2019-2020年高中通用技術(shù) 控制與設(shè)計教案 蘇教版必修2.doc
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2019-2020年高中通用技術(shù) 控制與設(shè)計教案 蘇教版必修2一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)是本章的第一節(jié),可以說是本章的開始,也是本章的基礎(chǔ),對于本節(jié)知識的掌握有助于后面幾節(jié)的學(xué)習。二、教學(xué)對象分析學(xué)生正處于高中階段,對于生活中的一些控制雖然見過,但是由于生活經(jīng)驗不是很豐富,所以必須要老師引導(dǎo)才能發(fā)現(xiàn)問題。三、教學(xué)目標知識與技能1.通過分析社會各領(lǐng)域的具體例子,理解控制的涵義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。2.通過學(xué)習,培養(yǎng)學(xué)生注意觀察問題,發(fā)現(xiàn)問題,幫助學(xué)生了解控制的作用。過程與方法:通過視頻導(dǎo)出新課,通過案例分析和課堂討論理解控制的含義和了解控制的手段,并知道控制的應(yīng)用。情感態(tài)度與價值觀:激發(fā)學(xué)生了解控制,研究控制的興趣與熱情。四、教學(xué)重點和難點重點:理解控制的含義難點:理解控制的含義五、教學(xué)策略采用多媒體進行教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生理解控制的含義和了解控制的手段及應(yīng)用六、教學(xué)準備典型案例圖片收集,課件制作,收集相關(guān)視頻材料七、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課錄像通過卓別林的摩登時代錄像片段,引入新課。學(xué)生觀看新課講授一、控制是普遍存在。用一些典型的、生活中的例子讓學(xué)生了解控制是普遍存在,對控制有初步的認識,打破其神秘感?,F(xiàn)代社會中的例子:生產(chǎn)、生活中的例子(圖片)古代社會中的例子:案例1:大禹治水(圖片)問題:大禹治水過程中,通過什么手段實現(xiàn)治理好水患的目的?答案:通過“疏通河道,泄洪為主” 手段實現(xiàn)治理好水患的目的。案例2:木牛流馬:據(jù)研究:木牛和流馬是漢代獨輪手推車的兩種改進設(shè)計,通過改進使人的負重有所減輕。木牛是一種輪子稍小一些的獨輪手推車,載重大,前由人拉、后由人推,運行較慢;流馬載重小,輪子稍大一些,由一人推,運行速度很快。諸葛亮所說“木牛流馬”應(yīng)是比喻它們運行的靈便程度和載重量的大小:木牛行動較笨而慢,像牛;流馬行動敏捷而快,像馬。不是說它們外形像牛像馬。目的:幫助軍隊運送戰(zhàn)略物資。案例3:希羅自動門(圖片)希羅自動門的相關(guān)材料見教參P66或江蘇版P107。希羅自動門說明了什么道理?道理是:利用氣壓和液壓動力裝置,實現(xiàn)自動開門、關(guān)門??偨Y(jié):事物發(fā)展的結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的,也可能與預(yù)期的目標不相符,甚至是不希望得到的。如果人們想達到某一特定的目的,就必須運用適當?shù)氖侄蝸韺崿F(xiàn)。那么,運用什么手段來實現(xiàn)呢?(引入控制的概念)二、控制的涵義控制是根據(jù)自己的目的,通過一定的手段使事物沿著某一確定方向發(fā)展的行為和過程。結(jié)合事例(用音樂噴泉的事例),重點闡明控制的對象是什么;控制要達到什么目的;采取什么控制手段。探究活動請同學(xué)們說說你在生活學(xué)習中所見到的應(yīng)用控制的事例。如:學(xué)校:學(xué)校的音樂鈴聲、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、足球場草地自動噴淋系統(tǒng)、體育館的自動伸縮坐椅等。 家庭:冰箱、電飯煲、微波爐等。 社會:交通信號燈、電子警察、電梯、程控電話交換機等 三、控制的分類從控制過程中人工干預(yù)的情形來分: 人工控制:人工紡紗、普通自來水龍頭,旋轉(zhuǎn)按鈕打開電燈、駕駛汽車等; 自動控制:數(shù)控機床、飲料自動裝罐生產(chǎn)線、花房恒溫控制、十字路口紅綠燈的轉(zhuǎn)換等 按照執(zhí)行部件的不同,控制分為:機械控制、氣動控制、液壓控制、電子控制等 對于自動控制 按控制方式分為:開環(huán)控制、閉環(huán)控制和復(fù)合控制。 3、控制的應(yīng)用 控制的應(yīng)用自古就有,并在近代得到迅速發(fā)展,在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。通過事例說明控制在社會生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域的應(yīng)用。案例1:汽車自動化生產(chǎn)線。(圖片)案例2:農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化設(shè)施。(圖片)案例3:現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)家電。(圖片)學(xué)生講述大禹治水的故事讓學(xué)生思考并回答請學(xué)生講述木牛流馬的故事觀看圖片,并思考課堂小結(jié)1、控制是普遍存在。要求學(xué)生能列舉事例。2、控制的涵義。要求學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上掌握好其控制的涵義。