苏教版控制的手段与应用教学设计

这是一份苏教版控制的手段与应用教学设计，共5页。教案主要包含了教学分析，教学目标，教学重难点，教学方法，教学准备，课时安排，教学过程，学习评价等内容，欢迎下载使用。

1、教材分析
本节是苏教版《技术与设计2》第四单元第三节的内容，本节的内容在对控制有所了解的基础上具体阐述闭环控制系统干扰与反馈的关系，这一节是对控制系统的具体应用章节，也是全书的重点、难点，只有通过丰富的案例，学生才能逐渐理解本节的内容。
2、学情分析
学生在前面的学习中，已经知道了什么是开闭环控制系统，对于稍微简单一些的系统控制方框图学生容易忽视，对于难一些的控制系统的方框图，学生又有一定的畏难情绪。本节课内容利用了丰富的技术手段，采用希沃课件，用一个个活动循序渐进让学生理解本节课内容，提高学生的学习兴趣和学习信心。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）了解什么是干扰因素；
（2）知道闭环控制系统中反馈的作用；
（3）能够说出开闭环控制系统的区别。
2、过程与方法
（1）通过生活中的实例找出影响控制系统的干扰因素；
（2）通过分析具体实例画出控制系统的方框图。
3、情感与价值观
（1）通过学习，让同学们了解生活中控制的重要性；
（2）通过小组合作等方式，增强同学之间的团队凝聚力和活力；
（3）通过有趣的案例，让同学们对控制产生好奇心，为更好的学习以后的内容做准备。
三、教学重难点
1、教学重点
（1）能根据实例找出影响控制系统的干扰因素；
（2）根据具体实例画出闭环控制系统的方框图。
2、教学难点
（1）能根据实例分析出闭环控制系统的工作过程。
四、教学方法
1、教法：通过一个个小活动循序渐进，让学生理解并且会应用本节课的内容，综合采用了讲授法、问答法、小组探究法，激发学生的学习热情。
2、学法：本节课教给学生的学法是：“自主探究、小组讨论、合作学习”，培养学生的研究能力和创新能力。
五、教学准备
多媒体教室，希沃课件，眼罩。
六、课时安排
1课时
七、教学过程
1、 情景导入（用小游戏导入）
教师内容：请两位同学到黑板上将人脸的五官补充完整。
教师内容：提出要求：1、两位同学站在讲台下方；2、一位同学睁开眼睛，一位同学闭上眼睛，戴上眼罩；3、两位同学背过身去同时在原地转三圈。
学生内容：分别在人脸上将五官补充完整，并展示自己画得结果。
教师内容：原地转三圈、走过一段路有没有对他们产生影响呢？
学生内容：对他们造成了干扰。
教师内容：大家可以看到，睁开眼睛的同学画的很好，闭上眼睛画的同学五官画得位置偏差较大，根据我们上节课的学习内容，根据控制系统工作的的过程与方式，他们分别属于什么控制系统？
学生内容：睁开眼睛画属于闭环控制系统，闭上眼睛画属于开环控制系统。
教师内容：面对同样的干扰，为什么闭环控制系统能够克服干扰同样画得很好呢？学习了今天的内容，同学们就会理解了。
2、设定教学目标（激发学生的学习兴趣）
教师：今天我们这节课要学习第四单元第三节的内容，《闭环控制系统的干扰与反馈》，这节课的教学目标是：
知道什么是干扰因素，能根据实例找出影响控制系统的干扰因素；
知道闭环控制系统中反馈的作用；
能通过分析具体实例画出控制系统的方框图；
能够说出开闭环控制系统的区别。
每完成一个目标，我们就能给花盆里种一朵花，现在我们开始完成目标吧！
活动学习
活动1：探究睁开眼睛与闭上眼睛给人脸画五官的工作过程
画出两种控制的方框图
学生内容：两位同学在白板上画，其余学生在导学案上画出两种方框图 ，了解其工作过程。
为什么闭上眼睛为人脸补齐五官不容易画对位置？
教师内容：闭上眼睛画是开环控制系统，信号传递方向单一，输入决定输出，为什么还会画错位置呢？
学生内容：因为他在原地转了三圈，走过去一段路造成自身对位置控制的干扰。
教师内容：是的，因为干扰因素的存在，使他画偏离了，干扰因素有没有影响输出量呢？
学生内容：有，它改变了输出量。
教师内容：那么它是输入量么？
学生内容：不是的，输入量是他戴眼罩前看见的给定位置。
教师内容：干扰因素有两个特征：1它不是输入量；2它改变了输出量，那么谁能总结出干扰因素的概念呢？
总结知识点一：干扰因素的概念
