通用技術(shù)控制與設(shè)計(jì)教案

第四單元控制和設(shè)計(jì)第一節(jié)控制的手段和應(yīng)用

一、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)是本章的第一節(jié)，可以說(shuō)是本章的開(kāi)始，也是本章的基礎(chǔ)，對(duì)于本節(jié)知識(shí)的掌握有

助于后面幾節(jié)的學(xué)習(xí)。

二、教學(xué)對(duì)象分析

學(xué)生正處于高中階段，對(duì)于生活中的一些控制雖然見(jiàn)過(guò)，但是由于生活經(jīng)驗(yàn)不是很豐富，

所以必須要老師引導(dǎo)才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

三、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)和技能

1.通過(guò)分析社會(huì)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(guò)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生注意觀察問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，幫助學(xué)生了解控制的作用。

過(guò)程和方法：

通過(guò)視頻導(dǎo)出新課，通過(guò)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)度和價(jià)值觀：

激發(fā)學(xué)生了解控制，研究控制的興趣和熱情。

四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：理解控制的含義

難點(diǎn)：理解控制的含義

五、教學(xué)策略

采用多媒體進(jìn)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(zhǔn)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(guò)程

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

[錄像]通過(guò)卓別林的《摩登時(shí)代》錄像片段，引入學(xué)生觀看

導(dǎo)入新課新課。

1/151/15

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(duì)控制有初步的認(rèn)識(shí)，打破其神秘感。

現(xiàn)代社會(huì)中的例子：

生產(chǎn)、生活中的例子（圖片）

古代社會(huì)中的例子：

案例1：大禹治水（圖片）學(xué)生講述《大禹治水》的故事

問(wèn)題：大禹治水過(guò)程中，通過(guò)什么手段實(shí)現(xiàn)治理好讓學(xué)生思考并回答

水患的目的？

答案：通過(guò)“疏通河道，泄洪為主”手段實(shí)現(xiàn)治

理好水患的目的。

案例2：木牛流馬：請(qǐng)學(xué)生講述《木牛流馬》的故

事

據(jù)研究：木牛和流馬是漢代獨(dú)輪手推車的兩種改進(jìn)

設(shè)計(jì)，通過(guò)改進(jìn)使人的負(fù)重有所減輕。木牛是一種

輪子稍小一些的獨(dú)輪手推車，載重大，前由人拉、

后由人推，運(yùn)行較慢；流馬載重小，輪子稍大一些，

由一人推，運(yùn)行速度很快。諸葛亮所說(shuō)“木牛流馬”

應(yīng)是比喻它們運(yùn)行的靈便程度和載重量的大?。耗?/p>

牛行動(dòng)較笨而慢，像牛；流馬行動(dòng)敏捷而快，像馬。

不是說(shuō)它們外形像牛像馬。

新課講授

目的：幫助軍隊(duì)運(yùn)送戰(zhàn)略物資。

案例3：希羅自動(dòng)門（圖片）觀看圖片，并思考

希羅自動(dòng)門的相關(guān)材料見(jiàn)教參P66或江蘇版P107。

希羅自動(dòng)門說(shuō)明了什么道理？

道理是：利用氣壓和液壓動(dòng)力裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門、

關(guān)門。

總結(jié)：事物發(fā)展的結(jié)果可能是人們預(yù)先期望的，也

可能和預(yù)期的目標(biāo)不相符，甚至是不希望得到的。

如果人們想達(dá)到某一特定的目的，就必須運(yùn)用適當(dāng)

的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。

那么，運(yùn)用什么手段來(lái)實(shí)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(guò)一定的手段使事

物沿著某一確定方向發(fā)展的行為和過(guò)程。

結(jié)合事例（用音樂(lè)噴泉的事例），重點(diǎn)闡明控

制的對(duì)象是什么；控制要達(dá)到什么目的；采取什么

控制手段。

[探究活動(dòng)]

請(qǐng)同學(xué)們說(shuō)說(shuō)你在生活學(xué)習(xí)中所見(jiàn)到的應(yīng)用控制

的事例。

2/152/15

如：

學(xué)校：學(xué)校的音樂(lè)鈴聲、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、足球場(chǎng)

