技術(shù)與設(shè)計(jì)2第四單元2014年6月

1、第四章第四章“控制與設(shè)計(jì)控制與設(shè)計(jì)”教材分教材分析及教學(xué)建議析及教學(xué)建議 單元教材分析及教學(xué)建議步驟n本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容（重難點(diǎn)的理解）n教學(xué)要求（知識(shí)要求與層面）n課時(shí)安排與教材處理（如何劃分及各節(jié)的重難點(diǎn)）n教學(xué)建議（如何備課、如何組織教學(xué)、如何突破重難點(diǎn)、采用何種優(yōu)化課堂教學(xué)形式）n教學(xué)參考資源及輔助手段（提供地址與方法）一、本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容1理解控制的含義及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。2分析典型的案例，了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。3能畫出一個(gè)簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。

2、4能結(jié)合案例找出影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。5了解簡單的被控制對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖并形成初步的控制設(shè)計(jì)方案。6.能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，制作一個(gè)控制裝置；或者能根據(jù)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案實(shí)施或模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。本單元的省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見n第一節(jié) 控制的手段與應(yīng)用基本要求：1.理解控制的含義，明確控制的目的的對(duì)象。2.了解控制的手段，知道人工控制和自動(dòng)控制。3.理解控制在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。n第二節(jié) 控制系統(tǒng)的工作過程與方式基本要求： 1.會(huì)分析典型案例，知道簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。 2.

3、知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，能畫出簡單的閉環(huán)控制的方框圖，并知道其中的控制器和執(zhí)行器的作用。n第三節(jié) 閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋基本要求：1.能結(jié)合案例，找出影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素。2.理解反饋的含義，知道閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用。3.知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。4.了解功能模擬方法和黑箱方法。n第四節(jié) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施基本要求：1.了解簡單的被控對(duì)象的基本特征，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。2.能根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀1理解控制的含義及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。1.1

4、理解控制的含義，明確控制的目的的對(duì)象。1.3理解控制在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀2分析典型的案例，了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。2.1會(huì)分析典型案例，知道簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。2.2知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，1.2了解控制的手段，知道人工控制和自動(dòng)控制。3.3知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀3能畫出一個(gè)簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。2.2 能畫出簡單的閉環(huán)控制的方框圖，并

5、知道其中的控制器和執(zhí)行器的作用。 3.2理解反饋的含義，知道閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀4能結(jié)合案例找出影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。3.1.能結(jié)合案例，找出影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀5了解簡單的被控制對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖并形成初步的控制設(shè)計(jì)方案。4.1.了解簡單的被控對(duì)象的基本特征，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀6.能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方

6、案，制作一個(gè)控制裝置；或者能根據(jù)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案實(shí)施或模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。4.2能根據(jù)開環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見對(duì)照解讀3.4了解功能模擬方法和黑箱方法。本單元的重點(diǎn)分析n控制的含義n開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程n控制系統(tǒng)中的被控對(duì)象、被控量和控制量n干擾與反饋本單元的難點(diǎn)分析n閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過程和方框圖n干擾因素分析n控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 二、教學(xué)要求（知識(shí)要求與層面）學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)果的行為指標(biāo)當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時(shí)，他們能夠：表現(xiàn)水平控制的概念知道什么是控制列舉生活和生產(chǎn)中的控制事例II控制的應(yīng)用知道控制

7、在生活和生產(chǎn)中的重要作用體驗(yàn)生活中控制的運(yùn)用所帶來的高效、方便II控制方式舉例說出人工控制和自動(dòng)控制知道人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別II開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程說出開環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分結(jié)合具體案例，分析并簡述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程II閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過程說出閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分知道被控制量、控制量、給定量、控制對(duì)象、執(zhí)行器、控制器和反饋裝置在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用結(jié)合具體案例，分析并簡述閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程說出閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)并作比較I控制系統(tǒng)的方框圖結(jié)合實(shí)例，用方框圖分別表達(dá)一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)和簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程控制系統(tǒng)的干擾因素結(jié)合實(shí)例，分析控制

8、系統(tǒng)中的干擾因素對(duì)控制系統(tǒng)影響的過程分析并說出一個(gè)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)抗干擾因素的過程 確定設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定控制系統(tǒng)的被控對(duì)象、被控量和控制量選擇并確定一個(gè)實(shí)現(xiàn)控制要求的設(shè)計(jì)方案，畫出方框圖控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，體驗(yàn)?zāi)M實(shí)現(xiàn)控制方案的過程，或者根據(jù)簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，體驗(yàn)?zāi)M實(shí)現(xiàn)控制方案的過程正確調(diào)試系統(tǒng)教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.1控制的手段及應(yīng)用:n控制的三要素：對(duì)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綜合的。n控制的應(yīng)用：控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到了迅速發(fā)展，它涉及到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。 教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.

