开环控制系统的工作过程与方式
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《开环控制系统的工作过程与方式》教学设计
【整体设计说明】
（一）本节在单元中的地位
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1课时。从总体上看，“控制与设计”这个单元按照控制的手段——控制系统——控制系统的设计这样的思路来组织教材内容。上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解，下节课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，因此，本课教学非常关键，是承上启下的核心内容。
（二）学生学情分析
学生对“控制”一词并不陌生，经常提到控制温度、控制时间、控制音量、控制亮度、控制电流等。在生活、学习中，学生对控制形成了或多或少的感性认识，这些认识仅限于表面现象，对控制系统的组成和工作过程并没有进行过深入思考和研究。但学生毕竟也经常进行控制操作，对控制有一些体会，在物理等学科中学习了电子、传感器基础知识，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，这些知识和经验在教学中为学生寻找教材以外的案例提供了条件，同时也为教师在课堂中光控灯等开环控制系统试验操作的顺利进行提供了可能。
（三）本节整体教学思路
开环控制系统的基本组成与工作过程对后面的闭环控制和控制方案的设计至关重要，所以这节的教学一定要落实到位，使学生真正吃透和理解。要达到这样的效果，教师必须引导学生对典型实例详细分析，使学生对实例中的控制过程和原理有一个清晰的认识，然后再引导学生从中抽取出控制系统的基本组成：传感器、控制器、执行器、被控对象，各个组成部分的功能和作用学生自然也明白了。鉴于学生的知识层次，实例选取不要过于复杂，也不要过多，笔者认为“自动门”比较好。
对于控制系统的基本组成的作用，学生一般不难理解，但对于它们的工作原理，学生可能会存在许多问题，也极有可能在课堂教学中提出这些疑问。对于疑问的学生，教师要给予表扬和鼓励，这是学生技术素养提高的一个具体表现，培养学生的质疑的教学的一个重要方面。教师要不失时机地进行正确引导，同时在备课过程中应注意相关内容的学习和准备。
在“技术与设计1”中曾提出“技术是综合知识的结晶”。笔者认为在本节内容的教学中可以予以回溯，因为作为控制系统的基本组成涉及的学科比较多，单就传感器来讲，就可能涉及光、声音、射线、压力、温度、化学成分等，回扣这一内容一是可以加深学生对“技术需要综合知识”的进一步理解，二是可以激发学生学习其他学科知识的积极性，强化通用技术课程和其他领域课程的联系。
本节课教学应当避免“纸上谈兵”。教师可以利用学校现有的实验器材、教学设施资源，或通过自制或改制教具，尽量创造条件，利用实物展开教学。比如：声控自动门、光控路灯系统等。利用这些必能起到事半功倍的效果。
本节课内容也是培养学生动手能力、探究性学习能力、分析研究能力的较好载体，比如教学中可以让学生研究电风扇定时调速、电饭煲熟自动停的控制原理以及学生组装、调试光控模拟路灯等实践活动。
（四）本节教学策略
1、 让学生的自发地、主动地学习。本课教学中以光控制系统等问题解决为主线，激发学生的认知，引导学生自发地、主动地解决问题。
2、创设情境。引导学生分析生活中的开环控制系统工作过程和方式，加强学生工作过程的理解和应用能力。
3、通过 “闭上眼睛写字“等试验让学生体会开环控制系统输入与输出的关系和工作过程。
教学目标
（一）知识目标：
1、通过引导学生对周边实例的分析，理解控制系统的含义。