草地自動(dòng)噴淋系統(tǒng)、體育館的自動(dòng)伸縮坐椅等。

家庭：冰箱、電飯煲、微波爐等。

社會(huì)：交通信號(hào)燈、電子警察、電梯、程控電話交

換機(jī)等

三、控制的分類

從控制過(guò)程中人工干預(yù)的情形來(lái)分：

?人工控制：人工紡紗、普通自來(lái)水龍頭，旋轉(zhuǎn)按

鈕打開(kāi)電燈、駕駛汽車等；

?自動(dòng)控制：數(shù)控機(jī)床、飲料自動(dòng)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?qǐng)?zhí)行部件的不同，控制分為：機(jī)械控制、氣動(dòng)

控制、液壓控制、電子控制等

對(duì)于自動(dòng)控制

按控制方式分為：開(kāi)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(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域都有極其廣泛的應(yīng)用。

通過(guò)事例說(shuō)明控制在社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域的

應(yīng)用。

案例1：汽車自動(dòng)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）

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

課堂小結(jié)

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(guò)程和方式

3/153/15

一、教學(xué)內(nèi)容分析

控制系統(tǒng)的工作過(guò)程和方式》選自普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《通用技術(shù)-技術(shù)和設(shè)

計(jì)2》的第四單元第二節(jié)（江蘇教育出版社）。

《控制系統(tǒng)的工作過(guò)程和方式》這節(jié)的內(nèi)容是有關(guān)“控制系統(tǒng)的工作過(guò)程和方式”的學(xué)

習(xí)和掌握，包含“控制系統(tǒng)”、“開(kāi)環(huán)控制”和“閉環(huán)控制”等三個(gè)內(nèi)容。它是學(xué)生在學(xué)習(xí)

控制在我們的生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用后，進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(kāi)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(xí)的內(nèi)容和認(rèn)知特點(diǎn)，我們利用兩個(gè)課時(shí)來(lái)完成本節(jié)的教學(xué)，讓學(xué)生通

過(guò)對(duì)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(duì)控制系統(tǒng)的生活生產(chǎn)應(yīng)用分析，進(jìn)而

熟悉控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程，通過(guò)對(duì)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)控制基本組成和其工作機(jī)理的學(xué)

習(xí)，進(jìn)而掌握和理解這兩種控制方式的重要作用。

二、教學(xué)對(duì)象分析

學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)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(rèn)識(shí)和體驗(yàn)，但是對(duì)控制的基本工作方式和工作機(jī)理還缺乏了解，他們對(duì)進(jìn)

一步了解控制系統(tǒng)的知識(shí)是有探究的欲望的。結(jié)合前面的應(yīng)用案例分析，進(jìn)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(xí)的最近發(fā)展區(qū)。

三、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)和技能

熟悉簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程

熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)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(kāi)環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別

過(guò)程和方法

經(jīng)歷“回想—分析—聯(lián)想—猜想”的思維過(guò)程，和同學(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)和控制的基本知識(shí)應(yīng)用于具體問(wèn)題的分析，發(fā)展創(chuàng)新精神。

情感態(tài)度和價(jià)值觀

提高對(duì)生活中技術(shù)問(wèn)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(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程分析

難點(diǎn)：用方框圖描述開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)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(biāo)我們采用“案例情景—機(jī)理分析—總結(jié)歸納－

認(rèn)識(shí)提升”的模式展開(kāi)。在教學(xué)中把知識(shí)點(diǎn)的教和學(xué)置于具體的案例情景當(dāng)中，通過(guò)豐富而

貼近生活的案例使學(xué)生從生活體驗(yàn)到理性分析的思維升華過(guò)程。同時(shí)關(guān)注學(xué)生能否用不同的

語(yǔ)言表達(dá)、交流自己的體驗(yàn)和想法。通過(guò)富有吸引力的現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題，使學(xué)生回想和體

4/154/15

會(huì)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的好奇心和主動(dòng)學(xué)習(xí)的欲望。讓學(xué)生本著“回想—分析—

聯(lián)想—猜想”的思維過(guò)程，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行步步展開(kāi)，使學(xué)生親歷自主探索和思維升華的過(guò)

程。

學(xué)法：

鼓勵(lì)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)，在和他人的交流中豐富自己

的思維方式，獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程和方式，

特別是理解閉環(huán)控制的工作過(guò)程以及其構(gòu)成的作用。

六、教學(xué)資源準(zhǔn)備

多媒體課件等

七、教學(xué)過(guò)程

教學(xué)學(xué)生

教師活動(dòng)