9、2控制系統(tǒng)的工作過程與方式:n控制系統(tǒng)：任何一種控制的實(shí)現(xiàn)，都要通過若干環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)就構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng)，稱為控制系統(tǒng)。 n開環(huán)控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)的輸出量不對(duì)系統(tǒng)的控制產(chǎn)生任何影響，這種控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。 n控制系統(tǒng)的方框圖：在控制系統(tǒng)中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，用單項(xiàng)信號(hào)來表示系統(tǒng)信號(hào)傳遞的方向，這種圖稱為控制系統(tǒng)的的方框圖 n開環(huán)控制系統(tǒng)的參數(shù)：輸入量 、輸出量 、被控對(duì)象 、執(zhí)行器 、控制器 、控制量 n閉環(huán)控制系統(tǒng)：與開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制系統(tǒng)多了一個(gè)由檢測(cè)裝置組成的環(huán)節(jié)。教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋:n干擾因素、反饋方法 n閉

10、環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。n閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場合、功能模擬法、黑箱方法 教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施:n控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路n開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) n閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 三、課時(shí)安排與教材處理（如何劃分及各節(jié)的重難點(diǎn)）4.1控制的手段與應(yīng)用控制的手段與應(yīng)用(1課時(shí)課時(shí)) 控制的手段控制的手段 控制的應(yīng)用控制的應(yīng)用4.2控制系統(tǒng)的工作過程與方式控制系統(tǒng)的工作過程與方式(2課時(shí)課時(shí)) 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋(3課時(shí)課時(shí)) 干擾因素干擾因素

11、 反饋反饋 功能模擬方法功能模擬方法 黑箱方法黑箱方法4.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施(3課時(shí)課時(shí)) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例與實(shí)施案例第幾課時(shí)標(biāo)題內(nèi)容重點(diǎn)難點(diǎn)1控制的手段與應(yīng)用理解控制的含義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用；產(chǎn)生對(duì)后續(xù)知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。體會(huì)控制技術(shù)應(yīng)用的廣泛性、重要性。2控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)的理解、會(huì)用方框圖描述開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程、開環(huán)控制系統(tǒng)的技術(shù)試驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程分析及技術(shù)試驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)。3閉環(huán)控制系統(tǒng)理解閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成；能畫出簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖；理

12、解控制器、執(zhí)行器的作用；閉環(huán)控制過程的分析與理解；閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖的畫法；開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)特點(diǎn)的區(qū)別4干擾因素了解實(shí)際控制系統(tǒng)中會(huì)存在干擾影響控制；讓學(xué)生能夠分析簡單控制系統(tǒng)中的干擾，理解克服干擾的基本原則，分析克服干擾的具體方法，并結(jié)合開環(huán)和閉環(huán)控制進(jìn)行對(duì)比；分析克服干擾的具體方法；綜合理解開環(huán)與閉環(huán)的優(yōu)劣只是相對(duì)的，理解干擾不是全有害的。5反饋理解什么是反饋，控制系統(tǒng)中會(huì)存在干擾影響控制；讓學(xué)生能夠分析簡單控制系統(tǒng)中的反饋，了解檢測(cè)裝置的具體方法，并結(jié)合開環(huán)和閉環(huán)控制進(jìn)行對(duì)比。理解反饋的具體方法；綜合理解開環(huán)與閉環(huán)的優(yōu)劣只是相對(duì)的。6功能模擬方法；黑箱方法讓學(xué)生了解功能模擬方

13、法和黑箱方法功能模擬方法和黑箱方法在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用7控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路畫出控制系統(tǒng)的方框圖；能明確被控量、控制量形成初步的控制控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案8閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畫出閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖形成初步的控制控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案9控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例能根據(jù)開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置；或根據(jù)簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的方案進(jìn)行模擬實(shí)施找到合適的材料和工藝制作完成并調(diào)試運(yùn)行成功；培養(yǎng)技術(shù)邏輯思維四、教學(xué)建議1從學(xué)生熟悉的事例人手，講解控制的含義 在這一部分的教學(xué)中首先要從學(xué)生熟悉的事例著手，讓學(xué)生知道控制是處處存在的。接著再介紹什么是控制并能列舉身邊存在的控制事例。 要用生活、生產(chǎn)、軍事、社

14、會(huì)、管理等多方面的事例，讓學(xué)生知道控制技術(shù)應(yīng)用的廣泛和深入。讓學(xué)生得到“離不開控制”、“喜歡控制”、“希望了解控制”的初步體驗(yàn)。教學(xué)建議2教師需查閱有關(guān)自動(dòng)控制方面的書籍，重點(diǎn)對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)其及它們之間的異同進(jìn)行研究和分析。在對(duì)核心概念講解的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生進(jìn)行簡單控制系統(tǒng)的分析 (1)手動(dòng)控制與自動(dòng)控制 (2)開環(huán)控制與閉環(huán)控制 (3)控制系統(tǒng)的工作過程(4)控制系統(tǒng)的方塊圖和主要控制術(shù)語 (5)控制中的干擾及克服 教學(xué)建議3本單元的教學(xué)應(yīng)該充分挖掘日常生活中運(yùn)用控制的事例，啟發(fā)學(xué)生從實(shí)例出發(fā)理解控制系統(tǒng)的工作原理，特別是控制系統(tǒng)的方框圖的繪制，應(yīng)結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際選取典型案例進(jìn)行分析和講解教學(xué)建議4教師除了選擇教科書中的試驗(yàn)和設(shè)計(jì)案例外，還可根據(jù)學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的理解水平，有針對(duì)性地選擇其他小試驗(yàn)和設(shè)計(jì)載體，并指導(dǎo)學(xué)生收集資料和實(shí)物。力求安排一個(gè)以上合適的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，讓學(xué)生進(jìn)行簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，