控制技術(shù)概述

1、控制技術(shù)概述教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者韓業(yè)亮所在學(xué)校棗莊東方國際學(xué)校授課年級九年級手 機(jī)郵 箱教材版本青島出版社九年級信息技術(shù)上冊【教材分析】控制技術(shù)概述是青島出版社九年級（上冊）中第2單元的第1課的內(nèi)容，本課主要是讓學(xué)生了解生活中的控制技術(shù)，發(fā)現(xiàn)生活中的控制技術(shù)，運(yùn)用控制技術(shù)為學(xué)習(xí)、生活服務(wù)。同時(shí)也要求學(xué)生掌握控制技術(shù)的基本原理，為后面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！緦W(xué)情分析】學(xué)生在生活中經(jīng)常遇到控制技術(shù)應(yīng)用的實(shí)例，但對其基本原理還了解很少，對控制技術(shù)的認(rèn)識還不夠。希望通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對控制技術(shù)有一個(gè)全面的了解?！窘虒W(xué)目標(biāo)】（1）了解控制技術(shù)的概念和分類；（2）了解控制技術(shù)的作用及重要性；（3）能夠區(qū)分程序控

2、制和反饋控制；（4）感受控制技術(shù)的價(jià)值；（5）培養(yǎng)主動(dòng)利用控制技術(shù)的意識。教學(xué)重點(diǎn)：控制技術(shù)的地位和作用。教學(xué)難點(diǎn)：控制技術(shù)的基本原理?！窘虒W(xué)與學(xué)法】主要通過自學(xué)探究法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，讓學(xué)生在自主探究的基礎(chǔ)上結(jié)合小組協(xié)作學(xué)習(xí)，來突破重、難知識點(diǎn)。【教學(xué)環(huán)境和媒體設(shè)計(jì)】多媒體網(wǎng)絡(luò)教室、視頻索材【教學(xué)過程】一、創(chuàng)設(shè)情境 激發(fā)興趣（3分鐘）播放遙控飛機(jī)的視頻：你知道遙控飛機(jī)是如何按照我們的要求進(jìn)行飛行的嗎？它是怎么被控制的嗎？今天我們就來學(xué)習(xí)控制技術(shù)概述。（設(shè)計(jì)意圖：從學(xué)生喜歡玩的、想玩的遙控飛機(jī)引入，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，從而很好地引入本課課題。）二、啟發(fā)探究 學(xué)習(xí)新知（22分鐘）（一）控制與控制技

3、術(shù)（7分鐘）控制技術(shù)的應(yīng)用在我們的生活中非常普遍，極大的給我們的生活帶來了便利。例如恒溫箱的使用： 恒溫箱是一個(gè)簡單的控制系統(tǒng)，構(gòu)成這一系統(tǒng)的基本部件是：電源、開關(guān)、加熱電阻絲、箱體和執(zhí)行動(dòng)作的人。在這個(gè)控制系統(tǒng)中，目標(biāo)是保持恒溫箱內(nèi)的溫度不變，受控對象是箱內(nèi)溫度，控制方式是接通或斷開電源開關(guān)。恒溫箱的人工調(diào)節(jié)過程圖如下：人腦判斷手動(dòng)調(diào)壓器恒溫箱眼睛觀測溫度計(jì)設(shè)定溫度恒溫箱溫度散熱如果我們采用自動(dòng)控制技術(shù)來代替人的勞動(dòng)，就成為自動(dòng)恒溫系統(tǒng)。（設(shè)計(jì)意圖：通過展示恒溫箱人工調(diào)節(jié)過程圖，加深了讓學(xué)生對恒溫箱的工作原理的理解；同時(shí)為引入控制技術(shù)打下了基礎(chǔ)。）通過對恒溫箱的了解，你知道什么是控制？什么是

4、控制技術(shù)嗎？學(xué)生自主探究、小組合作交流完成任務(wù)推選代表回答問題控制的英文名為Control，根據(jù)英文辭典的解釋，控制的意思有支配、管束、管制、管理等?？刂萍夹g(shù)是效應(yīng)器官功能的延長?？刂萍夹g(shù)的作用是根據(jù)輸入的指令（決策信息）對外部事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)施干預(yù)，即信息施效。（設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生先自主探究，然后小組合作交流，從而更好地完成了任務(wù)，鍛煉了學(xué)生學(xué)習(xí)能力及解決實(shí)際問題的能力。）【加油站】恒溫箱的自動(dòng)調(diào)節(jié)流程圖散熱比較電路放大器電機(jī)調(diào)壓器恒溫箱熱電偶設(shè)定電位（設(shè)計(jì)意圖：通過展示恒溫箱的自動(dòng)調(diào)節(jié)流程圖，加深了讓學(xué)生對控制技術(shù)的理解。）【想一想】普通的電燈的亮度是不會變化的，而亮度可調(diào)燈通過旋轉(zhuǎn)燈座上的

