《开环控制系统》教学设计

GT邱道
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2020年12月10日16:32:35 评论 9 2391字

《开环控制系统》教学设计

一. 教学分析

1. 教学内容与任务分析

本节课选自苏教版高中通用技术《技术与设计2》第四单元第二节第二课时的内容,《技术与设计2》是在《技术与设计1》的基础上进行的一种专题性设计。本节课是"控制的手段与应用"学习的进一步深入和细化,更是"控制系统的设计与实施"学习的前提,具有承前启后的作用,与下节课内容"闭环控制系统"互为平行关系,开环与闭环控制系统的工作过程是本单元学习的重中之重。

2.学情分析

授课的对象高中二年级学生,总体来说社会实践经验比较欠缺,对于专业技术性的知识接受能力较弱,缺乏对生活的观察和深入思考,对技术现象的认知只是停留在表面。有了《技术与设计1》及《技术与设计2》前面三个单元的学习,具备较完整的知识体系,课堂通用一些开环系统的实例讲解及操作,学生完全可以突破本节课的难点,达到预期的教学目标。

二.教学目标

(1)知识与技能目标

1.掌握开环控制系统的概念。

2.能运用所学知识分析水塔、自动门等生活中常见的开环控制系统。

(2)过程与方法目标

1.通过操作模型,认识简单开环控制系统的工作过程。

2.初步利用控制的思想和方法尝试解决实际生活中有关控制的问题。

(3)情感态度与价值观目标

1.培养学生严谨的分析态度。

2.训练学生团队合作精神,为今后的进一步专业学习及走向社会工作岗位奠定基础。

三、教学重点和难点

(1)重点 掌握简单的开环控制系统的基本组成和工作过程,会画系统方框图。

(2)难点 使用简单的控制方法分析现实生活中相关的控制问题。

四、教学准备

1.教学环境

本节课用到的教学设备及多媒体要求有220V电源,小组合作探究要有足够的空间,教学地点定在通用技术设计室,各小组集中就坐。

2.教学资源

PPT、微课《常见的控制器》、课前学习资源包、声控灯、水塔上水控制系统及自动控制门、《常见的控制系统》表格(附表一)。

五、教学方法及手段

1.任务驱动法 2.情景教学法 3.小组合作探究

  1. 教学过程设计


三大块:课前预习+课堂教学+课后练习

课前预习

1、要求学生上班级QQ群下载学习资源包进行学习。

2、每个小组课外拍照收集常见控制的实例并且填写《常见控制系统》表格。

课堂教学

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本节课的教学过程如下

1.课题的引入

欣赏柳州市柳江大型音乐喷泉,学生谈谈感受,说说这些感受来源于技术的哪个方面。

  1. 控制系统

    (1)展示"声控灯"模型,演示其工作工程

    (2)学生观察"声控灯"电路的主要装置(声敏电阻、开关、发光二极管)。

    (3)学生以小组为单位分析"声控灯"系统的工作过程(声敏电阻接收外界光线的强弱信号,控制开关接通或断开,从而实现发光二极管的亮或熄)。

    (4)具体分析这一过程得出三个环节(接收—接通/断开—亮/熄)

    (4)以"声控灯"为例,推而广之学生总结:任何一种控制的实现,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。"声控灯" 输入:声音的有或无; 输出:灯的亮或熄 。

    (5)练习:每组拿出课前布置的《常见控制系统》收集表,对照控制系统的概念,分析所收集的是否真正属于"控制系统",小组进行修改,派代表上台说出其中一个控制系统的工作工程。

    3.开环控制系统的工作过程

    (1)设置问题情景——早上出发前时忘了关窗户,中午突然下起了雨,结果身在单位的上班族只能眼睁睁等着雨水进入室内。此时恨不得插上翅膀飞回家去关窗户。同学们,我们能不能从技术的角度帮上班族想想办法,解决这个难题?

    学生分小组讨论解决方案——接着各小组讲述各自的方案——播放视频《窗户防雨自动关闭器》——学生归纳"窗户防雨自动关闭器"工作过程——根据课外微课《开环控制系统方框图》的学习,画出这个工作过程的方框图。

  2. 任务驱动——我们学校学生宿舍楼顶供同学们洗漱的水塔还是人工上水操作,费时费人工,领导下达任务,要求我们通用技术创新小组构思一款自动控制上水系统。
  3. 遵循的设计过程(引导学生):
    发现问题——分析问题——解决问题

    对应的设计思路:

    为何无法自动控制——怎样控制——是否得以控制

    设计过程:

    分析所需控制器——制定设计方案——说明该方案的控制过程——画出控制过程方框图——全班予以可行性讨论——可行方案小组模拟演示

    画出水塔开环控制系统方框图

    (控制量)

    转动

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    《开环控制系统》教学设计《开环控制系统》教学设计《开环控制系统》教学设计《开环控制系统》教学设计时间 水位(输入量) (控制器) (执行器) (被控对象)(输出量)

    当水压减小时,时间到了但水却没加到预定的水位,引出开环控制系统的特点,加深学生对开环控制系统特点的理解。

  4. 实例训练

    以"自动感应门"开环控制系统为例。

    1、说说工作过程及绘制方框图

    2、注明输入量、输出量及控制量

    自动感应门控制方框图

    (控制量)

    转动

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    《开环控制系统》教学设计《开环控制系统》教学设计《开环控制系统》教学设计热辐射 或关(输入量) (输出量)

  5. 课堂小结

    集体归纳总结,共述收获,反思学习过程。

    1. 开环控制系统的组成。

    (2) 开环控制系统,如果增加反馈信息会怎样?(引出下节课内容)

    5.作业布置

    对于这节课水塔注水控制系统,当水压减小时,设置的时间到了,水却没加到预定水位,你该如何改进?说出你的改进方案。(为闭环控制系统学习埋下伏笔)

    要求:请将作业上传至老师的QQ邮箱(271165375@qq.com),优秀作业将在班级QQ群点评展示

    通过这样的课后作业,既对本节课所学的内容起了一定的复习作用,又为下节课"闭环控制系统的工作过程"的学习埋下了伏笔。

    反思:通过生活中的控制实例,突出课程"基础性、通用性和先进性"特点。设置情景,创设任务,模拟现实,教会学生学习并处理简单问题。手机网络等信息平台得到充分利用。微课的运用还在探索阶段,今后还要深入学习。

    附件1

    常见的控制系统学案

    收集你所认为的控制系统,填写下表,并且拍照。(每个小组收集不少于10个。)


    组 组长_______________

    组员 _________________________________________________________

    序号

    名称

    是否属于控制系统

    输入

    输出

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10

     

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