部分内容。
教科书通过对自动升旗控制装置详尽的案例分析，旨在引导学生在控制系统设计时要根据实际情况形成多种方案并进行优化。教学主要关注学生的控制系统分析能力，能初步形成控制系统设计的方案，并能进行相应的制作与实施。
本节课教学中要注意深度、难度的把握。特别要注意技术思想方法的运用。应当充分挖掘日常生活中运用控制的事例，启发学生从实例出发理解控制系统的工作原理。
二、学情分析
开环控制系统知识
干扰、反馈知识
闭环控制系统知识
控制系统的工作过程
控制系统设计的一般思路
设计的一般方法
模型加工制作
绘制技术图纸
控制系统设计分析
控制设计方案的形成、实现。
控制系统的设计与实施案例
三、教学目标
知识与技能
能综合考虑设计实施中的各种因素，形成初步设计方案。
能根据设计方案制作原型或模型，并进行调试与改进。
过程与方法
经历简易控制装置设计制作的完整过程。
学会从控制的角度分析问题，能综合运用所学的控制知识解决一些实际问题。
情感、态度、价值观
体验技术问题解决过程的艰辛与曲折，培养不怕困难、不屈不挠的意志。
感受解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦。
形成与技术相联系的经济意识、质量意识、环保意识。
四、教学重点、难点
教学重点：控制系统设计分析与控制系统设计方案的形成、实现。
教学难点：控制系统设计方案的实现。
五、教学设计思想
教学理念
立足于学生的直接经验和亲身经历，立足于“做中学”和“学中做”。技术课程以学生的亲手操作、亲历情境、亲身体验为基础，强调学生的全员参与和全程参与。
教学方法
改变教师一味讲授，学生被动接受的方式，努力引导学生进行自主探究式的学习。创设真实控制系统设计情境，整个教学始终围绕控制设计开展，引导学生进行设计交流并逐步形成自己的控制设计方案。转变学、教方式，努力体现学生的主体性。
教学手段
以任务驱动式教学为主，情景教学为辅。通过师生互动自行生成教学过程，通过设计“活捉小偷”、“拯救干渴的猫”等活动创设情境，传递“问题来源于生活，设计服务于生活”的意识，激发学习兴趣。充分应用现代信息技术手段，利用网络搜索形式收集资料、开拓思路。以“锦囊妙计”的学习形式，提供后进学生腾飞的助力。
教学媒体
自制多媒体课件，路径可控，视频、图片可点击放大（用于情境导入）。实物教具可拆卸组合，能演示控制方案（用于控制装置设计分析）。设计项目详细的试验报告与设计报告（用于试验记录、设计项目提交）。准备数码相机、数码摄像机（用于制作、调试过程的影像资料记录）。
六、教学流程
设计分析
画方框图
分析问题
明确要求
整合资料
形成方案
交流设计
过程评价
选择材料
制作模型
实地试验
调试改进
回顾旧知
导入激趣
设计分析
形成方案
设计制作
方案改进
记录总结
设计拓展
网络搜索
方案答辩
创设情境
设计报告
七、教学过程
回顾旧知，导入激趣
回顾控制系统设计的一般思路，加深认知印象，为控制系统设计作好铺垫。
创设一个联系生活，适合学生实际，易于引起学生兴趣的控制设计问题。
分层教育
层次一：活捉“小偷”。设计制作一个自动抓捕装置，活捉在仓库里出没的“小偷”，总体成本不超过15元。
分层教育
层次二：拯救干渴的猫。设计制作一个自动补水的宠物饮水装置，成本要低，最好是废物利用。
设计分析，形成方案
转化问题，提出具体的设计要求。
小组讨论，确定采用何种控制系统，并画出基础的控制框图。
收集所需技术资料，形成初步的设计方案并绘制设计草图。
通过小组答辩，进行过程评价，完善设计方案。
设计的一般思路：将抓捕过程简单分成三步：引进来、抓得住、跑不掉。
引进来：利用食物作为诱饵，利用诱饵的位移信息控制后续抓捕动作。
抓得住：利用动物的取食动作，设计自动抓捕结构，完成将动物困住的步骤。设计的结构必须反应灵敏、行动迅速、举措到位。
跑不掉：进行围困环境设计，但不能引起动物的警觉，不然第一步就无法达成。要求环境具有一定的稳固性。
明确控制系统设计目的（以抓“小偷”为例）
被控对象分析：可封闭的环境。
输入量分析：动物行动造成诱饵关联装置的触发。
输出量分析：抓捕装置动作，封闭环境困住动物。
简单分析框图 ：
控制系统分析（以抓“小偷”为例）
装置触发信息
形成封闭环境
判断、执行装置
难点突破
网络搜索
锦囊妙计
学生为了防止抓住的动物逃跑，在陷阱口上设计了悬空倒挂装置。模拟中发现这个装置阻挠了踏板的转动，影响到触发装置的行程。学生分析后提出了解决办法：将触发装置前移，解决问题。
抓捕装置设计图
最初的设计图中，通气管A的瓶内管口是浸没在水中的。学生分析后认为：储水用的2.5升可乐瓶瓶身较高，水压较大，不利于水管B平顺出水，改进后的设计图中将通气管A的瓶内管口安置在水面之上。
自动补水饮水器的设计图纸（局部）
A
B
设计制作，试验改进
根据设计方案制作原型或模型，教师提供必要的制作指导。（可以安排为课外作业）
制作中重点关注控制关键部件的完成质量意识。杜绝敷衍了事的作品进入试验。
安排控制装置的试验，设计详细的试验报告，全程记录。最好文字与影像两者都有。
试验过程中强调安全意识。
水管与瓶盖的连接：用电烙铁在塑料瓶盖上钻孔，孔的直径比软管稍微小一些，在钻出的孔边缘有一圈突起，增加了孔的强度，能牢牢地卡住软管，不会漏水。
制作窍门一
简易阀门的制作：取一个小瓶装的矿泉水瓶，从中间剪开几个大洞，大小以能放进乒乓球为好，然后放入细沙和鹅卵石，将瓶的中部按需要的高度折叠，用塑料卡扣固定，注意要留一些孔隙便于水流通过。
制作窍门二
抓捕笼的自锁机构：为了防止笼中的动物推门逃出，在门的两边制作了U型门栓卡扣，利用粗铅丝作为门栓，当门落下关闭后，其上的门栓迅速沿U型槽落下，锁死笼门。
制作窍门三
记录总结，设计拓展
整理设计资料，提交设计总结。（课前准备）
分析各方案特点，选出最优设计。
提出问题拓展，在已有设计方案上再次深入。
回顾设计过程，撰写小组设计报告。（作业）
问题拓展
层次一：假设仓库“小偷”的数量不止一个，你将如何改进设计，完成任务？
层次二：能否设计制作一个定时的自动补水饮水器？
八、教学反思
如何提高有限课堂时间内的小组合作探究效率？
如何设计适合课堂开展的设计项目？
抛砖引玉，叙述不妥之处，请大家不吝指正。谢谢！