5、旋鈕，就可以改變燈的亮度。通過你所學(xué)過的物理知識及控制的思想，思考一下它的工作原理。學(xué)生自主探究、小組合作交流完成任務(wù)推選代表回答問題通過調(diào)節(jié)旋鈕，改變連入電路的電阻，改變電路中的電流，從而改變燈泡的亮度。（設(shè)計(jì)意圖：本問題很好的把物理與信息技術(shù)結(jié)合在了一起；同時(shí)鍛煉了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。）（二）控制的分類（15分鐘）1按控制系統(tǒng)的構(gòu)成分類如果按控制系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行分類，可將控制分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩大類。目標(biāo)值控制器控制對象實(shí)際值開環(huán)控制方框圖目標(biāo)值控制器控制對象實(shí)際值閉環(huán)控制方框圖 【加油站】隨著控制過程的進(jìn)展，信號從左向右移動(dòng)。在開環(huán)控制中不存在人右到左的逆向流動(dòng)信號，隨

6、著時(shí)間的推移，信號只能賂右方流動(dòng)。但在閉環(huán)控制中，還存在信號從右到左的反向流動(dòng)的情況，從而形成閉合回路。環(huán)路開啟（即控制系統(tǒng)中沒有環(huán)路）的控制，稱為開環(huán)控制；環(huán)路閉合（即控制系統(tǒng)中有環(huán)路）的控制，稱為閉環(huán)控制。（設(shè)計(jì)意圖：通過開環(huán)控制方框圖、閉環(huán)控制方框圖及“加油站”，讓學(xué)生全面、詳細(xì)的了解了開環(huán)控制及閉環(huán)控制。）【想一想】你能舉出生活中開環(huán)控制及閉環(huán)控制的例子嗎？學(xué)生自主探究、小組合作交流完成任務(wù)推選代表回答問題開環(huán)控制：1、打開燈的開關(guān)按下開關(guān)后的一瞬間，控制活動(dòng)已經(jīng)結(jié)束，燈是否亮起以對按開關(guān)的這個(gè)活動(dòng)沒有影響。2、投籃籃球出手后就無法再繼續(xù)對其控制，無論球進(jìn)與否，球出手的一瞬間控制活動(dòng)即

7、結(jié)束。閉環(huán)控制：1、調(diào)節(jié)水龍頭首先在頭腦中對水流有一個(gè)期望的流量，水龍頭打開后由眼睛觀察現(xiàn)有的流量大小與期望值進(jìn)行比較，并不斷的用手進(jìn)行調(diào)節(jié)形成一個(gè)反饋閉環(huán)控制。2、騎自行車在行進(jìn)的過程中，人通過不斷的修正自行車行進(jìn)的方向與速度形成閉環(huán)控制。（設(shè)計(jì)意圖：通過生活中的例子，加深了學(xué)生對開環(huán)控制及閉環(huán)控制的理解；通過生活中的實(shí)際問題，也讓學(xué)生更加深入） 2按控制對象的種類分類如果按控制對象的種類進(jìn)行分類，可將控制分為程序控制和反饋控制兩大類。 （1）程序控制很多賓館或商場為了方便顧客出入都安裝了自動(dòng)門，當(dāng)人走近門時(shí)，門會自動(dòng)打開，人通過后不久，門以會自動(dòng)關(guān)閉。否否是是是開始人是否已走過門打開門門附

8、近是否已沒有人人通過后是否已經(jīng)過了X秒關(guān)閉門否自動(dòng)門流程圖自動(dòng)門【想一想】程序控制是應(yīng)該用開環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)，還是閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)？學(xué)生自主探究、小組合作交流完成任務(wù)推選代表回答問題程序控制是應(yīng)該用閉環(huán)控制來實(shí)現(xiàn)（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識分析實(shí)際問題的能力。）【加油站】讓一個(gè)事件按照自己的意愿進(jìn)行下去的過程就是一種流程控制，稱為程序控制。程序控制包括順序控制、條件控制和時(shí)間控制。（2）反饋控制視頻欣賞：獵豹追趕羚羊【想一想】在整個(gè)追蹤過程中，獵豹借助眼睛不斷地獲得反饋信息（即羚羊的位置、速度和方向變化），據(jù)此及時(shí)調(diào)整自己的動(dòng)作，直到抓住目標(biāo)。整個(gè)過程就是一個(gè)反饋控制的過程。你能說出什么是反饋控

9、制嗎？學(xué)生自主探究、小組合作交流完成任務(wù)推選代表回答問題反饋控制：是利用反饋的原理來進(jìn)行管理控制的一種控制方式。所謂反饋原理，就是根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進(jìn)行控制，即通過比較系統(tǒng)行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既包含由輸入到輸出的信號前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路，兩者組成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。（設(shè)計(jì)意圖：通過獵豹追趕羚羊的案例，一點(diǎn)點(diǎn)的引入反饋控制的概念，有助于學(xué)生對新知識的理解；同時(shí)視頻的播放也讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中得到了放松。）（3）反饋控制的普遍應(yīng)用我們?nèi)梭w本身就是一個(gè)具有高速復(fù)雜控制能力的反饋