環(huán)節(jié)活動(dòng)

1、拔動(dòng)教室電燈開(kāi)關(guān)，燈的亮和不亮和手動(dòng)有關(guān)

導(dǎo)入2、播放圖片，聲光感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)有聲音時(shí)燈亮

學(xué)生觀察

新課3、播放圖片，紅外感應(yīng)出水龍頭，手靠近水龍頭出水，離開(kāi)則不出水

思考

4、播放圖片，賓館自動(dòng)門，當(dāng)有人進(jìn)入，門自動(dòng)打開(kāi)

師生歸納、抽象以上活動(dòng)的特征

1、控制系統(tǒng)：

【案例分析】

自行車速度的控制的實(shí)現(xiàn)過(guò)程、電風(fēng)扇風(fēng)速的控制過(guò)程、自動(dòng)門的控制

過(guò)程、遙控電視頻道更換的控制過(guò)程、航空模型的控制過(guò)程

（畫(huà)出控制過(guò)程方框圖）

【總結(jié)】

一般的控制過(guò)程都有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出。

任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過(guò)若干個(gè)環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)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(duì)應(yīng)關(guān)系。

【馬上行動(dòng)】（課文p102）

控制系統(tǒng)一般分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。

新課

2、開(kāi)環(huán)控制：

講授

【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系統(tǒng)控制過(guò)程分別引出兩個(gè)名

詞：輸入量和輸出量】

控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)成為開(kāi)

環(huán)控制系統(tǒng)。

開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖：

【案例分析】

自動(dòng)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】

5/155/15

公共汽車車門控制系統(tǒng)

（紅綠燈定時(shí)控制系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、音樂(lè)噴泉控制

系統(tǒng)、鬧鐘定時(shí)控制系統(tǒng)等等）

（要求學(xué)生能畫(huà)出其控制方框圖）

3、閉環(huán)控制：

【教師分析和學(xué)生討論：在游泳池注水控制系統(tǒng)增加水位測(cè)量設(shè)備和改

變控制對(duì)象后，控制系統(tǒng)的過(guò)程和前面的開(kāi)環(huán)控制過(guò)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?！?/p>

把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對(duì)控制過(guò)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(biāo)代表的含義）

（讓學(xué)生觀察并解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)和開(kāi)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(jiǎn)述】導(dǎo)彈防空系統(tǒng)，戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈的控制

課堂和老師一

教師引導(dǎo)補(bǔ)充

小結(jié)起歸納

學(xué)生做練

練習(xí)

習(xí)

第三節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾和反饋（第一課時(shí)）

6/156/15

一、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)可以說(shuō)是本章的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)，這節(jié)也是對(duì)第二節(jié)內(nèi)容的一個(gè)檢驗(yàn)。本節(jié)內(nèi)容在

《控制和設(shè)計(jì)》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學(xué)生對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋（feedback）

有很深的認(rèn)識(shí)，而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施打好基礎(chǔ)。

二、教學(xué)對(duì)象分析

學(xué)生如果能很好的學(xué)習(xí)前面章節(jié)，將對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)有所幫助。

三、教學(xué)目標(biāo)

［知識(shí)和技能］

１、理解干擾因素的含義

２、理解反饋的含義

３、熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)及反饋環(huán)節(jié)的作用

４、了解功能模擬方法和黑箱方法的含義

５、了解功能模擬方法和黑箱方法的應(yīng)用

［過(guò)程和方法］

１、結(jié)合案例分析影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素及克服方法

２、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)度和價(jià)值觀］

１、能具體問(wèn)題，具體分析

２、能在生活中應(yīng)用反饋原理，調(diào)節(jié)自身的心理、學(xué)習(xí)和生活

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：干擾因素的定義

難點(diǎn)：1、了解干擾對(duì)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(qiáng)抗干擾能力的機(jī)理，能夠分析一個(gè)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的克服干擾因素的

過(guò)程。

五、教學(xué)策略

六、教學(xué)資源準(zhǔn)備

多媒體課件等。

七、教學(xué)過(guò)程

序號(hào)教學(xué)內(nèi)容教師引領(lǐng)學(xué)生活動(dòng)