2、掌握开环控制系统的基本组成和工作过程，熟悉简单开环控制的工作原理和过程。
3、知道一般控制系统的描述方法，能绘制开环控制系统方框图。
（二）过程与方法
1、使学生体验控制系统的分析过程与分析方法，培养学生科学思维能力。
2、让学生从生活经验出发，从实例分析入手，能归纳出对控制系统的一般认识。
3、经历智能模拟路灯的设计、组装、调试过程，能领会开环控制的工作过程。
（三）态度与情感
1、通过自动控制与人工控制的对比，使学生体验技术发明与创新对造福人类的重大意义。
2、强化通用技术与其他课程的联系，激发学生学习其它学科知识的积极性。
【说明】
普通高中课程标准与本节内容对应的内容标准要求学生能分析典型的控制实例，了解自动控制，熟悉简单的开环控制的基本组成和简单的工作过程；理解控制系统中的传感器、控制器、执行器等的作用。同时，通用技术课程的主要教育目标是培养和提高学生的技术素养，而技术素养中技术思想和方法又占有极其重要的地位。本课教学除了继续加深对技术与设计的知识深度和技能程度外，更是培养技术思想和方法的很好的平台和载体。在教学中要使学生体验控制系统的分析过程与分析方法；培养学生的科学思维能力、动手实践能力、对技术的表达能力、从个别到一般的归纳概括与抽象能力。
教学过程与方法
【板书】：控制系统 开环控制系统
（一）教师引导学生活动
引入：同学们，上周我值周时发现白天有些班级的照明灯没有关闭，造成了电能的浪费，大家思考一下，有什么办法来解决这个问题？
学生：加强值日学生的责任心
教师：这个同学讲得很好，还有没其它的办法，比如技术的方法？
学生：可以用自动控制的方法，教室里光线暗时电路才能接通，才能通过开关打开照明灯。
教师：这个主意不错。改革开放以后，技术飞速发展，人民生活水平有了很大的提高。我们的社会，我们的家庭的许多产品运用了控制技术。上节课我布置同学们搜集周围使用控制技术的实例，同学们能不能把你搜集到的控制技术说一下？
1、活动情况交流：搜集我们周围使用控制技术的实例（教师提前布置）
“搜集我们周围使用控制技术的实例”学习活动卡〖课件展示〗
学生学习活动小组把电子稿拷贝到电脑里面并且通过教室里的多媒体教学系统放映在大屏幕上。
姓名 耿雨虹 学习伙伴姓名 杨家瑜、陈志、李剑洪
活动形式 调查研究
活动内容 搜集我们周围使用控制技术的实例
控制技术 控制目的 控制对象 控制系统的组成
实例1：电灯 照明 电灯 开关、灯泡、灯座、导线、电源
实例2：亮度可调灯 照明 电灯 可调电阻开关、灯泡、灯座、导线、电源
实例3：楼道里的自动声光控灯 照明 电灯 声光传感器开关、灯泡、灯座、导线、电源
体会 声光控灯具有特殊功能与应用。在公共楼道里，安装声控灯，既方便，又节电。
由小组代表讲解：控制目的、控制对象、控制系统的组成
归纳：由上述实例引导学生自主归纳控制系统概念
教师小结：第10组搜集的是《阿里吧吧和四十大盗》故事中的“芝麻开门”。故事里面主人公阿里吧吧对着门说一声“芝麻芝麻，开门吧！”， 门就开了，这是个用声音控制开门的例子。这是一个富有想象力的故事，技术发展到今天我们能把它变成现实吗？
问题提出：这些控制系统是怎样组成的？他们的工作过程是怎样的？输入输出之间有怎样的对应关系？
这个也就是本节课的教学内容，下面我们来进行探究。
教师教具展示：“声控自动门”并进行演示，装置图略。
实验现象：当同学们击一下掌时，自动接通开关，门打开，延时一定时间之后门关闭。
教师提问：同学们知道如何自动控制门的开关？（学生沉默）
教师：下面我们来仔细分析。这是这个控制装置的电路图〖课件展示〗，实现这种控制的关键就是在原来的电路中安装了一个“声音控制器”。
