2014年高中通用技术 4.5控制系统方案的初步设计教案 地质版.doc

第五节控制系统方案的初步设计一、教学内容分析：在前面的学习中学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。结构是设计的基础流程是设计的方法系统是设计的保障控制是设计的关键。本节可以说是这单元的“收口”部分让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键只有这部分内容理解了才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。在控制系统的设计与实施案例中重点要让学生会分析和选择案例并最终会设计。本节课可使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤以电加热器的设计为例实现发热、包层、控制、定时、过热保护等这电加热器大部分的学生都有一定的使用各损坏加热器的经验作起来有一定的实践性。二、教学对象分析：学生对一些产品有一定的使用经验这些经验有成功的也有失败的通过控制系统的分析与设计使学生对一定的实践经验的生活经历上升到一定的理论认识对失败的使用经验能从控制与设计的角度重新的认识。三、教学目标：1.知识与技能：1）了解简单的被控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系统设计的方案。2）能根据开环控制系统的设计方法制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施学会调试运行提出改进方案。2.过程与方法：通过案例式的探讨和实践改良的技术活动提高分析能力培养探究精神。学习权衡的思想。3.情感态度价值观：（1）通过对控制系统的设计与实施的分析体会产品设计中人性化的设计思想。（2)培养认真严谨的态度进而树立“以人为本”的设计理念。（3)通过多种形式的教学活动提高学生学习技术课的兴趣。四、教学重难点：1.教学重点：（1）控制系统设计的一般思路了解简单的被控对象的基本特性确定相关的量会画方框图。（2）能根据开环控制系统的设计方法制作一个控制装置并学会调试运行提出改进方案。2.教学难点：闭环系统的设计。被控量和控制量的确定。3.关键：案例分析与方框图的绘制。五、教学策略：本节书从理论上讲内容较难学生理解起来比较困难为了能有较好的课堂效果设计如下：（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法从而引入课题。（2）教师根据课本中的案例引导学生解决问题提高学习的自主能力。（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例利用媒体教学手段增加课堂气氛帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。抽水马桶水箱不适合农村的学生自动升旗控制的设计难度相对高些但比较实用但要结合学生玩电动车的经验。（4）老师起到引导的作用学生为主体在学生掌握的基础上课堂交给学生。让学生进行设计。设计个改进身边的一些控制系统从而使得学生完成本课堂的内容。六、教学资源准备：以学生动手做与设计方框图为主制作电吹风控制系统的视频课件容纳一些视频和例子说明及方框图的展示。七、教法设计（1）通过教师的引导和实例探究控制系统设计与实施的含义。（2）通过体验活动结合学生生活经验归纳总结控制系统设计与实施的方法。（3）讲解设计的一般思路要有所侧重从众多的因素中选出重点的不必面面俱到。（4）通过实践改造活动让学生感受和领悟创新的设计思想并引导学生思考实现合理的设计与控制还要考虑的因素。八、学法设计引导学生进行“问题式学习”通过尝试——发现探索——研究的过程来掌握本节课的知识在老师的帮助下把生活中的经验逐步与控制系统联系起来通过动手实践、改造亲身体会这种控制实施方法体验成就感！九、教学过程：复习引入：提问设计的一般思路。引出控制也需要设计。第四节控制系统的设计与实施新课教学：1、控制系统设计的一般思路:我们知道在设计的一般过程中首先要发现和明确问题那么在对控制系统进行设计时我们要明确那些问题呢？1）要设计好一个控制系统需要做到：（1）明确这个系统要达到的目的是什么？（2）所要控制的对象是什么？（3）被控对象有哪些重要特征？被控量和控制量分别是什么？被控对象的特征往往难以直接得到通常是通过了解被控对象的输入与输出之间的关系来分析它的基本特性从而确定控制器的运算方式。（4）外界的主要干扰因素有哪些？一个控制系统中可能同时存在若干个干扰因素需要分清主次找出对系统影响最大的干扰因素。（5）选择怎样的设计方案既能达到目的又经济、又易于实现。为达到实现控制的目的应采用易于实现的控制方式降低控制成本、减少对环境的负面影响等。（6）如何选择设备和元件。注意在选择元器件时要优先考虑标准件的使用。在以上问题都确定后：（1）要根据实际设计对控制精度的要求以及条件的可行性来确定是用开环控制系统还是闭环控制系统来实现所要最终达到的目的。（2）画出控制方框流程图。（3）画出必要的设计图纸（控制电路设计或系统结构设计）和实施图纸撰写设计说明书等。2）开环控制系