4.2控制系統(tǒng)的組成和描述說(shuō)課稿和教學(xué)設(shè)計(jì)-高中通用技術(shù)粵科版必修《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》

2021年中山市中小學(xué)實(shí)驗(yàn)說(shuō)課課題：控制系統(tǒng)的組成和描述學(xué)校：中山市龍山中學(xué)姓名：劉錦定日期：2021.06.05《控制系統(tǒng)的組成和描述》說(shuō)課稿中山市龍山中學(xué)劉錦定一、說(shuō)教材與學(xué)情（一）教材地位與作用這一節(jié)“控制系統(tǒng)的組成和描述”是粵科版《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第四章“控制與設(shè)計(jì)”全單元教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)難點(diǎn)，它既是控制知識(shí)的實(shí)踐過(guò)程，又是控制思想方法集中體現(xiàn)，也是學(xué)生技術(shù)素養(yǎng)的一種體現(xiàn)。“控制系統(tǒng)的組成和描述”本堂課的授課對(duì)象為高二年級(jí)的學(xué)生，由于學(xué)生知識(shí)范圍的局限和年齡特征。老師應(yīng)該引導(dǎo)他們學(xué)會(huì)用通用技術(shù)學(xué)科的思想來(lái)思考問(wèn)題。內(nèi)容關(guān)注學(xué)生的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析能力培養(yǎng)，通過(guò)學(xué)習(xí)明確所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的要達(dá)到的目的，被控對(duì)象的特征，被控量、控制量分別是什么等，能形成初步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和形成設(shè)計(jì)的一般思路?！翱刂葡到y(tǒng)的組成和描述”實(shí)驗(yàn)則側(cè)重于學(xué)生動(dòng)手能力，調(diào)試運(yùn)行，改進(jìn)方案等。（二）教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：﹙1﹚區(qū)別開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)。﹙2﹚掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路。﹙3﹚了解簡(jiǎn)單的被控制對(duì)象的基本特征，畫(huà)出系統(tǒng)方框圖。﹙4﹚通過(guò)案例學(xué)習(xí)與分析，形成初步開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。﹙5﹚通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，形成初步對(duì)開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。2.過(guò)程與方法：通過(guò)案例式的探討和實(shí)驗(yàn)操作的技術(shù)活動(dòng)，提高分析能力、動(dòng)手能力，培養(yǎng)探究精神。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：（1）通過(guò)對(duì)開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施的分析，體會(huì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人性化的設(shè)計(jì)思想。（2)培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，進(jìn)而樹(shù)立“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。（三）教學(xué)重點(diǎn)區(qū)分開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問(wèn)題，對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求。（四）教學(xué)難點(diǎn)開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自己喜歡的LED電路，親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣。二、說(shuō)教法1．說(shuō)教學(xué)理念“技術(shù)課程立足于學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)和親身經(jīng)歷，立足于‘做中學(xué)’和‘學(xué)中做’”。課堂教學(xué)以控制系統(tǒng)項(xiàng)目分析、設(shè)計(jì)為主線(xiàn)，創(chuàng)設(shè)情境，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的全員參與和全程參與的教學(xué)理念，提倡學(xué)生的親手操作、演示、親歷情境、親身體驗(yàn)進(jìn)而獲得情感態(tài)度、價(jià)值觀(guān)以及技術(shù)能力的發(fā)展。2．說(shuō)教學(xué)方法與手段堅(jiān)持“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)”的原則，根據(jù)學(xué)生的心理發(fā)展規(guī)律，采用學(xué)生參與程度高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)法。以教具演示及情景教學(xué)為輔，根據(jù)學(xué)生學(xué)情，創(chuàng)設(shè)真實(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)情境，開(kāi)辟學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，在學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)基礎(chǔ)上，在老師啟發(fā)引導(dǎo)下，運(yùn)用問(wèn)題解決式教法，問(wèn)答式，課堂討論法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)交流、探究并分析、歸納、推理，逐步形成自己的控制設(shè)計(jì)方案，改變滿(mǎn)堂灌式教育及學(xué)生被動(dòng)接受的方式，將更多的時(shí)間留給學(xué)生，轉(zhuǎn)變學(xué)與教方式，努力體現(xiàn)學(xué)生的主體性。三、說(shuō)學(xué)法學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程實(shí)際上就是學(xué)生主動(dòng)獲取、整理、貯存、運(yùn)用知識(shí)和獲得學(xué)習(xí)能力的過(guò)程，因此，我覺(jué)得在教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，應(yīng)盡量避免單純地、直接地向?qū)W生灌輸某種學(xué)習(xí)方法。