教师说明：同学们请看投影。声音控制器实际包含三个组成部分：声音传感器、电子控制器、执行器。当发出的声响达到一定强度后，声音传感器就会检测到，然后输出一种电信号，这种电信号送到控制器后经过处理和放大，再输送到执行器（电机），从而控制被控对象（门）的运行与停止，这就是整个控制系统的工作过程。
引导：在老师讲了声控自动门的工作过程之后，同学们对生活中光路灯的控制原理也有了大概的了解，我想你们一定很想亲身体会一下自动组装光控电路的乐趣吧！
2、实践体验：
（1）教师投影出光控模拟路灯的电子电路图〖课件展示〗
（2）学生实践活动：组装、连接线路并进行调试（后面另附学生活动详细方案）
教师提示：学生在接通电源前务必要进行检查线路、并进行调试。
（二）教师引导学生对常规灯与光控灯进行对比研究
1、不同点和共同点
教师：下面我们来探究一下它们的不同点，科学家的一个特点就是善于发现事物的不同点。
电灯中电流与开关操作之间的关系,可以表示为：
常规灯：
关(开关)——无电流，灯灭。开(开关)——有电流，灯亮。
常规灯，具有几种状态？两种，点亮与熄灭。对应开关有几种状态？两种，开和关。
开——有电流,灯亮，关——无电流,灯灭。
对于光控灯来说,开关通过光传感器来操纵。
光控灯：
有光（光线较亮）——无电流,灯灭。无光（较暗）——有电流,灯亮。
教师：不同点在哪里？
引导学生：不同点输入量、输出量不同，它们的组成不同。
教师：同学们，我们来比较一下，它们的共同点在哪里？
谁来归纳它们的共同点？科学家的另一个特点就是善于归纳共同点，我们知道，牛顿名言：“我之所以比别人看得更远，是因为我站在巨人的肩膀上。”牛顿三定律就是牛顿在前人实验的基础上归纳出来的。
引导学生：（共同点）输出与输入之间存在一种单向的逻辑关系。
有输入才有输出，有付出才有收获，输入是因，输出是果，输入和输出是因果关系。
共同点在哪里？
引导学生：共同点表现在技术上可以看成控制系统，可以使用相同的方框图来描述。
教师：能使用相同的方框图来表示吗？
引导学生：用下面的方框图表示。
2、进一步探究——由光控灯控制系统到一般控制系统方框图
教师：控制系统是怎样工作的？我们来探究一下光控灯控制系统的组成。
画出控制过程方框图
由具体到抽象：在这个控制系统中控制器、执行器、被控对象分别是什么？
引导学生：控制器、执行器、被控对象分别是光传感控制器、常开(断开)接点、灯泡。
【板书】：
教师对学生进行技术思想和方法的指导，使学生获得智慧：由声控灯控制系统到一般控制系统方框图由具体到抽象的一个重要的思想和方法。开环控制系统方框图是对开环控制系统工作过程的总结和概括，如果说我们学习光控灯控制系统方框图只学到一个案例，那么，我们理解了开环控制系统方框图就等于学习了无数个同类型案例。如何让学习变成一件很快乐的事情？同类型题不需要做成百上千道，有数道练习就可以了，重要的是掌握做这一类型题的方法。
3、教师结合声控灯控制系统引导学生归纳开环控制系统概念：
提问：声控灯控制系统输出量对系统的控制产生影响吗？没有。
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。这种控制系统就叫做开环控制系统。
（三）知识迁移——由抽象到具体
请写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图，有兴趣的同学课后可以制作模型，把神话变成现实。当你明确“芝麻开门”声控开门系统是开环控制系统之后，你可以把开环控制系统方框图拿出来，想一想，控制器、执行器、被控对象分别是什么？
引导学生写出控制方框图。
（四）小试验：闭上眼睛写“控制系统”四个字。
教师是在教小学生吗？不是。要求学生体验输出、输入、控制器、执行器、被控对象分别是什么。
输入量：教师的指令 输出量：所写的字
引导请你写出“闭上眼睛写字”的控制过程方框图。
对比开环控制系统的方框图
