高中通用技術(shù)-第四節(jié) 控制中的干擾教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

控制中的干擾教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)的內(nèi)容是學(xué)習(xí)了什么是控制，以及控制系統(tǒng)的組成和描述之后的內(nèi)容。在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，再去理解控制中的干擾和克服干擾的基本方法。本節(jié)目的是通過(guò)干擾對(duì)控制系統(tǒng)的影響，了解一個(gè)實(shí)際控制系統(tǒng)的工作情況以及如何去克服干擾。同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)在進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮的其他因素還很多。二、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能:1、能結(jié)合案例找出影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。2、熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用及工作過(guò)程。3、了解干擾性質(zhì)的簡(jiǎn)單的分類。4、理解克服干擾的基本原則和方法。過(guò)程與方法：1、通過(guò)實(shí)踐動(dòng)手活動(dòng)學(xué)生體驗(yàn)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中的干擾；

2、激發(fā)出學(xué)生對(duì)于克服控制中的干擾的創(chuàng)新思維；3、引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與討論和分析。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：1、通過(guò)對(duì)干擾實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)和觀察，獲得對(duì)干擾的感性認(rèn)識(shí)；

2、學(xué)生能在體驗(yàn)干擾的基礎(chǔ)上，能進(jìn)一步討論控制中的干擾并在交流的過(guò)程中形成對(duì)干擾的探究欲望；

3、形成正確的對(duì)系統(tǒng)中干擾的認(rèn)識(shí)，并建立穩(wěn)定的控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)態(tài)度，合作中培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)互助精神。4、通過(guò)對(duì)存在干擾的閉環(huán)控制系統(tǒng)的探究，形成勇于探索敢于創(chuàng)造優(yōu)良品質(zhì)。三、學(xué)生分析高二年級(jí)的學(xué)生有了一定的物理知識(shí)基礎(chǔ)，對(duì)干擾一詞并不陌生，能感知干擾的存在，但是沒有針對(duì)控制系統(tǒng)中的干擾作具體的分析。部分學(xué)生能夠作獨(dú)立的深層次的思考，相當(dāng)一部分的學(xué)生可能會(huì)只愿意停留在教師給定的實(shí)例上，這樣這部分學(xué)生也就難以形成技術(shù)素養(yǎng)，在學(xué)習(xí)了控制的相關(guān)概念后，學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的知識(shí)有了一定的了解，也具備了一定的分析能力，但是由于對(duì)于控制理論還不具備專業(yè)知識(shí)，在教師的引導(dǎo)下可以對(duì)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，但不能有意識(shí)的進(jìn)行不同控制系統(tǒng)之間的綜合對(duì)比。四、教法設(shè)計(jì)加強(qiáng)小組合作，教師適時(shí)引導(dǎo)啟發(fā)，本課通過(guò)“案例分析法”，采用啟發(fā)式、講述式、分析、試驗(yàn)法等多種教學(xué)方式，設(shè)計(jì)了動(dòng)手實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生親自體驗(yàn)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程。，努力提高教學(xué)的生動(dòng)性和邏輯性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠自己建構(gòu)出本課的知識(shí)點(diǎn)五、學(xué)法設(shè)計(jì)案例學(xué)習(xí)，小組討論合作探究、實(shí)踐體驗(yàn)，自主思考等學(xué)習(xí)方法。六、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：1、了解實(shí)際控制系統(tǒng)中會(huì)存在干擾影響控制；

2、讓學(xué)生能夠分析簡(jiǎn)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。

難點(diǎn)：1、分析克服干擾的具體方法；

2、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。3、認(rèn)識(shí)到在進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的其他因素還很多。七、教學(xué)資源準(zhǔn)備

