4.1 了解控制 教学设计高中技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

教学设计

课程基本信息学科通用技术年级高二年级学期秋季课题控制及其设计（第1课时_了解控制）教科书书名：通用技术必修技术与设计2出版社：广东教育出版社出版日期：2021年6月教学对象分析本课的教学对象是高二年级的学生，他们在日常生活中已经接触过很多控制现象，但是没有把这些控制现象上升到理论认识的高度，他们还缺少一定的理论依据，并不了解所看到的控制的控制对象、控制目的、控制类型。因此，教师在这节课要引导学生把对控制的感性认识上升到理性认识的高度，让学生真正理解控制的含义、控制类型，为进一步学习控制的组成长描述、简单控制系统的设计和优化打下坚实基础，初步树立控制系统的意识和思想。教学目标1.技术意识：通过多种控制案例分析，正确理解控制含义，初步形成控制的观念和意识，树立学生的技术意识。2.工程思维：通过日常生活中常见的控制及典型的技术系统案例分析，感知控制和工程现象，理解系统的控制的基本类型。教学内容教学重点：1.从技术应用的角度，正确理解控制的含义。

2.学会区分手动控制和自动控制、开环控制和闭环控制。教学难点：开环控制和闭环控制的区分。教学策略教师从神舟十八号与空间站交会对接视频播放，激发学生的好奇心，引出本课课题。课堂教学中播放了盾构机、电饭锅温控、制导导弹的控制等学生感兴趣的视频，并穿插课堂提问，容易激起学生学习激情，并理论联系实际，从而深入学习理解控制的含义、控制的类型，最后安排了一个写出一些控制现象的类型、反馈环节的课堂练习，进一步对这节课所学内容进行加深巩固。教学过程一、回顾与复习环节。教师通过课件演示，出示第三章系统及其设计的思维导图，对第三章的内容作一概括性的回顾，加深学生对系统、系统分析、系统设计与优化的认识。二、新课引入。学生观看《神舟十八号对接空间站》视频，并引导学生思考：在浩瀚的太空，要让两个“大家伙”在高速飞行的情况下完美地对接在一起，就像是在太空中穿针引线，完成这一壮举的关键就是什么？引导学生认识到精确的控制是关键，引出本课课题，了解和认识控制，有助于发展我们良好的逻辑思维及运用控制方法解决问题的能力。

三、引导学生理解控制的含义。

1、列出我们生活中普遍存在和常见的控制现象，分析归纳出控制的含义：实际上如果我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预。根据自己的目的通过一定的方法使事物向着期望的目标发展就形成了控制。

2、学生观看两个典型控制案例视频：电饭锅温控开关的原理，红外制导导弹飞向目标。引导学生对这两个控制进行分析，加深学生对控制的含义的理解。

四、引导学生理解手动控制、自动控制、智能控制。

1、理解手动控制的含义和特点。如果控制的过程必须在人的直接或间接干预下才能完成控制任务，我们称之为手动控制。特点：是最常用的一种控制方式，结构相对简单，成本也较低。

2、理解自动控制的含义和特点。如果控制过程不需要人的干预，就能达到期望的控制效果，则称为自动控制。特点：不需要人的干预，可以代替人们完成很多工作，从而减轻人们的劳动强度。

3、理解智能控制的含义和特点，并让学生观看一段汽车自动驾驶的视频。

五、引导学生理解开环控制、闭环控制的含义，学会其区分方法。

1、导引学生分析两个典型控制投掷飞标和骑自行车的不同：飞镖离开人的手后，虽然能看到方向出现偏差，但不能改变飞镖的行进方向；骑自行车的时候，我们用眼睛观察自行车的行进方向，如果出现偏差，随时可以调整。引出开环控制和新环控制。

2、理解闭环控制的含义，能将控制的结果反馈回来，与期望值进行比较，并根据他们的误差调整控制作用的控制过程，称为闭环控制。

3、理解开环控制的含义，不能将控制的结果反馈回来影响控制作用的控制过程，称为开环控制。

4、理解反馈环节，将控制结果反馈回来的部分称为反馈环节。

5、引导学生通过识别流程框图，学会区分开环控制和闭环控制。

（1）是否有馈环节，如果没有，就是开环控制。

（2）如果有，再分析是否能根据反馈结果来调整控制过程。

（３）如果不能，就是开环控制，否则，就是闭环控制。

区分的重要一点，是判断是否根据反馈结果来调整控制过程。

六、课堂小结