3、控制的應(yīng)用。第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工作過程與方式一、教學(xué)內(nèi)容分析控制系統(tǒng)的工作過程與方式選自普通高中課程標準實驗教科書通用技術(shù)-技術(shù)與設(shè)計 2 的第四單元第二節(jié)(江蘇教育出版社)??刂葡到y(tǒng)的工作過程與方式這節(jié)的內(nèi)容是有關(guān)“控制系統(tǒng)的工作過程與方式”的學(xué)習和掌握,包含“控制系統(tǒng)”、“開環(huán)控制”和“閉環(huán)控制”等三個內(nèi)容。它是學(xué)生在學(xué)習控制在我們的生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用后,進一步學(xué)習有關(guān)控制系統(tǒng)的組成、工作方式以及兩種重要的控制系統(tǒng):開環(huán)控制和閉環(huán)控制,并熟悉它們工作原理和作用。根據(jù)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習的內(nèi)容和認知特點,我們利用兩個課時來完成本節(jié)的教學(xué),讓學(xué)生通過對相關(guān)典型控制應(yīng)用案例的深入分析,引導(dǎo)學(xué)生在對控制系統(tǒng)的生活生產(chǎn)應(yīng)用分析,進而熟悉控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程,通過對開環(huán)和閉環(huán)控制基本組成和其工作機理的學(xué)習,進而掌握和理解這兩種控制方式的重要作用。二、教學(xué)對象分析學(xué)生在前面的學(xué)習中已經(jīng)學(xué)習和分析了控制在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用,獲得了有關(guān)控制及其應(yīng)用的初步感性認識和體驗,但是對控制的基本工作方式和工作機理還缺乏了解,他們對進一步了解控制系統(tǒng)的知識是有探究的欲望的。結(jié)合前面的應(yīng)用案例分析,進一步分析案例中控制是如何工作的,以及有怎樣的工作方式,是學(xué)生學(xué)習的最近發(fā)展區(qū)。三、教學(xué)目標知識與技能 熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成,能畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖理解閉環(huán)控制系統(tǒng)中的控制器、執(zhí)行器的作用初步理解開環(huán)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別過程與方法 經(jīng)歷“回想分析聯(lián)想猜想”的思維過程,與同學(xué)和老師充分溝通和交流,將前面所學(xué)的結(jié)構(gòu)、流程、系統(tǒng)與控制的基本知識應(yīng)用于具體問題的分析,發(fā)展創(chuàng)新精神。 情感態(tài)度與價值觀 提高對生活中技術(shù)問題的敏感度和引發(fā)出探究欲望,并能保持積極審慎的態(tài)度。四、教學(xué)重點和難點重點:開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程分析難點:用方框圖描述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程五、教學(xué)策略教法:本章的教學(xué)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容和目標我們采用“案例情景機理分析總結(jié)歸納認識提升”的模式展開。在教學(xué)中把知識點的教與學(xué)置于具體的案例情景當中,通過豐富而貼近生活的案例使學(xué)生從生活體驗到理性分析的思維升華過程。同時關(guān)注學(xué)生能否用不同的語言表達、交流自己的體驗和想法。通過富有吸引力的現(xiàn)實生活中的問題,使學(xué)生回想和體會控制系統(tǒng)的工作過程,激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動學(xué)習的欲望。讓學(xué)生本著“回想分析聯(lián)想猜想”的思維過程,對教學(xué)內(nèi)容進行步步展開,使學(xué)生親歷自主探索和思維升華的過程。學(xué)法:鼓勵學(xué)生自主探究和合作交流,引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié),在與他人的交流中豐富自己的思維方式,獲得不同的體驗和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體會控制系統(tǒng)的工作過程和方式,特別是理解閉環(huán)控制的工作過程以及其構(gòu)成的作用。六、教學(xué)資源準備多媒體課件等七、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課1 、拔動教室電燈開關(guān),燈的亮與不亮與手動有關(guān)2 、播放圖片,聲光感應(yīng)開關(guān),當有聲音時燈亮3 、播放圖片,紅外感應(yīng)出水龍頭,手靠近水龍頭出水,離開則不出水4 、播放圖片,賓館自動門,當有人進入,門自動打開師生歸納、抽象以上活動的特征學(xué)生觀察思考新課講授1、控制系統(tǒng):【案例分析】自行車速度的控制的實現(xiàn)過程、電風扇風速的控制過程、自動門的控制過程、遙控電視頻道更換的控制過程、航空模型的控制過程(畫出控制過程方框圖)【總結(jié)】一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出。