相關(guān)圖片資料、PPT，實(shí)踐活動(dòng)器材，多媒體教室八、教學(xué)過(guò)程【新課導(dǎo)入】教師：干擾這個(gè)詞對(duì)我們來(lái)說(shuō)并不陌生，但什么控制中的干擾這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的問(wèn)題：用幻燈片展示展示材料（無(wú)人機(jī)不飛行檢閱的原因是易受電磁波的干擾）（2）想一想日常生活中的兩個(gè)問(wèn)題：A在送乘飛機(jī)出行時(shí)，為什么不能說(shuō)祝你一路順風(fēng)?B每天上學(xué)騎自行車的感受？乘車的感受等？教師：講解，引導(dǎo)，總結(jié)學(xué)生：閱讀、思考回答設(shè)計(jì)意圖：導(dǎo)入所學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考【內(nèi)容學(xué)習(xí)】（一）干擾因素課件展示：（圖片文字）日常生活中干擾是時(shí)常存在的：舉例：a電視機(jī)出現(xiàn)畫面紊亂的現(xiàn)象往往是由于受到外界磁場(chǎng)干擾。如各種電器設(shè)備對(duì)電視機(jī)的干擾.b人在逆風(fēng)中騎自行車，逆風(fēng)對(duì)自行車的速度構(gòu)成干擾，要保持車速不變，人就需要用力蹬車，以克服這一干擾；c在飛機(jī)飛行過(guò)程中，手機(jī)信號(hào)對(duì)導(dǎo)航信號(hào)構(gòu)成干擾，直接影響飛行安全，所以乘客必須關(guān)閉手機(jī)。學(xué)生：觀看、思考。設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生理解干擾時(shí)常存在的，幫助學(xué)生理解干擾因素的概念。1.什么是干擾因素結(jié)合以上例子理解干擾因素的概念：在控制系統(tǒng)中，除輸入量（給定值）以外引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。有的干擾因素是由于環(huán)境造成的，如影響自行車行駛速度的變化的自然風(fēng)等；有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機(jī)導(dǎo)航信號(hào)的手機(jī)信號(hào)等。馬上行動(dòng)在電冰箱的溫度控制系統(tǒng)中，下列情況是否屬于影響其溫度控制的干擾因素？（1）開電冰箱門；(是，外面熱氣進(jìn)入冰箱將會(huì)引起箱內(nèi)溫度變化，屬于干擾因素)（2）電冰箱所在房間的溫度從20℃變到32℃；（是）（3）把熱菜或熱飯放入電冰箱中；（是）（4）在電冰箱外放一盆冷水。（不是，會(huì)引起環(huán)境溫度的變化，但這種變化一般有利于冰箱實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，不屬于干擾因素）學(xué)生：集體思考回答小組討論舉出一些由于干擾的存在，使控制系統(tǒng)受到影響的例子學(xué)生：小組討論設(shè)計(jì)意圖：積極的發(fā)散思維，部分學(xué)生的知識(shí)面可以對(duì)其他學(xué)生的知識(shí)提升起到拓展的作用