有效的能被學(xué)生接受的學(xué)法指導(dǎo)應(yīng)是滲透在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行的，在本節(jié)課的教學(xué)中主要滲透以下幾個(gè)方面的學(xué)法指導(dǎo)。1.創(chuàng)設(shè)解決問(wèn)題情境，通過(guò)教具演示，讓學(xué)生親自經(jīng)歷對(duì)控制系統(tǒng)案例觀(guān)察、分析、推理、歸納、實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)探究初步形成控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路，從而使學(xué)生領(lǐng)悟到把可靠的事實(shí)和深刻的理論思維結(jié)合起來(lái)的特點(diǎn)。2.讓學(xué)生情境問(wèn)題中探究觀(guān)察和分析現(xiàn)象，從而得到知識(shí)構(gòu)建，能力的培養(yǎng)。3.在指導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題時(shí)，老師要給學(xué)生多點(diǎn)撥、多啟發(fā)、多激勵(lì)，要不斷地尋找學(xué)生思維和操作上的閃光點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)猜測(cè)、嘗試、質(zhì)疑、比較、發(fā)現(xiàn)、推理總結(jié)等探究環(huán)節(jié)，從而克服畏難情緒消極影響，促進(jìn)能力的提升。四、說(shuō)教學(xué)流程為了能夠設(shè)計(jì)科學(xué)合理的流程，解決教學(xué)重點(diǎn)突破教學(xué)難點(diǎn)，課堂教學(xué)準(zhǔn)備按以下環(huán)節(jié)展開(kāi)。給出課題：控制系統(tǒng)的組成和描述。引出新知，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生進(jìn)一步明確控制系統(tǒng)的普遍性。教師點(diǎn)出：在日常生活中，控制系統(tǒng)十分的普遍，并且具有十分重要的實(shí)踐意義，比如：供水水箱的水位自動(dòng)控制，樓梯燈，自動(dòng)門(mén)，聲控?zé)?，游泳池水位控制等等?.授新分析、實(shí)踐操作=1\*GB2⑴教師試驗(yàn)演示：控制系統(tǒng)框圖自制教具、課前探究LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制、投擲飛鏢、騎自行車(chē)控制教師演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)畫(huà)方框圖并總結(jié)，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)一步明確開(kāi)閉環(huán)之間的區(qū)別，通過(guò)對(duì)游泳池水位控制的例子的分析，可以更好地進(jìn)行控制系統(tǒng)框圖進(jìn)行學(xué)習(xí)。=2\*GB2⑵教師明確：控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要明確的問(wèn)題；閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足的基本要求；學(xué)生進(jìn)一步分析控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路，使知識(shí)點(diǎn)得到進(jìn)一步鞏固。=3\*GB2⑶游泳池水位控制的設(shè)計(jì)運(yùn)用游泳池水位控制的案例與學(xué)生共同探究其工作原理以及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。這個(gè)案例在分析中，讓學(xué)生自己去看書(shū)學(xué)習(xí)，通過(guò)相互的討論、探究請(qǐng)學(xué)生走到講臺(tái)自己講解，讓他們主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)探究，更好的鞏固知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)也體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。在明確控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求時(shí)，學(xué)會(huì)畫(huà)方框圖，以此加深對(duì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的掌握。LED燈實(shí)驗(yàn)探究投擲飛鏢、騎自行車(chē)控制的控制系統(tǒng)框圖通過(guò)LED燈實(shí)驗(yàn)探究，投擲飛鏢、騎自行車(chē)控制的控制系統(tǒng)框圖活動(dòng)，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，是本節(jié)課的亮點(diǎn)。3.分析總結(jié)：開(kāi)閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別；控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需滿(mǎn)足的基本條件；學(xué)會(huì)畫(huà)出該控制系統(tǒng)的方框圖《控制系統(tǒng)的組成和描述》教學(xué)設(shè)計(jì)中山市龍山中學(xué)劉錦定一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：﹙1﹚區(qū)別開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)。﹙2﹚掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路。﹙3﹚了解簡(jiǎn)單的被控制對(duì)象的基本特征，畫(huà)出系統(tǒng)方框圖。﹙4﹚通過(guò)案例學(xué)習(xí)與分析，形成初步閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。﹙5﹚通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，形成初步對(duì)開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。2.過(guò)程與方法：通過(guò)案例式的探討和實(shí)驗(yàn)操作的技術(shù)活動(dòng)，提高分析能力、動(dòng)手能力，培養(yǎng)探究精神。