1引入新課列舉日常生活中時(shí)常存在的“干擾”現(xiàn)象：思考、參和討論。

①自然產(chǎn)生的：風(fēng)中騎車、行船等；

②人為造成的：手機(jī)信號(hào)對(duì)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(dāng)中問(wèn)題。

2什么是干擾因教師引導(dǎo)學(xué)生回答：我們要學(xué)習(xí)的干擾因素指的是聽(tīng)講，根據(jù)具體的控

7/157/15

素控制系統(tǒng)當(dāng)中的干擾因素。制系統(tǒng)，回答它們會(huì)

結(jié)合具體控制系統(tǒng)，使同學(xué)們了解控制系統(tǒng)當(dāng)中的受到那些干擾因素的

干擾因素所指的是什么。影響。

練習(xí)P108馬上行動(dòng)

P109思考

3分析干擾因素根據(jù)一個(gè)具體的控制系統(tǒng)分析干擾對(duì)控制系統(tǒng)的聽(tīng)講、討論。

影響并分析克服干擾因素的合理方案，總結(jié)出以下

三點(diǎn)：

1、控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能和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(gè)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。

4分析控制系統(tǒng)列舉游泳池的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)及閉環(huán)控制系統(tǒng)，分析聽(tīng)講、思考。

怎樣克服干擾閉環(huán)控制系統(tǒng)有較強(qiáng)抗干擾能力。

因素通過(guò)一些具體的控制系統(tǒng)的案例分析使同學(xué)們了結(jié)合老師講解和自己

解一個(gè)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾因素的過(guò)程。的理解討論一些簡(jiǎn)單

的控制系統(tǒng)克服干擾

因素的過(guò)程。

5干擾因素的利干擾因素在某種情況下也可以成為我們利用的對(duì)討論還有那些是我們

用象，例如打狂犬疫苗?？梢岳玫母蓴_因

素。

6小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)本節(jié)課進(jìn)行整理、歸納。對(duì)本節(jié)課內(nèi)容進(jìn)行整

理、歸納。

第三節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾和反饋（第二課時(shí)）

8/158/15

一、教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容在《控制和設(shè)計(jì)》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學(xué)生對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的

反饋（feedback）有很深的認(rèn)識(shí)，而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施打好基礎(chǔ)。

二、教學(xué)對(duì)象分析

學(xué)生如果能很好的學(xué)習(xí)前面章節(jié)，將對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)有所幫助。

三、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)和技能：

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(guò)程

3、知道開(kāi)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(jià)值觀

通過(guò)學(xué)習(xí)，聯(lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)樂(lè)趣。滲透安全教育、德育教育、

環(huán)保等教育。

四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用

難點(diǎn)：能分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，

畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)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(jiàn)控制系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)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(zhǔn)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(huà)架等

七、教學(xué)過(guò)程：

教學(xué)

教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

環(huán)節(jié)

[探究目的]：

1、引入反饋概念，分析在沒(méi)有對(duì)比操作的情況下，制作的難易。

2、通過(guò)合作探究來(lái)提升同學(xué)們的團(tuán)結(jié)合作精神。提高創(chuàng)作思維和動(dòng)手操作學(xué)生觀

導(dǎo)入

實(shí)踐能力。察，動(dòng)手

新課

3、通過(guò)教師自制的自行車模型作品來(lái)感觸同學(xué)們的創(chuàng)作意念，用創(chuàng)新以發(fā)操作，思

展和感知生活中的美，并通過(guò)習(xí)作實(shí)踐交流。考

4、用自行車工藝品來(lái)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。

9/159/15

[探究?jī)?nèi)容]：鼓勵(lì)學(xué)生合作探究，引導(dǎo)學(xué)生自主觀察、總結(jié)，在和他人的交

流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗(yàn)和不同的發(fā)展。注意引導(dǎo)學(xué)生體

會(huì)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程和方式，特別是理解閉環(huán)控制的工作過(guò)程以及其構(gòu)成

的作用。運(yùn)用生活中破舊拋棄的電線進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jì)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(wèn)引出]：人腦---手----做模型（開(kāi)環(huán)）

示范教師自制的自行車模型作品并結(jié)合實(shí)物圖象，通過(guò)眼睛比照，反應(yīng)