任何一種控制的實現(xiàn),都要通過若干個環(huán)節(jié),這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個系統(tǒng),我們稱之為控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對應(yīng)關(guān)系?!抉R上行動】(課文p102)控制系統(tǒng)一般分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。2、開環(huán)控制:【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系統(tǒng)控制過程分別引出兩個名詞:輸入量和輸出量】控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響,這種控制系統(tǒng)成為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖:【案例分析】自動門的控制系統(tǒng)、水泵抽水控制系統(tǒng)【學(xué)生課堂舉例并分析】公共汽車車門控制系統(tǒng)(紅綠燈定時控制系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)、音樂噴泉控制系統(tǒng)、鬧鐘定時控制系統(tǒng)等等)(要求學(xué)生能畫出其控制方框圖)3、閉環(huán)控制:【教師分析與學(xué)生討論:在游泳池注水控制系統(tǒng)增加水位測量設(shè)備和改變控制對象后,控制系統(tǒng)的過程與前面的開環(huán)控制過程有何區(qū)別,輸出量輸入量之間產(chǎn)生了什么關(guān)系和作用?!堪严到y(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖:(解釋方框圖中的一些圖標代表的含義)(讓學(xué)生觀察并解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別?然后教師歸納總結(jié))【生活案例】保溫電飯鍋的保溫控制、空調(diào)的溫度控制等等【生產(chǎn)案例】溫室大棚、氨氣生產(chǎn)的反應(yīng)爐溫控制等等【復(fù)雜案例簡述】導(dǎo)彈防空系統(tǒng),戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈的控制課堂小結(jié)教師引導(dǎo)補充與老師一起歸納練習學(xué)生做練習第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋(第一課時)一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)可以說是本章的難點,也是重點,這節(jié)也是對第二節(jié)內(nèi)容的一個檢驗。本節(jié)內(nèi)容在控制和設(shè)計中起到舉足輕重的作用,不僅可使學(xué)生對閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋(feedback)有很深的認識,而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施打好基礎(chǔ)。二、教學(xué)對象分析學(xué)生如果能很好的學(xué)習前面章節(jié),將對本節(jié)的學(xué)習有所幫助。三、教學(xué)目標知識與技能、 理解干擾因素的含義、 理解反饋的含義、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)及反饋環(huán)節(jié)的作用、 了解功能模擬方法和黑箱方法的含義、 了解功能模擬方法和黑箱方法的應(yīng)用過程與方法、 結(jié)合案例分析影響簡單控制系統(tǒng)運行的主要干擾因素及克服方法、 結(jié)合案例分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)情感態(tài)度與價值觀、 能具體問題,具體分析、 能在生活中應(yīng)用反饋原理,調(diào)節(jié)自身的心理、學(xué)習與生活四、教學(xué)重點、難點重點:干擾因素的定義難點:1、了解干擾對控制系統(tǒng)的影響,并能分析克服干擾因素的合理方案;2、分析閉環(huán)控制系統(tǒng)有較強抗干擾能力的機理,能夠分析一個簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的克服干擾因素的過程。五、教學(xué)策略六、教學(xué)資源準備多媒體課件等。七、教學(xué)過程序號教學(xué)內(nèi)容教師引領(lǐng)學(xué)生活動1引入新課列舉日常生活中時常存在的“干擾”現(xiàn)象:自然產(chǎn)生的:風中騎車、行船等;人為造成的:手機信號對電腦的干擾;明確本節(jié)主要討論的是干擾因素的也同樣存在于控制系統(tǒng)當中問題。思考、參與討論。2什么是干擾因素教師引導(dǎo)學(xué)生回答:我們要學(xué)習的干擾因素指的是控制系統(tǒng)當中的干擾因素。結(jié)合具體控制系統(tǒng),使同學(xué)們了解控制系統(tǒng)當中的干擾因素所指的是什么。練習 P108馬上行動P109思考聽講,根據(jù)具體的控制系統(tǒng),回答它們會受到那些干擾因素的影響。