3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：（1）通過(guò)對(duì)開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施的分析，體會(huì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人性化的設(shè)計(jì)思想。（2)培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，進(jìn)而樹(shù)立“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。二、教學(xué)重點(diǎn)2．控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路3.設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)應(yīng)明確的問(wèn)題，對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求。三、教學(xué)難點(diǎn)開(kāi)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)自己喜歡的LED電路，親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣。四、教學(xué)方法講授、討論、小組合作、教具演示、實(shí)驗(yàn)演示、實(shí)驗(yàn)探究五、設(shè)計(jì)思想1.教材分析本節(jié)是對(duì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路是這一節(jié)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中，只有對(duì)系統(tǒng)的組成部分及其相互關(guān)系分析清楚了，才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。鑒于學(xué)生對(duì)本章節(jié)具有一定基礎(chǔ)的特點(diǎn)，要把一些知識(shí)點(diǎn)直接的鋪開(kāi)給予學(xué)生講解，只有這樣，才能把一節(jié)課的內(nèi)容很輕松的給予學(xué)生。2.學(xué)情分析因?yàn)樗淌诘膶W(xué)生對(duì)第四章的內(nèi)容具有一定基礎(chǔ)，所以在講閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，要讓學(xué)生明確開(kāi)環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別，然后進(jìn)一步學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路。學(xué)生對(duì)一些產(chǎn)品有一定的使用經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)有成功的，也有失敗的，通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)歷，上升到一定的理論認(rèn)識(shí)，對(duì)失敗的使用經(jīng)驗(yàn)，能從控制與設(shè)計(jì)的角度重新的認(rèn)識(shí)。3.策略提出一個(gè)生活中時(shí)常會(huì)遇到的問(wèn)題，在學(xué)習(xí)和閱讀了相關(guān)內(nèi)容后針對(duì)這一問(wèn)題的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行具體設(shè)計(jì)并制作成動(dòng)畫(huà)或者模型，在學(xué)生自己設(shè)計(jì)和制作的過(guò)程中達(dá)到突破難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的目的。本節(jié)書(shū)從理論上講內(nèi)容較難，學(xué)生理解起來(lái)比較困難，為了能有較好的課堂效果，設(shè)計(jì)如下：（1）通過(guò)給出的課題，給學(xué)生例舉生活中的控制事例，讓學(xué)生感受控制現(xiàn)象的普遍性。（2）教師根據(jù)LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制、投擲飛鏢、騎自行車(chē)控制演示，給學(xué)生講解閉環(huán)控制與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的區(qū)別。（3）與學(xué)生共同學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的一般思路，并用LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制的事例進(jìn)一步鞏固設(shè)計(jì)思路。﹙4﹚與學(xué)生共同探討案例：LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制，并通過(guò)學(xué)生理解的基礎(chǔ)之上，完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。六、教具準(zhǔn)備控制系統(tǒng)框圖自制教具、LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制、投擲飛鏢、騎自行車(chē)控制的教具七、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課：LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制系統(tǒng)及其改進(jìn)的框圖教師點(diǎn)出：在日常生活中，控制系統(tǒng)十分的普遍，并且具有十分重要的實(shí)踐意義，讓學(xué)生進(jìn)一步明確控制系統(tǒng)的普遍性。比如：供水水箱的水位自動(dòng)控制，樓梯燈，自動(dòng)門(mén)，聲控?zé)?，游泳池水位控制等等給出課題：控制系統(tǒng)框圖的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)實(shí)施。（二）講授新課：LED燈實(shí)驗(yàn)、游泳池水位控制系統(tǒng)及其改進(jìn)的框圖：（1）游泳池注水控制系統(tǒng)中，如果進(jìn)水管單位時(shí)間的水流量一定，那么游泳池水位的高低與進(jìn)水的時(shí)間是一一對(duì)應(yīng)的，可以通過(guò)設(shè)定注水時(shí)間，使水位達(dá)到希望的標(biāo)準(zhǔn)游泳池注水控制系統(tǒng)（2）對(duì)上面游泳池注水控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)有時(shí)水流量會(huì)受到水壓的影響，我們可以在水池中增加一個(gè)監(jiān)測(cè)裝置，以保證游泳池的水位能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，請(qǐng)分別為游泳池的進(jìn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)繪制