分析：大脑——控制器，手——执行器，笔——被控对象
我们说闭上眼睛写字就是开环控制。
请同学们课后去试验：睁开眼睛写“控制系统”四个字。
思考：闭上眼睛写字与睁开眼睛写字的区别在哪里？为什么？
以色列的“定点清除”，能够把炮弹打到几千公里以外的行驶的汽车，这是为什么？是不是炮弹长了“眼睛”？对了，正是炮弹长了“眼睛”，这不是普通炮弹，而是导弹。导弹打得准是因为它具备了自动修正的能力。睁开眼睛写字是否具备自动修正的能力？
提出新问题：在控制系统中如何才能具备自动修正的能力？这就是我们下节课程要学习的闭环控制系统
课堂总结：引导学生对所学内容进行自主归纳
教师板书：略
【说明】
开环控制系统在生产、生活中具有重要意义，本节课通过对开环控制系统中控制过程的分析，帮助学生理解控制系统和开环控制系统，并学会应用简单的开环控制方法来解决问题，使学生的逻辑思维品质得到发展。
在教学设计上，不是从概念入手，讲什么是控制系统，什么是开环控制系统，工作过程如何、框图如何画等，而是从引入了两个典型实例“声控门与光控灯”入手，这两个实例对一般学生的生活常识、知识层次和接受能力是比较合适的，并在简单分析的基础上适时提出控制系统的概念。然后通过组装、调试、试验，与学生共同分析、归纳，得出它们各自的基本组成和具体工作过程。在最后一个环节中在对两个实例的充分研究与分析的基础上，对开环控制系统的工作过程由学生自主进行个别到一般的归纳概括。所以，教学难点的突破，在于前面的铺垫，以充分的铺垫作为突破口，这是教学的原则和教学艺术的一个重要体现。
在学法指导上，从学生寻找生活中开环控制事例到学生动手试验再到开环控制系统特征和框图的归纳环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能引导学生思维步步深入，从提出问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律。
本节课为下节课“闭环控制系统”的教学埋下了伏笔，为后续课程的学习打下了良好基础。
作业：
1、生活中还有哪些开环控制系统？
2、要求学生应用一般开环控制系统方框图在以下控制系统中任选2个画出其控制方框图。
公共汽车车门控制系统、红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统、自动烘手机控制系统、游泳池注水控制系统
附件：课堂内活动方案设计
活动 光控模拟路灯的制作
——开环控制系统的工作过程与方式
活动目标
通过光控模拟路灯的制作活动，知道开环控制系统的基本组成。
学习有关电子技术与传感器知识，提高实践动手能力。
活动描述
本次活动将组装光控模拟路灯电路，它能根据光敏电阻周围光线亮暗的程度，自动开关LED发光二极管。通过光控模拟路灯的组装，知道并体验开环控制系统的工作过程与方式。
器材准备
面包板、电阻、光传感器、LED发光二极管、导线、四节5号电池、斯密特触发器等
活动提示
1、电路原理图：
2、认真阅读电路原理图，仔细检查实践组装所需电子元件。
3、依次在面包板上插入触发器、R1、Rg、LED、R2，利用可插入式导线连接各元件。
4、接上电源，调节可变电阻器，直到LED在光线较暗情况下亮起。
5、继续调节可变电阻器，观察整个电路的灵敏度。
问题讨论
光控模拟路灯的输入量和输出量各是什么？属于人工控制还是自动控制？属于开环控制还是闭环控制？
在安装与调试过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
光控模拟路灯还存在哪些需要改进的地方？还有其他什么方式可以控制LED发光二极管的亮暗？
参考活动
设计一个声控自动门，实现“芝麻开门”的模拟情景。
控制系统
输出量（灯亮或灭）
输入量（光或手动）
输入量
光传感器