10、控制系統(tǒng)。在正常狀態(tài)下，無論春夏秋冬，環(huán)境如何變化，人體都能保持體溫、血壓、血糖濃度、呼吸和心跳率基本恒定。人體是如何實(shí)現(xiàn)這種自我調(diào)節(jié)的呢？關(guān)鍵還是反饋控制的功勞?！鞠胍幌搿糠答伩刂茟?yīng)用的領(lǐng)域很廣泛，對于人們的各種社會實(shí)踐活動(dòng)也具有十分重要的意義。請舉出幾個(gè)反饋控制的生活實(shí)例。學(xué)生自主探究、小組合作交流完成任務(wù)推選代表回答問題1、自動(dòng)調(diào)溫空調(diào)，當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，空調(diào)制冷系統(tǒng)自動(dòng)開啟，調(diào)定室溫到設(shè)定值。2、我們在家里使用洗衣機(jī)時(shí)會設(shè)置一個(gè)注水量，啟動(dòng)機(jī)器后，水開始注入機(jī)桶，在未達(dá)到注水量前，機(jī)器會產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)水位上升，然而水位上升至設(shè)置量后，反饋調(diào)節(jié)便開始了，洗衣機(jī)停止注水工作。 3、開

11、車時(shí)，司機(jī)會根據(jù)道路的情況，隨時(shí)調(diào)整車的速度和方向，遇到緊急情況會立即剎車。 （設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生先自主探究，然后小組合作交流，從而更好地完成了任務(wù)，同時(shí)也鍛煉了學(xué)生學(xué)習(xí)能力及解決實(shí)際問題的能力。）三、鞏固知識 應(yīng)用提高（10分鐘）1、根據(jù)自動(dòng)門的流程圖思考：當(dāng)有人一直站在門口時(shí)，自動(dòng)門會怎樣動(dòng)作？為什么？2、你能否用控制的思想來管理你的學(xué)習(xí)？請寫出你的做法。3、作為學(xué)校的主人，你能否運(yùn)用控制技術(shù)的理念，給學(xué)校的管理及建設(shè)中提出更加科學(xué)、合理、實(shí)用的建議呢？學(xué)生創(chuàng)作：梳理知識，自主創(chuàng)作。（設(shè)計(jì)意圖：“鞏固知識 應(yīng)用提高”讓學(xué)生知道知識來源于生活，同時(shí)也讓學(xué)生知道運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，更好地為

12、生活服務(wù)，也就是讓學(xué)生利用所學(xué)知識解決生活、學(xué)習(xí)中的實(shí)際問題。）四、成果展示 交流評價(jià)（3分鐘）學(xué)生展示：展現(xiàn)個(gè)人成果（通過小組內(nèi)推薦，展現(xiàn)幾組學(xué)生作品）學(xué)生評價(jià)：生生互評（評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：科學(xué)、合理、有創(chuàng)新）（設(shè)計(jì)意圖：通過學(xué)生成果的展示，反饋學(xué)生本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握情況；學(xué)生作品的評價(jià)，讓學(xué)生學(xué)會欣賞與分析，也有助于學(xué)生表達(dá)能力的培養(yǎng)。）五、知識梳理 總結(jié)歸納（2分鐘）讓學(xué)生談一談本節(jié)課的收獲與心得體會。對學(xué)生的回答進(jìn)行歸納總結(jié)，并進(jìn)行必要的補(bǔ)充。一、控制與控制技術(shù)控制的英文名為Control，根據(jù)英文辭典的解釋，控制的意思有支配、管束、管制、管理等?？刂萍夹g(shù)是效應(yīng)器官功能的延長?？刂萍夹g(shù)的作用是根據(jù)輸入的指令（決策信息）對外部事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)施干預(yù)，即信息施效。二、控制的分類 開環(huán)控制按控制系統(tǒng)的構(gòu)成分類 閉環(huán)控制目標(biāo)值控制器控制對象實(shí)際值開環(huán)控制方框圖目標(biāo)值控制器控制對象實(shí)際值閉環(huán)控制方框圖 程序控制按控制對象的種類分類 反饋控制環(huán)路開啟（即控制系統(tǒng)中沒有環(huán)路）的控制，稱為開環(huán)控制。環(huán)路閉合（即控制系統(tǒng)中有環(huán)路）的控制，稱為閉環(huán)控制。讓一個(gè)事件按照自己的意愿進(jìn)行下去的過程就是一種流程控制，稱為程序控制。利用反饋的原理來進(jìn)行管理控制的控制方式稱為反饋控制。【板書設(shè)計(jì)】控制技術(shù)概述控制與控制技術(shù) 開環(huán)控制按控制系統(tǒng)的構(gòu)成分類 閉環(huán)控制控制的分類 程序控制