教師：給出結(jié)論1：干擾因素可能一個(gè)，也可能若干個(gè)。舉例戰(zhàn)士雨中射擊馬上行動(dòng)下列控制系統(tǒng)中，可能存在哪些干擾因素？控制系統(tǒng):自動(dòng)扶梯的升降控制系統(tǒng),利用滑輪組提升重物的控制裝置,蔬菜大棚的溫度控制學(xué)生：思考回答教師：總結(jié)答案設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生分析控制系統(tǒng)中的干擾因素，并發(fā)現(xiàn)不止一個(gè)。教師：通過(guò)以上的學(xué)習(xí)我們發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)中的干擾會(huì)使控制系統(tǒng)行為朝著不利的方向發(fā)展所以我們應(yīng)該克服干擾。2、克服干擾控制系統(tǒng)在工作過(guò)程中需要克服干擾，使被控量穩(wěn)定。課件展示：舉例:空調(diào)器溫度控制系統(tǒng)。問(wèn)題：干擾因素是否一無(wú)是處？干擾因素要克服，但有時(shí)還可利用.教師：舉例注意：對(duì)干擾的利用，是指有意對(duì)控制系統(tǒng)施加干擾，使控制系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到控制的目標(biāo)，而不是控制系統(tǒng)本身需要干擾。例如：打狂犬疫苗、軍事演習(xí)中對(duì)敵方信息指揮系統(tǒng)進(jìn)行電磁波干擾（二）克服干擾的基本方法課堂回顧：閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將輸出量通過(guò)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程，就是反饋。利用反饋來(lái)分析和處理被控對(duì)象，通過(guò)系統(tǒng)的輸出來(lái)調(diào)整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預(yù)期的目標(biāo)運(yùn)行的方法，稱為反饋方法。馬上行動(dòng)分析花房恒溫控制系統(tǒng)和射擊的輸入量、反饋、輸出量分別是什么學(xué)生：回答教師：以上兩個(gè)實(shí)例就是用反饋方法工作的控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生馬上體會(huì)反饋方法的應(yīng)用教師：講解分析有干擾存在時(shí)閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程案例分析1供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)（示意圖、結(jié)構(gòu)方框圖）問(wèn)題：在這一控制系統(tǒng)中，影響水位控制的干擾因素主要有哪些？學(xué)生：回答教師：講解這一閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾的工作過(guò)程設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生會(huì)分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾，初步理解閉環(huán)控制系統(tǒng)是如何克服干擾的。案例分析2加熱爐的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)思考：在加熱爐的溫度控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)是如何克服干擾使?fàn)t溫穩(wěn)定在給定范圍內(nèi)的?學(xué)生回答教師總結(jié)設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)例，使學(xué)生理解閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾的工作過(guò)程，為得出使用閉環(huán)控制系統(tǒng)是克服干擾的方法做鋪墊。得出結(jié)論2：閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的比較（主要從抗干擾的角度)教師總結(jié)：克服干擾的基本方法對(duì)于可以避免的干擾：A、消除干擾B、減弱干擾對(duì)于不可避免的干擾：C、提高控制系統(tǒng)性能采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。（三）動(dòng)手實(shí)踐：磁控?zé)魧?shí)踐目標(biāo)1.熟悉開環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程2.結(jié)合實(shí)例，找出影響控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素。活動(dòng)目的：搭建一個(gè)磁控?zé)裟Ｐ?，分析影響磁控?zé)艄ぷ鬟^(guò)程的主要因素?；顒?dòng)步驟：第一步：明確本次活動(dòng)的目的和任務(wù)。第二步：根據(jù)原理圖，與同伴一起動(dòng)手搭建磁控?zé)裟Ｐ?。第三步：閉合開關(guān)，觀察磁控?zé)舻倪\(yùn)行效果。第四步：把一塊磁鐵靠近干簧開關(guān)后，再觀察磁控?zé)舻倪\(yùn)行效果。附：原理圖、實(shí)物圖問(wèn)題思考：1、該控制系統(tǒng)的基本組成與工作過(guò)程。2、影響該控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素有哪些？學(xué)生：動(dòng)手實(shí)踐并思考回答問(wèn)題，以小組為代表到講臺(tái)前展示并回答老師的問(wèn)題。教師：評(píng)價(jià)并總結(jié)設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生動(dòng)手完成一個(gè)控制系統(tǒng)并親身體驗(yàn)控制系統(tǒng)的控制過(guò)程，讓學(xué)生能夠分析簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中的干擾，認(rèn)識(shí)到在進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的其他因素還很多。（三）課堂小結(jié)：1、干擾因素的概念2、克服干擾的基本方法3、閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別是反饋環(huán)節(jié)的存在，并對(duì)控制的結(jié)果不斷修正，因此能夠克服干擾。(四)課后練習(xí):某花農(nóng)正在籌建一個(gè)小型花房，花房的溫度冬季一般控制在18℃左右，夏季一般控制在25℃左右。請(qǐng)畫出花房的溫度控制系統(tǒng)的方框圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明它的工作過(guò)程。（有干擾存在）九、教學(xué)反思在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候注重從學(xué)生熟悉的生活實(shí)例入手，運(yùn)用案例分析方法，由淺入深，循序漸進(jìn)的展開干擾因素的學(xué)習(xí)、反饋方法的運(yùn)用、閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾的工作過(guò)程。讓學(xué)生掌握控制中的干擾所涉及的問(wèn)題。在學(xué)生學(xué)習(xí)了開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和描述基礎(chǔ)上，從干擾因素開始利用反饋原理解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠克服干擾的工作過(guò)程。