常开接点
LED灯
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
输出量
电路组装实物图：
R2
Rg
触发器
R1
LED
【整体设计说明】
（一）本节在单元中的地位
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1课时。从总体上看，“控制与设计”这个单元按照控制的手段——控制系统——控制系统的设计这样的思路来组织教材内容。上节课让学生对控制手段和控制应用有所了解，下节课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，因此，本课教学非常关键，是承上启下的核心内容。
（二）学生学情分析
学生对“控制”一词并不陌生，经常提到控制温度、控制时间、控制音量、控制亮度、控制电流等。在生活、学习中，学生对控制形成了或多或少的感性认识，这些认识仅限于表面现象，对控制系统的组成和工作过程并没有进行过深入思考和研究。但学生毕竟也经常进行控制操作，对控制有一些体会，在物理等学科中学习了电子、传感器基础知识，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，这些知识和经验在教学中为学生寻找教材以外的案例提供了条件，同时也为教师在课堂中光控灯等开环控制系统试验操作的顺利进行提供了可能。
（三）本节整体教学思路
开环控制系统的基本组成与工作过程对后面的闭环控制和控制方案的设计至关重要，所以这节的教学一定要落实到位，使学生真正吃透和理解。要达到这样的效果，教师必须引导学生对典型实例详细分析，使学生对实例中的控制过程和原理有一个清晰的认识，然后再引导学生从中抽取出控制系统的基本组成：传感器、控制器、执行器、被控对象，各个组成部分的功能和作用学生自然也明白了。鉴于学生的知识层次，实例选取不要过于复杂，也不要过多，笔者认为“自动门”比较好。
对于控制系统的基本组成的作用，学生一般不难理解，但对于它们的工作原理，学生可能会存在许多问题，也极有可能在课堂教学中提出这些疑问。对于疑问的学生，教师要给予表扬和鼓励，这是学生技术素养提高的一个具体表现，培养学生的质疑的教学的一个重要方面。教师要不失时机地进行正确引导，同时在备课过程中应注意相关内容的学习和准备。
在“技术与设计1”中曾提出“技术是综合知识的结晶”。笔者认为在本节内容的教学中可以予以回溯，因为作为控制系统的基本组成涉及的学科比较多，单就传感器来讲，就可能涉及光、声音、射线、压力、温度、化学成分等，回扣这一内容一是可以加深学生对“技术需要综合知识”的进一步理解，二是可以激发学生学习其他学科知识的积极性，强化通用技术课程和其他领域课程的联系。
本节课教学应当避免“纸上谈兵”。教师可以利用学校现有的实验器材、教学设施资源，或通过自制或改制教具，尽量创造条件，利用实物展开教学。比如：声控自动门、光控路灯系统等。利用这些必能起到事半功倍的效果。
本节课内容也是培养学生动手能力、探究性学习能力、分析研究能力的较好载体，比如教学中可以让学生研究电风扇定时调速、电饭煲熟自动停的控制原理以及学生组装、调试光控模拟路灯等实践活动。
（四）本节教学策略
1、 让学生的自发地、主动地学习。本课教学中以光控制系统等问题解决为主线，激发学生的认知，引导学生自发地、主动地解决问题。
2、创设情境。引导学生分析生活中的开环控制系统工作过程和方式，加强学生工作过程的理解和应用能力。
3、通过 “闭上眼睛写字“等试验让学生体会开环控制系统输入与输出的关系和工作过程。
教学目标
（一）知识目标：
1、通过引导学生对周边实例的分析，理解控制系统的含义。
2、掌握开环控制系统的基本组成和工作过程，熟悉简单开环控制的工作原理和过程。