到大腦，動(dòng)手操作自行車作品設(shè)計(jì)制作。

[引出問(wèn)題]：為什么用眼睛觀察實(shí)物或圖樣操作起來(lái)更方便正確（閉環(huán)）

?人腦-----手-----做模型

?-----眼睛---

[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(guò)程

[引出結(jié)論]：反饋---控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸

入端并和輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程

[思考提問(wèn)]：生活中的反饋：反饋控制是一種在計(jì)劃執(zhí)行一段時(shí)間或結(jié)束后

新課

進(jìn)行的事后控制，主要為下一步計(jì)劃的實(shí)施總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，但它卻常常是管理控

講授

制工作的主要形式。例如投訴和反饋、留言反饋、意見(jiàn)反饋、環(huán)境反饋、教

學(xué)活動(dòng)、超市反饋調(diào)查表、市場(chǎng)信息反饋系統(tǒng)、工作總結(jié)、產(chǎn)品性能檢驗(yàn)、

現(xiàn)代酒店控制方法等。

[游戲]：在黑板上畫(huà)兩張大臉，“四官俱全”，沒(méi)有眼睛。然后請(qǐng)一個(gè)同學(xué)

上來(lái)“填”眼睛，閉著眼睛畫(huà)，位置不對(duì)；也不好看睜著眼睛畫(huà)，漂亮。

[分析原因]：將兩次畫(huà)的過(guò)程來(lái)分析。畫(huà)出其控制框圖，得出它們的控制類

別。

1、閉著眼睛畫(huà)：

人腦控制手畫(huà)眼睛：人腦——手——眼睛；

控制過(guò)程中，沒(méi)有反饋環(huán)節(jié)，不能對(duì)控制結(jié)果加以修正、調(diào)節(jié)。是個(gè)單

程的控制流向。這是開(kāi)環(huán)控制。

2、睜著眼睛畫(huà)：

人腦控制手畫(huà)眼睛，在此過(guò)程中，眼睛可以把手的位置及畫(huà)的效果及時(shí)

反饋給大腦，使得大腦準(zhǔn)確精細(xì)的控制手去畫(huà)好眼睛?？刂七^(guò)程中有反饋環(huán)

10/1510/15

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(lái)分析和處理被控對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)的輸出來(lái)

調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的方法。

[演示]：反饋的工作過(guò)程：當(dāng)人打算要拿桌子上的水杯時(shí)，人首先要看到自

己的手和杯子之間的距離，然后確定自己手的移動(dòng)方向，手始向水杯移動(dòng)。

同時(shí)人的眼睛不停觀察手和杯子的距離（該距離就是輸入和輸出的差值），

而人腦（控制器）的作用就是不?？刂剖忠苿?dòng)，以消除這個(gè)差值。直到手拿

到杯子為止，整個(gè)過(guò)程也就結(jié)束了。從上面的例子可以看出，由（負(fù)）反饋

形成的偏差是人準(zhǔn)確完成拿杯子動(dòng)作的關(guān)鍵。如果這個(gè)差值不能得到的話，

整個(gè)動(dòng)作也就沒(méi)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(dòng)控制系統(tǒng)

接通電源后，電機(jī)工作，水泵出水，當(dāng)水位升到A點(diǎn)水位傳感器位置時(shí)，電

機(jī)停止工作；當(dāng)水位由A點(diǎn)降止B點(diǎn)以下時(shí)，電機(jī)又開(kāi)始工作，這樣往復(fù)，

達(dá)到了自動(dòng)控制儲(chǔ)水器中的水位。

[學(xué)生討論]：請(qǐng)同學(xué)們相互討論一下這個(gè)水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，試

用系統(tǒng)框圖來(lái)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

息反饋和比較環(huán)節(jié)的框圖表達(dá)。）

[教師總結(jié)]：簡(jiǎn)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(guò)程]：

閉環(huán)控制系統(tǒng)就是系統(tǒng)的輸出端和輸入端之間存在反饋回路，輸出量對(duì)

控制過(guò)程產(chǎn)生影響的控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過(guò)反饋環(huán)節(jié)克服干擾因素

而使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。

[核心]：通過(guò)反饋來(lái)減少被控量(輸出量)的偏差。

11/1511/15

[案例分析]：閱讀書(shū)上案例

[思考設(shè)計(jì)]：家用抽水馬桶是一個(gè)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(cè)，控制電路，電磁閥來(lái)改進(jìn)為自動(dòng)控制，設(shè)計(jì)閉環(huán)控制