在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
教师举出案例
教师内容：人在骑行自行车时，会受到哪些干扰因素的影响呢？同桌之间讨论后回答。
学生内容：风、雪、坡路、泥泞道路。
教师内容：是不是这些干扰都需要克服呢？
学生内容：并不是所有的干扰都要克服，比如，我们顺风行车。
教师总结干扰得特点：
①干扰是普遍存在的；
②有些干扰可以被利用；
③大多数干扰需要克服。
设计理念：通过活动和找出生活中干扰因素的案例让同学们知道什么是干扰因素，并能够通过实例找出影响控制的干扰因素，顺利完成第一个教学目标。
教师内容：当我们遇到需要克服的干扰时，我们该怎么办呢？
教师展示图片：可以消除干扰、减弱干扰，如果都不可行怎么办呢？
学生内容：采用闭环控制系统提高控制系统精度。
教师内容：回答的非常准确，现在我们继续看第三个问题。
面对同样的环境，为什么睁开眼睛可以画好人脸？
教师内容：提出问题，为什么睁开眼睛可以画好？
学生内容：睁开眼睛是闭环控制系统，控制精度高，控制有回路。
教师内容：非常正确，大家看这个控制方框图，眼睛可以不断去调整你画的实际位的偏差，让偏差保持在很小的范围内，我们把这样一个工作过程就称为反馈。
教师内容：在方框图中，演示闭环控制系统的反馈是怎样工作的。
总结知识点二：反馈的概念
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程就是反馈。
总结知识点三：闭环控制系统的核心
是通过反馈来减少被控量（输出量）的偏差。所以一个闭环控制系统，能够克服外界干扰，使被控量控制在给定值附近。
设计理念：通过教师的提问，演示闭环控制系统的工作过程，使同学们理解什么是反馈，完成第2个教学目标。
活动2：根据教师讲解及观看动画写出模拟水箱水位自动控制系统的方框图
教师内容：说明模拟水箱的组成部分，通过动画演示其工作过程。
学生内容：同桌之间讨论画出其控制系统工作的方框图。
教师内容：通过希沃授课助手把学生答案上传至白板共享讲解。
设计理念：通过动画演示出模拟水箱的工作过程，使学生理解其工作过程并画出其工作过程的方框图，通过希沃授课助手讲解的方式提高授课效率。
活动3：风力发电机跟踪风向控制系统（学生分组回答，4人为一组）
风力发电机运行时，风轮对准风向才能获得最大风能。下图是风力发电机跟踪风向的控制系统示意图，风向测定装置将检测到的“风向信号和风轮实际朝向”与“设定风轮对准风向”进行比较，并将比较结果送给迎风控制装置。迎风控制装置根据比较结果控制偏航电机运转，调整风轮角度，使风轮始终对准风向。
（1）该控制系统属于什么控制系统
学生内容：学生经过研究讨论，说出闭环控制系统。
（2）该控制系统的方框图是怎样的
学生内容：讨论2分钟后，教师通过班级优化大师随机抽取一组同学在白板上书写，其余同学在导学案上书写。
（3）风向测定装置将检测到的“风向信号和风轮实际朝向”与“设定风轮对准风向”进行比较的过程称为_________。
设计理念：本题有3问，第2问稍难，通过小组合作提高学生的团队协作能力和集体凝聚力。通过本题，学生可以根据具体实例画出闭环控制系统的方框图，完成第3个教学目标。
活动4：闭环控制系统与开环控制系统的比较
教师内容：通过集体提问的方式，讲授开闭环控制系统的区别。
教师内容：通过班级授课大师寻找2位同学做游戏，以下属于闭环控制系统特点的是哪一项。
学生内容：两位同学通过小游戏pk。
总结知识点4：开闭环控制系统的区别
设计理念：通过游戏，学生了解并掌握了开闭环控制系统的区别，提高了学生的学习热情，完成第4个教学目标。
4、课堂总结
（1）什么是干扰因素
（2）反馈的定义
（3）闭环控制系统的核心
（4）开闭环控制系统的比较
八、学习评价
本节课的教学评价以教学目标为基础，用活动促进教学目标的完成，大大提高了学生对本节课的兴趣，学生在课堂中表现积极。这一节内容不仅是本章的难点，更是全书的难点，采用希沃课件，用游戏的方式解决了本节课的重难点，课堂授课效率较高。这节课学生不仅理解了概念，也能够将其运用到具体的实例当中去，效果比较好。
控制系统
开环控制系统
闭环控制系统
能否自动调节补偿
否
能
控制精度
低
高
结构
简单
复杂
适用
精度要求低，系统本身稳定
精度要求高，可靠性要求高