3、知道一般控制系统的描述方法，能绘制开环控制系统方框图。
（二）过程与方法
1、使学生体验控制系统的分析过程与分析方法，培养学生科学思维能力。
2、让学生从生活经验出发，从实例分析入手，能归纳出对控制系统的一般认识。
3、经历智能模拟路灯的设计、组装、调试过程，能领会开环控制的工作过程。
（三）态度与情感
1、通过自动控制与人工控制的对比，使学生体验技术发明与创新对造福人类的重大意义。
2、强化通用技术与其他课程的联系，激发学生学习其它学科知识的积极性。
【说明】
普通高中课程标准与本节内容对应的内容标准要求学生能分析典型的控制实例，了解自动控制，熟悉简单的开环控制的基本组成和简单的工作过程；理解控制系统中的传感器、控制器、执行器等的作用。同时，通用技术课程的主要教育目标是培养和提高学生的技术素养，而技术素养中技术思想和方法又占有极其重要的地位。本课教学除了继续加深对技术与设计的知识深度和技能程度外，更是培养技术思想和方法的很好的平台和载体。在教学中要使学生体验控制系统的分析过程与分析方法；培养学生的科学思维能力、动手实践能力、对技术的表达能力、从个别到一般的归纳概括与抽象能力。
教学过程与方法
【板书】：控制系统 开环控制系统
（一）教师引导学生活动
引入：同学们，上周我值周时发现白天有些班级的照明灯没有关闭，造成了电能的浪费，大家思考一下，有什么办法来解决这个问题？
学生：加强值日学生的责任心
教师：这个同学讲得很好，还有没其它的办法，比如技术的方法？
学生：可以用自动控制的方法，教室里光线暗时电路才能接通，才能通过开关打开照明灯。
教师：这个主意不错。改革开放以后，技术飞速发展，人民生活水平有了很大的提高。我们的社会，我们的家庭的许多产品运用了控制技术。上节课我布置同学们搜集周围使用控制技术的实例，同学们能不能把你搜集到的控制技术说一下？
1、活动情况交流：搜集我们周围使用控制技术的实例（教师提前布置）
“搜集我们周围使用控制技术的实例”学习活动卡〖课件展示〗
学生学习活动小组把电子稿拷贝到电脑里面并且通过教室里的多媒体教学系统放映在大屏幕上。
姓名 耿雨虹 学习伙伴姓名 杨家瑜、陈志、李剑洪
活动形式 调查研究
活动内容 搜集我们周围使用控制技术的实例
控制技术 控制目的 控制对象 控制系统的组成
实例1：电灯 照明 电灯 开关、灯泡、灯座、导线、电源
实例2：亮度可调灯 照明 电灯 可调电阻开关、灯泡、灯座、导线、电源
实例3：楼道里的自动声光控灯 照明 电灯 声光传感器开关、灯泡、灯座、导线、电源
体会 声光控灯具有特殊功能与应用。在公共楼道里，安装声控灯，既方便，又节电。
由小组代表讲解：控制目的、控制对象、控制系统的组成
归纳：由上述实例引导学生自主归纳控制系统概念
教师小结：第10组搜集的是《阿里吧吧和四十大盗》故事中的“芝麻开门”。故事里面主人公阿里吧吧对着门说一声“芝麻芝麻，开门吧！”， 门就开了，这是个用声音控制开门的例子。这是一个富有想象力的故事，技术发展到今天我们能把它变成现实吗？
问题提出：这些控制系统是怎样组成的？他们的工作过程是怎样的？输入输出之间有怎样的对应关系？
这个也就是本节课的教学内容，下面我们来进行探究。
教师教具展示：“声控自动门”并进行演示，装置图略。
实验现象：当同学们击一下掌时，自动接通开关，门打开，延时一定时间之后门关闭。
教师提问：同学们知道如何自动控制门的开关？（学生沉默）
教师：下面我们来仔细分析。这是这个控制装置的电路图〖课件展示〗，实现这种控制的关键就是在原来的电路中安装了一个“声音控制器”。
教师说明：同学们请看投影。声音控制器实际包含三个组成部分：声音传感器、电子控制器、执行器。当发出的声响达到一定强度后，声音传感器就会检测到，然后输出一种电信号，这种电信号送到控制器后经过处理和放大，再输送到执行器（电机），从而控制被控对象（门）的运行与停止，这就是整个控制系统的工作过程。