3分析干擾因素根據(jù)一個具體的控制系統(tǒng)分析干擾對控制系統(tǒng)的影響并分析克服干擾因素的合理方案,總結(jié)出以下三點:1、 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能與干擾因素的控制以及克服能力直接相關(guān);2、 干擾因素的個數(shù)不定;3、 只有使被控量穩(wěn)定,才能使控制系統(tǒng)正常操作。聽講、討論。4分析控制系統(tǒng)怎樣克服干擾因素列舉游泳池的開環(huán)控制系統(tǒng)及閉環(huán)控制系統(tǒng),分析閉環(huán)控制系統(tǒng)有較強抗干擾能力。通過一些具體的控制系統(tǒng)的案例分析使同學(xué)們了解一個簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾因素的過程。聽講、思考。結(jié)合老師講解和自己的理解討論一些簡單的控制系統(tǒng)克服干擾因素的過程。5干擾因素的利用干擾因素在某種情況下也可以成為我們利用的對象,例如打狂犬疫苗。討論還有那些是我們可以利用的干擾因素。6小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)課進行整理、歸納。對本節(jié)課內(nèi)容進行整理、歸納。 第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋(第二課時)一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)內(nèi)容在控制和設(shè)計中起到舉足輕重的作用,不僅可使學(xué)生對閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋(feedback)有很深的認識,而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施打好基礎(chǔ)。二、教學(xué)對象分析學(xué)生如果能很好的學(xué)習前面章節(jié),將對本節(jié)的學(xué)習有所幫助。三、教學(xué)目標知識與技能:1、 熟悉反饋環(huán)節(jié)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用2、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程3、知道開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)區(qū)別。情感態(tài)度價值觀通過學(xué)習,聯(lián)系生活,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力,體驗學(xué)習樂趣。滲透安全教育、德育教育、環(huán)保等教育。四、教學(xué)重點和難點重點:熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用難點:能分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程,理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用,畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。五、教學(xué)策略用方框圖分析生活中常見控制系統(tǒng),通過實踐、游戲、討論、分析等方法使學(xué)生懂得反饋在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用六、教學(xué)資源準備:電線若干、水塔水位控制模型1套(自制)、一次性杯子、一次性筷子、乒乓球、自行車模型、烘箱、畫架等七、教學(xué)過程:教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課探究目的:1、引入反饋概念,分析在沒有對比操作的情況下,制作的難易。2、通過合作探究來提升同學(xué)們的團結(jié)合作精神。提高創(chuàng)作思維和動手操作實踐能力。3、通過教師自制的自行車模型作品來感觸同學(xué)們的創(chuàng)作意念,用創(chuàng)新以發(fā)展和感知生活中的美,并通過習作實踐交流。4、用自行車工藝品來提高學(xué)生審美能力,裝飾豐富擺設(shè)生活美,豐富人們的精神享受。探究內(nèi)容:鼓勵學(xué)生合作探究,引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié),在與他人的交流中豐富自己的思維方式,獲得不同的體驗和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體會控制系統(tǒng)的工作過程和方式,特別是理解閉環(huán)控制的工作過程以及其構(gòu)成的作用。運用生活中破舊拋棄的電線進行設(shè)計制作出自行車模型。 材料:用直徑1.5毫米-2毫米的銅電線。 工具:剪刀、尖嘴鉗和斜口鉗各一把,示范作品若干,線材藝術(shù)作品圖片資料等。 內(nèi)容:小組合作設(shè)計制作一件自己喜歡的線材(稍硬)自行車藝術(shù)擺設(shè)品。引導(dǎo)分組探究創(chuàng)作思路、制作方法、色彩線調(diào)配等。提問引出:人腦-手-做模型(開環(huán)) 示范教師自制的自行車模型作品并結(jié)合實物圖象,通過眼睛比照,反應(yīng)到大腦,動手操作自行車作品設(shè)計制作。