《控制系统的工作过程与方式—开环控制系统》教学设计

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《控制系统的工作过程与方式—开环控制系统》教学设计
一、教学内容分析
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1课时。它主要讲述控制系统的输入输出、开环控制系统的概念、构成和控制系统方框图。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
通过上节“控制手段与应用”的学习，学生了解什么是控制现象，知道要理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么手段。而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。也为师生能紧密配合奠定了基础。

三、教学目标  
（一）知识与技能
1、能分析生活周边的控制实例，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、通过体验控制系统的分析过程与分析方法，培养自身的科学思维能力。
2、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。
（三）态度与情感
能通过自动控制与人工控制的对比，体验技术发明与创新对造福人类的重大意义。   

四、教学的重难点
1.教学重点：开环控制系统的构成与判别。
2.教学难点：简单开环控制系统方框图的绘制与识读。

五、教学准备：
婴儿尿湿提醒器、自动门、PPT课件。

六、本节教学策略
1、教学时间：1课时
2、 让学生的自发地、主动地学习。本课教学中以案例分析为主线通过几个经典控制系统案例，激发学生的认知，引导学生自发地、主动地解决问题。
3、通过实验演示，如婴儿尿湿提醒器、自动门、照明灯控制系统的演示，激发学生的学习兴趣，提高其学习的主动性和积极性。

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七、教学过程

教学内容	教师活动	学生活动	设计意图
情景引入：	上节课，我们学习了“控制的手段与应用”，知道控制是人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展的过程。也知道，要理解任何控制对象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。 接下来这节课，我们将学习控制系统的组成及其控制系统的工作过程。首先，我们来看看几个简单的控制现象。	复习所学知识	复习旧知，引入新课。
演示试验	1、婴儿尿湿提醒器 实验操作：1、连接好控制器           2、在感应带上放一些水           3、报警器立即响应，发出音乐和闪灯提醒 2、老师操作普通照明（灯）的开关 3、老师转动齿轮传送带模型手柄	观看实验，体验控制系统的含义。	设计试验，引起学生的学习控制系统的兴趣，并引出控制系统的含义。
一、控制系统的概念	师：像婴儿尿湿提醒器、照明灯、齿轮传送带模型就都是一个系统，并且具有控制的功能，因此它们属于控制系统。 （PPT展示）控制系统：任何一个控制系统的实现，都要通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。      师：像以上演示的这些控制系统，我们给它一个输入，它就相应地产生一个输出。这也就是控制系统的共同点。 （PPT演示）控制系统的共同点：一个输入对应一个输出。	认真听讲，思考问题。	由婴儿尿湿提醒器引出控制系统的含义
试一试	师：那现在我来考考大家，电饭煲是控制系统吗？它的输入和输出分别是？ 红外线自动水龙头呢？是控制系统吗？它的输入和输出分别是什么？	电饭煲的输入：电源电信号，输出：锅内的温度； 红外线自动水龙头的输入：人手的红外光线，输出：水龙头的出水量。	通过举例，加深理解控制系统的特性。
	师：控制系统通常分为开环控制系统和闭环控制系统。今天我们先来学习开环控制系统。首先我们来看看一个大家熟悉的开环控制系统-自动门。请阅读课本103页的案例分析—自动门的控制系统，并归纳一下自动门是如何工作的。限时：2分钟。	学生阅读案例分析—自动门的控制系统。	引入开环控制系统的学习
教师教具展示	师：在归纳自动门的工作原理之前，我们先来观察自动门控制系统的动作过程。 教师展示教具“自动门”并进行演示，装置图略。 实验现象：当把手放在红外线感应装置下时，门打开，过数秒后门自动关闭。	观看试验	利用教具，形象地引入开环控制系统的学习。
	PPT展示“自动门的控制系统。”    教师引导学生：门的开关靠什么来实现？ 师：电机的转动受什么的控制？ 师：这里自动门的输入和输出分别是什么？ （在黑板上列出方框图）	学生阅读课本案例，思考并回答。 学生：靠电机的转动。 学生：受控制电路的控制。控制电路根据宏伟装置检测到得信号发送控制信号给电机。	教师对学生进行技术思想和方法的指导，使学生获得智慧
开环控制系统的概念	开环控制系统：像这样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。 师：根据内容不同，可取不同的名字。		从特殊化到一般化，开环控制系统方框图的讲解。
拓展1	对“自动门”控制系统的扩展思考— 请画出“芝麻开门”声控开门系统的控制方框图。 图略	思考并解答	加深学生对开环控制系统方框图的识读与绘制
拓展2	“婴儿尿湿报警器”控制系统是怎样工作的？如何用方框图表示？ （方框图见PPT所示）	思考并解答	加深学生对开环控制系统方框图的识读与绘制
四、课堂总结：	引导学生对所学内容进行自主归纳		回顾本节内容。