引导：在老师讲了声控自动门的工作过程之后，同学们对生活中光路灯的控制原理也有了大概的了解，我想你们一定很想亲身体会一下自动组装光控电路的乐趣吧！
2、实践体验：
（1）教师投影出光控模拟路灯的电子电路图〖课件展示〗
（2）学生实践活动：组装、连接线路并进行调试（后面另附学生活动详细方案）
教师提示：学生在接通电源前务必要进行检查线路、并进行调试。
（二）教师引导学生对常规灯与光控灯进行对比研究
1、不同点和共同点
教师：下面我们来探究一下它们的不同点，科学家的一个特点就是善于发现事物的不同点。
电灯中电流与开关操作之间的关系,可以表示为：
常规灯：
关(开关)——无电流，灯灭。开(开关)——有电流，灯亮。
常规灯，具有几种状态？两种，点亮与熄灭。对应开关有几种状态？两种，开和关。
开——有电流,灯亮，关——无电流,灯灭。
对于光控灯来说,开关通过光传感器来操纵。
光控灯：
有光（光线较亮）——无电流,灯灭。无光（较暗）——有电流,灯亮。
教师：不同点在哪里？
引导学生：不同点输入量、输出量不同，它们的组成不同。
教师：同学们，我们来比较一下，它们的共同点在哪里？
谁来归纳它们的共同点？科学家的另一个特点就是善于归纳共同点，我们知道，牛顿名言：“我之所以比别人看得更远，是因为我站在巨人的肩膀上。”牛顿三定律就是牛顿在前人实验的基础上归纳出来的。
引导学生：（共同点）输出与输入之间存在一种单向的逻辑关系。
有输入才有输出，有付出才有收获，输入是因，输出是果，输入和输出是因果关系。
共同点在哪里？
引导学生：共同点表现在技术上可以看成控制系统，可以使用相同的方框图来描述。
教师：能使用相同的方框图来表示吗？
引导学生：用下面的方框图表示。
2、进一步探究——由光控灯控制系统到一般控制系统方框图
教师：控制系统是怎样工作的？我们来探究一下光控灯控制系统的组成。
画出控制过程方框图
由具体到抽象：在这个控制系统中控制器、执行器、被控对象分别是什么？
引导学生：控制器、执行器、被控对象分别是光传感控制器、常开(断开)接点、灯泡。
【板书】：
教师对学生进行技术思想和方法的指导，使学生获得智慧：由声控灯控制系统到一般控制系统方框图由具体到抽象的一个重要的思想和方法。开环控制系统方框图是对开环控制系统工作过程的总结和概括，如果说我们学习光控灯控制系统方框图只学到一个案例，那么，我们理解了开环控制系统方框图就等于学习了无数个同类型案例。如何让学习变成一件很快乐的事情？同类型题不需要做成百上千道，有数道练习就可以了，重要的是掌握做这一类型题的方法。
3、教师结合声控灯控制系统引导学生归纳开环控制系统概念：
提问：声控灯控制系统输出量对系统的控制产生影响吗？没有。
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。这种控制系统就叫做开环控制系统。
（三）知识迁移——由抽象到具体
请写出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图，有兴趣的同学课后可以制作模型，把神话变成现实。当你明确“芝麻开门”声控开门系统是开环控制系统之后，你可以把开环控制系统方框图拿出来，想一想，控制器、执行器、被控对象分别是什么？
引导学生写出控制方框图。
（四）小试验：闭上眼睛写“控制系统”四个字。
教师是在教小学生吗？不是。要求学生体验输出、输入、控制器、执行器、被控对象分别是什么。
输入量：教师的指令 输出量：所写的字
引导请你写出“闭上眼睛写字”的控制过程方框图。
对比开环控制系统的方框图
分析：大脑——控制器，手——执行器，笔——被控对象
我们说闭上眼睛写字就是开环控制。