引出問題: 為什么用眼睛觀察實物或圖樣操作起來更方便正確 (閉環(huán)) 人腦-手-做模型 -眼睛-學(xué)生觀察,動手操作,思考新課講授案例分析:投籃游戲:乒乓球投入一次性杯子引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論:投籃的工作過程引出結(jié)論:反饋-控制系統(tǒng)中,將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程思考提問:生活中的反饋:反饋控制是一種在計劃執(zhí)行一段時間或結(jié)束后進行的事后控制,主要為下一步計劃的實施總結(jié)經(jīng)驗,但它卻常常是管理控制工作的主要形式。例如投訴與反饋、留言反饋、意見反饋、環(huán)境反饋、教學(xué)活動、超市反饋調(diào)查表、市場信息反饋系統(tǒng)、工作總結(jié)、 產(chǎn)品性能檢驗、現(xiàn)代酒店控制方法等。游戲:在黑板上畫兩張大臉,“四官俱全”,沒有眼睛。然后請一個同學(xué)上來“填”眼睛,閉著眼睛畫,位置不對;也不好看睜著眼睛畫,漂亮。分析原因:將兩次畫的過程來分析。畫出其控制框圖,得出它們的控制類別。 1、閉著眼睛畫: 人腦控制手畫眼睛:人腦手眼睛; 控制過程中,沒有反饋環(huán)節(jié),不能對控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個單程的控制流向。這是開環(huán)控制。 2、睜著眼睛畫: 人腦控制手畫眼睛,在此過程中,眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦,使得大腦準確精細的控制手去畫好眼睛??刂七^程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結(jié)果反饋給人腦,控制流向形成了閉合回路。這是閉環(huán)控制。講解:汽車速度控制講解:反饋方法利用反饋來分析和處理被控對象,通過系統(tǒng)的輸出來調(diào)整系統(tǒng)的行為,使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標運行的方法。演示:反饋的工作過程:當人打算要拿桌子上的水杯時,人首先要看到自己的手與杯子之間的距離,然后確定自己手的移動方向,手始向水杯移動。同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離(該距離就是輸入與輸出的差值),而人腦(控制器)的作用就是不??刂剖忠苿?,以消除這個差值。直到手拿到杯子為止,整個過程也就結(jié)束了。從上面的例子可以看出,由(負)反饋形成的偏差是人準確完成拿杯子動作的關(guān)鍵。如果這個差值不能得到的話,整個動作也就沒有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。教具演示:水位自動控制系統(tǒng)接通電源后,電機工作,水泵出水,當水位升到A 點水位傳感器位置時,電機停止工作;當水位由A點降止B點以下時,電機又開始工作,這樣往復(fù),達到了自動控制儲水器中的水位。學(xué)生討論:請同學(xué)們相互討論一下這個水位自動控制系統(tǒng)的工作過程,試用系統(tǒng)框圖來描述。(引導(dǎo)學(xué)生歸納出水塔水位控制系統(tǒng)框圖,著重推導(dǎo)信息反饋與比較環(huán)節(jié)的框圖表達。) 教師總結(jié):簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖,理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用,熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程: 閉環(huán)控制系統(tǒng)就是系統(tǒng)的輸出端與輸入端之間存在反饋回路,輸出量對控制過程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過反饋環(huán)節(jié)克服干擾因素而使系統(tǒng)達到穩(wěn)定。 核心:通過反饋來減少被控量(輸出量)的偏差。 案例分析:閱讀書上案例 思考設(shè)計:家用抽水馬桶是一個典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)的水位控制。(鏈接下節(jié)課用水位檢測,控制電路,電磁閥來改進為自動控制,設(shè)計閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖,并用頭腦風暴法獲更多節(jié)水控制創(chuàng)造性設(shè)想。) 思考:在水箱的水位控制系統(tǒng)中,控制量還可以有其他選擇嗎?為什么? 控制量是進水閥的流量。放水、蒸發(fā)是干擾 閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點: 1)系統(tǒng)輸出量對控制作用有直接影響。 2)有反饋環(huán)節(jié),并應(yīng)用反饋減小誤差。 3)當出現(xiàn)干擾時,可以自動減弱其影響。 實物展示: 烘箱(飲水機) 溫度自動控制系統(tǒng)。首先用熱電偶來代替溫度計來測量溫度的值,然后對溫度的比較,當小于恒溫箱給定時,就增大加熱裝置的電流;相反當大于恒溫箱給定時,就減小電流。這樣恒溫箱就能保持給定的溫度。 加熱爐的溫度自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖:閉環(huán)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較:介紹:閉環(huán)控制:反饋控制, 偏差控制,可以抑制內(nèi)、外擾動對被量產(chǎn)生的影響。