這節(jié)課的備課過(guò)程中，既要考慮到能夠真正貫徹課程標(biāo)準(zhǔn)的精神，還要考慮到課堂氣氛的提升，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)。這節(jié)課中設(shè)計(jì)的討論與分析、動(dòng)手實(shí)踐等環(huán)節(jié)課堂氣氛比較好，學(xué)生能利用小組合作的優(yōu)勢(shì)，發(fā)散思維，學(xué)生給出了很多教師想不到的答案。在實(shí)例的選擇上也是經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的思考，因?yàn)檎n標(biāo)要求是簡(jiǎn)單的控制，我在選擇的時(shí)候結(jié)合了高中生已有的物理知識(shí)設(shè)計(jì)了“磁控?zé)簟边@一動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生參與度高，很容易實(shí)現(xiàn)我們的活動(dòng)目標(biāo)。通過(guò)干擾因素的分析和反饋環(huán)節(jié)的理解，在對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)或簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作。讓學(xué)生在動(dòng)手做的活動(dòng)中，體會(huì)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，并能分析出控制系統(tǒng)的干擾因素，以及它是如何實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求和控制目的的，以加深學(xué)生對(duì)控制與設(shè)計(jì)知識(shí)的應(yīng)用的理解。同時(shí)激發(fā)學(xué)生對(duì)舉出生產(chǎn)生活中的案例，作出一定的分析和比較，組織討論和分析活動(dòng)，使教學(xué)更加活躍。學(xué)情分析高二年級(jí)的學(xué)生有了一定的物理知識(shí)基礎(chǔ)，生活經(jīng)歷也積累到了一定的程度，對(duì)干擾一詞并不陌生，能感知干擾的存在，但是沒有針對(duì)控制系統(tǒng)中的干擾作具體的分析。部分學(xué)生能夠作獨(dú)立的深層次的思考，相當(dāng)一部分的學(xué)生可能會(huì)只愿意停留在教師給定的實(shí)例上，這樣這部分學(xué)生也就難以形成技術(shù)素養(yǎng)，在學(xué)習(xí)了控制的相關(guān)概念后，學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的知識(shí)有了一定的了解，也具備了一定的分析能力，但是由于對(duì)于控制理論還不具備專業(yè)知識(shí)，在教師的引導(dǎo)下可以對(duì)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，但不能有意識(shí)的進(jìn)行不同控制系統(tǒng)之間的綜合對(duì)比。效果分析導(dǎo)入新課環(huán)節(jié)通過(guò)學(xué)生感興趣的的材料的閱讀，激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生立即進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。整節(jié)課學(xué)生的注意力都很高。討論與分析、動(dòng)手實(shí)踐等環(huán)節(jié)課堂氣氛比較好，學(xué)生能利用小組合作的優(yōu)勢(shì)，發(fā)散思維，學(xué)生給出了很多教師想不到的答案。在案例的選擇上也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生都能積極思考并敢于表達(dá)自己的思考結(jié)果。動(dòng)手實(shí)踐階段結(jié)合了高中生已有的物理知識(shí)設(shè)計(jì)了“磁控?zé)簟边@一實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生參與度很高，而且都能實(shí)現(xiàn)活動(dòng)的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。教材分析本節(jié)的內(nèi)容是控制與設(shè)計(jì)2第四章控制與設(shè)計(jì)的最后一節(jié)，是學(xué)習(xí)了什么是控制，以及控制系統(tǒng)的組成和描述之后的內(nèi)容。在以上內(nèi)容的基礎(chǔ)之上，再去理解控制中的干擾和克服干擾的基本方法。本節(jié)目的是通過(guò)干擾對(duì)控制系統(tǒng)的影響，了解一個(gè)實(shí)際控制系統(tǒng)的工作情況以及如何去克服干擾。同時(shí)也引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)在進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，需要考慮的其他因素還很多。評(píng)測(cè)練習(xí)某花農(nóng)正在籌建一個(gè)小型花房，花房的溫度冬季一般控制在18℃左右，夏季一般控制在25℃左右。請(qǐng)畫出花房的溫度控制系統(tǒng)的方框圖，簡(jiǎn)要說(shuō)明它的工作過(guò)程。（有干擾存在）試描述供水水箱的水位自動(dòng)控制系統(tǒng)的克服干擾的過(guò)程。3、舉出一些你身邊控制系統(tǒng)克服干擾的例子。課后反思在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候注重從學(xué)生熟悉的生活實(shí)例入手，運(yùn)用案例分析方法，由淺入深，循序漸進(jìn)的展開干擾因素的學(xué)習(xí)、反饋方法的運(yùn)用、閉環(huán)控制系統(tǒng)克服干擾的工作過(guò)程。讓學(xué)生掌握控制中的干擾所涉及的問(wèn)題。在學(xué)生學(xué)習(xí)了開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和描述基礎(chǔ)上，從干擾因素開始利用反饋原理解釋閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠克服干擾的工作過(guò)程。這節(jié)課的備課過(guò)程中，既要考慮到能夠真正貫徹課程標(biāo)準(zhǔn)的精神，還要考慮到課堂氣氛的提升，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)。這節(jié)課中設(shè)計(jì)的討論與分析、動(dòng)手實(shí)踐等環(huán)節(jié)課堂氣氛比較好，學(xué)生能利用小組合作的優(yōu)勢(shì)，發(fā)散思維，學(xué)生給出了很多教師想不到的答案。在實(shí)例的選擇上也是經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間的思考，因?yàn)檎n標(biāo)要求是簡(jiǎn)單的控制，我在選擇的時(shí)候結(jié)合了高中生已有的物理知識(shí)設(shè)計(jì)了“磁控?zé)簟边@一動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生參與度高，很容易實(shí)現(xiàn)我們的活動(dòng)目標(biāo)。通過(guò)干擾因素的分析和反饋環(huán)節(jié)的理解，在對(duì)開環(huán)控制系統(tǒng)或簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、