技术与设计2第四单元2014年6月

1、第四章第四章“控制与设计控制与设计”教材分教材分析及教学建议析及教学建议 单元教材分析及教学建议步骤n本单元的课程标准内容（重难点的理解）n教学要求（知识要求与层面）n课时安排与教材处理（如何划分及各节的重难点）n教学建议（如何备课、如何组织教学、如何突破重难点、采用何种优化课堂教学形式）n教学参考资源及辅助手段（提供地址与方法）一、本单元的课程标准内容1理解控制的含义及在生产和生活中的应用。2分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。3能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。

2、4能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。5了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图并形成初步的控制设计方案。6.能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。本单元的省学科教学指导意见n第一节 控制的手段与应用基本要求：1.理解控制的含义，明确控制的目的的对象。2.了解控制的手段，知道人工控制和自动控制。3.理解控制在生产和生活中的应用。n第二节 控制系统的工作过程与方式基本要求： 1.会分析典型案例，知道简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。 2.

3、知道闭环控制系统的基本组成，能画出简单的闭环控制的方框图，并知道其中的控制器和执行器的作用。n第三节 闭环控制系统的干扰与反馈基本要求：1.能结合案例，找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素。2.理解反馈的含义，知道闭环控制系统中反馈环节的作用。3.知道闭环控制系统的工作过程。4.了解功能模拟方法和黑箱方法。n第四节 控制系统的设计与实施基本要求：1.了解简单的被控对象的基本特征，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。2.能根据开环系统的设计方法，制作一个控制装置。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读1理解控制的含义及在生产和生活中的应用。1.1

4、理解控制的含义，明确控制的目的的对象。1.3理解控制在生产和生活中的应用。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读2分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。2.1会分析典型案例，知道简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。2.2知道闭环控制系统的基本组成，1.2了解控制的手段，知道人工控制和自动控制。3.3知道闭环控制系统的工作过程。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读3能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。2.2 能画出简单的闭环控制的方框图，并

5、知道其中的控制器和执行器的作用。 3.2理解反馈的含义，知道闭环控制系统中反馈环节的作用。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读4能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。3.1.能结合案例，找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读5了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图并形成初步的控制设计方案。4.1.了解简单的被控对象的基本特征，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读6.能根据开环控制系统的设计方

6、案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。4.2能根据开环系统的设计方法，制作一个控制装置。本单元的课程标准内容和省学科教学指导意见对照解读3.4了解功能模拟方法和黑箱方法。本单元的重点分析n控制的含义n开环控制系统与闭环控制系统的工作过程n控制系统中的被控对象、被控量和控制量n干扰与反馈本单元的难点分析n闭环控制系统工作过程和方框图n干扰因素分析n控制系统的设计 二、教学要求（知识要求与层面）学习内容学习结果的行为指标当学生获得这种学习结果时，他们能够：表现水平控制的概念知道什么是控制列举生活和生产中的控制事例II控制的应用知道控制

7、在生活和生产中的重要作用体验生活中控制的运用所带来的高效、方便II控制方式举例说出人工控制和自动控制知道人工控制与自动控制的区别II开环控制系统的基本组成和工作过程说出开环控制系统的组成部分结合具体案例，分析并简述开环控制系统的工作过程II闭环控制系统的基本组成和工作过程说出闭环控制系统的组成部分知道被控制量、控制量、给定量、控制对象、执行器、控制器和反馈装置在闭环控制系统中的作用结合具体案例，分析并简述闭环控制系统的工作过程说出闭环控制系统与开环控制系统的特点并作比较I控制系统的方框图结合实例，用方框图分别表达一个开环控制系统和简单的闭环控制系统的工作过程控制系统的干扰因素结合实例，分析控制

8、系统中的干扰因素对控制系统影响的过程分析并说出一个简单闭环控制系统抗干扰因素的过程 确定设计方案根据设计要求，确定控制系统的被控对象、被控量和控制量选择并确定一个实现控制要求的设计方案，画出方框图控制系统的实现与调试根据开环控制系统的设计方案，体验模拟实现控制方案的过程，或者根据简单的闭环控制系统设计方案，体验模拟实现控制方案的过程正确调试系统教学要求(关键词、句梳理)4.1控制的手段及应用:n控制的三要素：对象、目的和控制手段n在很多控制事例中，控制的手段又可以是综合的。n控制的应用：控制的应用自古就有，并在近代得到了迅速发展，它涉及到社会生产生活的各个领域。 教学要求(关键词、句梳理)4.