系統(tǒng)方框圖，并用頭腦風(fēng)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(jìn)水閥的流量。放水、蒸發(fā)是干擾

閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn):

1)系統(tǒng)輸出量對(duì)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(dāng)出現(xiàn)干擾時(shí)，可以自動(dòng)減弱其影響。

[實(shí)物展示]：烘箱（飲水機(jī)）

溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。首先用熱電偶來(lái)代替溫度計(jì)來(lái)測(cè)量溫度的值，然后

對(duì)溫度的比較，當(dāng)小于恒溫箱給定時(shí)，就增大加熱裝置的電流；相反當(dāng)大于

恒溫箱給定時(shí)，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(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖：

[閉環(huán)和開(kāi)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(dòng)對(duì)被量產(chǎn)生的影響。精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、

分析麻煩。

開(kāi)環(huán)控制：順向作用，沒(méi)有反向的聯(lián)系，沒(méi)有修正偏差能力，抗擾動(dòng)

性較差。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、成本低。在精度要求不高或擾動(dòng)影響較小

的情況下，這種控制方式還有一定的實(shí)用價(jià)值。

[提問(wèn)回答]：

開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)

能否自動(dòng)調(diào)整和補(bǔ)償

控制精度

結(jié)構(gòu)

適用場(chǎng)合

[補(bǔ)充討論]：紅綠燈定時(shí)控制（開(kāi)），車流量控制（閉）

檢測(cè)輸出（閉），否則（開(kāi)）例如自動(dòng)門檢測(cè)

人工控制，自動(dòng)控制，開(kāi)環(huán)控制，閉環(huán)控制之間區(qū)別聯(lián)系

12/1512/15

[補(bǔ)充]：起增強(qiáng)輸入信號(hào)作用——正反饋。

起減弱輸入信號(hào)作用——負(fù)反饋。

正反饋不能進(jìn)行控制，會(huì)使系統(tǒng)的偏差越來(lái)越大。

只有負(fù)反饋控制系統(tǒng)才能完成自動(dòng)控制的任務(wù)。

負(fù)反饋控制系統(tǒng)最大的特點(diǎn)：檢測(cè)偏差，糾正偏差

課堂和老師一

教師引導(dǎo)補(bǔ)充

小結(jié)起歸納

學(xué)生做練

練習(xí)

習(xí)

第四節(jié)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)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(shuō)是這單元的“收口”部分，讓學(xué)生了解控制系統(tǒng)

設(shè)計(jì)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(jìn)行下一個(gè)內(nèi)容——控制系

統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施案例。在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施案例中，重點(diǎn)要讓學(xué)生會(huì)分析和選擇案例，

并最終會(huì)設(shè)計(jì)。

二、教學(xué)對(duì)象分析

這是本書(shū)的最后一節(jié)，學(xué)生們通過(guò)前邊知識(shí)的學(xué)習(xí)，基本上知道應(yīng)該怎樣來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)

13/1513/15

產(chǎn)品，但是在專業(yè)知識(shí)方面還是比較欠缺，所以在這里設(shè)計(jì)練習(xí)時(shí)要注意盡量找學(xué)生身邊的

容易理解的案例來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)和技能：了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫(huà)出控制系

統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案。

2、通過(guò)講解和實(shí)際操作是同學(xué)們加深對(duì)控制系統(tǒng)實(shí)施的理解和應(yīng)用

3、情感態(tài)度和價(jià)值觀：能根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置；或者根

據(jù)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方案進(jìn)行模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行提出改進(jìn)方案。

四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特性，確定相關(guān)的量，會(huì)畫(huà)方框圖。

難點(diǎn)：制作

五、教學(xué)過(guò)程：

教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)

復(fù)習(xí)提問(wèn)設(shè)計(jì)的一般思路。

導(dǎo)入新課

回答問(wèn)題

引出控制也需要設(shè)計(jì)。

1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思想在教師的

我們知道在設(shè)計(jì)的一般過(guò)程中，首先要發(fā)現(xiàn)和明確問(wèn)題，那么在引導(dǎo)下思

對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)我們要明確那些問(wèn)