请同学们课后去试验：睁开眼睛写“控制系统”四个字。
思考：闭上眼睛写字与睁开眼睛写字的区别在哪里？为什么？
以色列的“定点清除”，能够把炮弹打到几千公里以外的行驶的汽车，这是为什么？是不是炮弹长了“眼睛”？对了，正是炮弹长了“眼睛”，这不是普通炮弹，而是导弹。导弹打得准是因为它具备了自动修正的能力。睁开眼睛写字是否具备自动修正的能力？
提出新问题：在控制系统中如何才能具备自动修正的能力？这就是我们下节课程要学习的闭环控制系统
课堂总结：引导学生对所学内容进行自主归纳
教师板书：略
【说明】
开环控制系统在生产、生活中具有重要意义，本节课通过对开环控制系统中控制过程的分析，帮助学生理解控制系统和开环控制系统，并学会应用简单的开环控制方法来解决问题，使学生的逻辑思维品质得到发展。
在教学设计上，不是从概念入手，讲什么是控制系统，什么是开环控制系统，工作过程如何、框图如何画等，而是从引入了两个典型实例“声控门与光控灯”入手，这两个实例对一般学生的生活常识、知识层次和接受能力是比较合适的，并在简单分析的基础上适时提出控制系统的概念。然后通过组装、调试、试验，与学生共同分析、归纳，得出它们各自的基本组成和具体工作过程。在最后一个环节中在对两个实例的充分研究与分析的基础上，对开环控制系统的工作过程由学生自主进行个别到一般的归纳概括。所以，教学难点的突破，在于前面的铺垫，以充分的铺垫作为突破口，这是教学的原则和教学艺术的一个重要体现。
在学法指导上，从学生寻找生活中开环控制事例到学生动手试验再到开环控制系统特征和框图的归纳环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能引导学生思维步步深入，从提出问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律。
本节课为下节课“闭环控制系统”的教学埋下了伏笔，为后续课程的学习打下了良好基础。
作业：
1、生活中还有哪些开环控制系统？
2、要求学生应用一般开环控制系统方框图在以下控制系统中任选2个画出其控制方框图。
公共汽车车门控制系统、红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统、自动烘手机控制系统、游泳池注水控制系统
附件：课堂内活动方案设计
活动 光控模拟路灯的制作
——开环控制系统的工作过程与方式
活动目标
通过光控模拟路灯的制作活动，知道开环控制系统的基本组成。
学习有关电子技术与传感器知识，提高实践动手能力。
活动描述
本次活动将组装光控模拟路灯电路，它能根据光敏电阻周围光线亮暗的程度，自动开关LED发光二极管。通过光控模拟路灯的组装，知道并体验开环控制系统的工作过程与方式。
器材准备
面包板、电阻、光传感器、LED发光二极管、导线、四节5号电池、斯密特触发器等
活动提示
1、电路原理图：
2、认真阅读电路原理图，仔细检查实践组装所需电子元件。
3、依次在面包板上插入触发器、R1、Rg、LED、R2，利用可插入式导线连接各元件。
4、接上电源，调节可变电阻器，直到LED在光线较暗情况下亮起。
5、继续调节可变电阻器，观察整个电路的灵敏度。
问题讨论
光控模拟路灯的输入量和输出量各是什么？属于人工控制还是自动控制？属于开环控制还是闭环控制？
在安装与调试过程中，你遇到了哪些问题？是如何解决的？
光控模拟路灯还存在哪些需要改进的地方？还有其他什么方式可以控制LED发光二极管的亮暗？
参考活动
设计一个声控自动门，实现“芝麻开门”的模拟情景。
控制系统
输出量（灯亮或灭）
输入量（光或手动）
输入量
光传感器
常开接点
LED灯
输出量
输入量
控制器
执行器
被控对象
输出量
电路组装实物图：
R2
Rg
触发器
R1
LED