9、2控制系统的工作过程与方式:n控制系统：任何一种控制的实现，都要通过若干环节，这些环节就构成了一个系统，称为控制系统。 n开环控制系统：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。 n控制系统的方框图：在控制系统中，为了分析的方便，常采用方框来表示系统的环节，用单项信号来表示系统信号传递的方向，这种图称为控制系统的的方框图 n开环控制系统的参数：输入量 、输出量 、被控对象 、执行器 、控制器 、控制量 n闭环控制系统：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个由检测装置组成的环节。教学要求(关键词、句梳理)4.3闭环控制系统的干扰与反馈:n干扰因素、反馈方法 n闭

10、环控制系统的核心是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。n闭环控制系统的特点及应用场合、功能模拟法、黑箱方法 教学要求(关键词、句梳理)4.4控制系统的设计与实施:n控制系统设计的一般思路n开环控制系统的设计 n闭环控制系统的设计 三、课时安排与教材处理（如何划分及各节的重难点）4.1控制的手段与应用控制的手段与应用(1课时课时) 控制的手段控制的手段 控制的应用控制的应用4.2控制系统的工作过程与方式控制系统的工作过程与方式(2课时课时) 控制系统控制系统 开环控制系统开环控制系统 闭环控制系统闭环控制系统4.3闭环控制系统的干扰与反馈闭环控制系统的干扰与反馈(3课时课时) 干扰因素干扰因素

11、 反馈反馈 功能模拟方法功能模拟方法 黑箱方法黑箱方法4.4控制系统的设计与实施控制系统的设计与实施(3课时课时) 控制系统设计的一般思路控制系统设计的一般思路 控制系统的设计控制系统的设计与实施案例与实施案例第几课时标题内容重点难点1控制的手段与应用理解控制的含义及其在生产和生活中的应用；产生对后续知识学习的兴趣。体会控制技术应用的广泛性、重要性。2控制系统和开环控制系统对控制系统和开环控制系统的理解、会用方框图描述开环控制系统的工作过程、开环控制系统的技术试验能力培养。开环控制系统的工作过程分析及技术试验能力培养。3闭环控制系统理解闭环控制系统的基本组成；能画出简单的闭环控制系统方框图；理

12、解控制器、执行器的作用；闭环控制过程的分析与理解；闭环控制系统的方框图的画法；开环控制系统与闭环控制系统特点的区别4干扰因素了解实际控制系统中会存在干扰影响控制；让学生能够分析简单控制系统中的干扰，理解克服干扰的基本原则，分析克服干扰的具体方法，并结合开环和闭环控制进行对比；分析克服干扰的具体方法；综合理解开环与闭环的优劣只是相对的，理解干扰不是全有害的。5反馈理解什么是反馈，控制系统中会存在干扰影响控制；让学生能够分析简单控制系统中的反馈，了解检测装置的具体方法，并结合开环和闭环控制进行对比。理解反馈的具体方法；综合理解开环与闭环的优劣只是相对的。6功能模拟方法；黑箱方法让学生了解功能模拟方

13、法和黑箱方法功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用7控制系统设计的一般思路画出控制系统的方框图；能明确被控量、控制量形成初步的控制控制系统设计的方案8闭环控制系统的设计画出闭环控制系统的方框图形成初步的控制控制系统设计的方案9控制系统的设计与实施案例能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施找到合适的材料和工艺制作完成并调试运行成功；培养技术逻辑思维四、教学建议1从学生熟悉的事例人手，讲解控制的含义 在这一部分的教学中首先要从学生熟悉的事例着手，让学生知道控制是处处存在的。接着再介绍什么是控制并能列举身边存在的控制事例。 要用生活、生产、军事、社

14、会、管理等多方面的事例，让学生知道控制技术应用的广泛和深入。让学生得到“离不开控制”、“喜欢控制”、“希望了解控制”的初步体验。教学建议2教师需查阅有关自动控制方面的书籍，重点对开环控制系统和闭环控制系统其及它们之间的异同进行研究和分析。在对核心概念讲解的基础上，让学生进行简单控制系统的分析 (1)手动控制与自动控制 (2)开环控制与闭环控制 (3)控制系统的工作过程(4)控制系统的方块图和主要控制术语 (5)控制中的干扰及克服 教学建议3本单元的教学应该充分挖掘日常生活中运用控制的事例，启发学生从实例出发理解控制系统的工作原理，特别是控制系统的方框图的绘制，应结合学生生活实际选取典型案例进行分析和讲解教学建议4教师除了选择教科书中的试验和设计案例外，还可根据学生对控制系统的理解水平，有针对性地选择其他小试验和设计载体，并指导学生收集资料和实物。力求安排一个以上合适的设计项目，让学生进行简单控制系统的设计，