精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計、分析麻煩。 開環(huán)控制:順向作用,沒有反向的聯(lián)系,沒有修正偏差能力,抗擾動性較差。結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、成本低。在精度要求不高或擾動影響較小的情況下,這種控制方式還有一定的實用價值。 提問回答:開環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)能否自動調(diào)整和補償控制精度結(jié)構(gòu)適用場合補充討論: 紅綠燈定時控制(開),車流量控制(閉)檢測輸出(閉),否則(開)例如自動門檢測人工控制,自動控制,開環(huán)控制,閉環(huán)控制之間區(qū)別聯(lián)系 補充:起增強輸入信號作用正反饋。起減弱輸入信號作用負反饋。正反饋不能進行控制,會使系統(tǒng)的偏差越來越大。只有負反饋控制系統(tǒng)才能完成自動控制的任務(wù)。負反饋控制系統(tǒng)最大的特點:檢測偏差,糾正偏差課堂小結(jié)教師引導(dǎo)補充與老師一起歸納練習學(xué)生做練習第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施一、教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)是這一單元的最后一節(jié),可以說是這單元的“收口”部分,讓學(xué)生了解控制系統(tǒng)設(shè)計的一般思路比較關(guān)鍵,只有這部分內(nèi)容理解了,才能有效的進行下一個內(nèi)容控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施案例。在控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施案例中,重點要讓學(xué)生會分析和選擇案例,并最終會設(shè)計。二、教學(xué)對象分析 這是本書的最后一節(jié),學(xué)生們通過前邊知識的學(xué)習,基本上知道應(yīng)該怎樣來設(shè)計一個產(chǎn)品,但是在專業(yè)知識方面還是比較欠缺,所以在這里設(shè)計練習時要注意盡量找學(xué)生身邊的容易理解的案例來進行設(shè)計。三、教學(xué)目標1.知識與技能:了解簡單的被控對象的基本特性,能確定被控量、控制量,畫出控制系統(tǒng)的方框圖,并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計的方案。2、通過講解和實際操作是同學(xué)們加深對控制系統(tǒng)實施的理解與應(yīng)用3、情感態(tài)度與價值觀:能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計方法,制作一個控制裝置;或者根據(jù)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方案進行模擬實施,學(xué)會調(diào)試運行提出改進方案。四、教學(xué)重點和難點重點:了解簡單的被控對象的基本特性,確定相關(guān)的量,會畫方框圖。難點:制作五、教學(xué)過程:教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課復(fù)習提問設(shè)計的一般思路。引出控制也需要設(shè)計。回答問題新課講授1、控制系統(tǒng)設(shè)計的一般思想 我們知道在設(shè)計的一般過程中,首先要發(fā)現(xiàn)和明確問題,那么在對控制系統(tǒng)進行設(shè)計時我們要明確那些問題呢? 給出答案(幻燈片)1,開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計 講述普通風扇的控制系統(tǒng)設(shè)計(幻燈片)請同學(xué)快速閱讀書中案例電吹風控制系統(tǒng)的設(shè)計,并思考電吹風的被控對象、被控量以及控制量都是什么?2,閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計 講述簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本要求(幻燈片)。 讓學(xué)生閱讀書中案例抽水馬捅水箱的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計2、控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施案例好,我們了解了控制系統(tǒng)設(shè)計的一般思路,下面我們一起來分析和了解控制系統(tǒng)的設(shè)計與實施案例播放“香港回歸升旗視頻”引導(dǎo)學(xué)生,如果我們學(xué)校的升旗也設(shè)計成這樣那該多好。閱讀書中案例自動升旗簡易控制裝置的設(shè)計在教師的引導(dǎo)下思考并回答問題觀看看書中案例,思考后回答問題認真聽講認真閱讀案例并討論下邊的問題。觀看看書并小組研究課堂小結(jié)教師引導(dǎo)補充與老師一起歸納練習1、晾衣控制裝置2、畫自行車發(fā)電看電視的方框圖并分析其中的技術(shù)和原理學(xué)生做練習- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019-2020年高中通用技術(shù) 控制與設(shè)計教案 蘇教版必修2 2019 2020 年高 通用 技術(shù) 控制 設(shè)計 教案 蘇教版 必修
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