通用技术《控制系统的组成和描述》说课教案Word下载.doc
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本部分内容的学习,正是要引导学生从技术的角度、用控制的思维看周围的世界,分析其道理。
3.教学目标
根据课程标准以及对教材和学情的分析,制定了如下教学目标:
(1)知识与技能:
熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程;
熟悉闭环控制系统的基本组成,能画出一个简单的控制系统的框图;
理解控制系统中的控制器、执行器的作用;
初步理解开环与闭环系统的区别。
(2)过程与方法:
结合具体案例,分析各类系统的工作过程,并能画出开环或闭环控制系统方框图。
(3)情感态度与价值观:
通过自主探究,培养学生科学探究精神,增强学生对控制技术的探究能力并应用于实际的生活。
4.教学重点和难点
教学重点:
掌握控制器、执行器、控制量、被控对象和被控量等概念。
教学难点:
掌握具体实例分析方法,弄清楚控制器、执行器、控制量、被控对象和被控量等概念。
教学关键:
控制系统的框图表示。
二、说教法
“教无定法,贵在得法”,选择有效的教学方法是取得良好教学效果的保证。
根据课标的要求结合本节教材分析和学情分析,我采取以下教学方法:
1、游戏教学法:
在教学中加入小魔术,激发兴趣,让学生建立起对控制系统的感性认识。
在自制玩偶中体验控制的过程。
2、案例分析法:
对比不同的案例比较、分析,归纳出共同点,引出教学重点。
3、逆推法:
采用逆推法来分析控制系统的工作过程,突破教学中的难点。
教学准备:
收集相关资料和图片制作多媒体课件。
三、说学法
现行课标中强调学生是学习的主体,教师是学习活动的引导者﹑帮助者。
本节课根据学情﹑教法的分析,采用以下学习方法:
1.自主探究法
本节课内容抽象,理论性强。
学生在教师设计的问题情境中进行自主探究,通过这种学习方式,充分调动学生的积极性,充分体现了学生的认知主体作用。
在这一过程中,学生可以在老师启发、引导、提示下沿概念框架逐步攀升。
2.小组合作法
学生以小组为单位共同完成任务,鼓励优秀学生帮助基础较差的学生,通过在具有团体性质的争论中,学生就更容易发现差异,在思维的碰撞中,学生对问题的认识将会更加深刻。
从而完成从具体到抽象、从模糊到准确、从单一到系统的思维训练。
四、说教学过程
根据本课教学内容特点,结合学生的知识水平,设计教学流程如下:
(一)﹑演示魔术,导入新课
演示魔术:
用手势(意念)控制矿泉水瓶中的番茄包的升降和停止。
设计意图:
从小魔术开始,激发学生学习兴趣。
学生自己参与体验,并说出是什么控制着番茄包,如何控制的?
引导学生揭开魔术谜底。
并复习控制的概念。
(二)、控制系统的组成
前一节课我们已经了解,具体的控制系统是多种多样的。
那么,控制过程包括哪些要素?
应该怎样来表示控制的过程呢?
学生思考回答后,教师总结:
我们用框图来描述控制系统。
1、开环控制系统分析
例1:
教室的电灯开关控制过程。
分析:
一个输入信号(如手拔动开关),对应着一个输出信号(如灯亮或灯熄)。
如果用框图来表示这个控制过程就是:
输入信号(手的动作)——开关——灯——输出信号(灯亮或灭)。
开环控制系统的特征:
系统的输出量仅受输入量的控制,输入量到输出量之间的信号是单向传递。
请问:
生活中还有哪些开环控制系统?
描述它们的工作过程和画出控制框图。
讨论回答,如:
自动烘手机;
红外线感应出水龙头;
银行自动门等。
例2:
投飞镖的控制过程。
分析过程:
通过两个不同控制系统,分析其基本特征和工作过程,为下节课的开环控制系统的一般控制框图的理解作好铺垫。
2、闭环控制
例3:
骑自行车的控制过程:
正是有了眼睛这个反馈环节,我们才能够使自行车始终行驶在正确的道路上。
骑自行车这个控制系统由以下部分组成:
(1)期望值(基准值)——道路的方向
(2)比较器——大脑
(3)控制器——大脑
(4)执行器——肢体
(5)控制量——力
(6)被控对象——自行车(主要是车头)
(7)被控量——行驶方向
(8)反馈环节——眼睛(包括神经系统)
闭环控制系统具有多样性,但他们的一般结构形式如下图所示:
3、控制系统的组成(以骑自行车为例):
(1)输入量——即控制系统的给定量。
(2)控制器——控制命令的发出者,即对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。
(大脑)
(3)执行器——将控制器发出的信号转换成能影响被控对象的信号的装置,即直接对被控对象进行控制的装置或元件。
(人的肢体)
(4)控制量——能对被控对象产生作用,从而使被控量发生变化的量,即被控对象的输入,也即执行器的输出信号。
(力)
(5)被控对象——对被控量进行调整时所操作的对象,即控制系统中所要求控制的装置和生产过程。
(自行车)
(6)被控量——系统的控制目的,即被控对象的输出,也即控制系统所要控制的量。
(自行车的行驶方向)
例4:
可调光台灯的控制中(不包括人),请指出控制器、执行器、控制量、被控对象、被控量分别是什么?
控制器:
调光电路
执行器:
控制量:
旋钮的旋转角度
被控对象:
台灯(主要是旋钮)
被控量:
台灯的亮度
问:
生活中还有哪些是闭环控制?
如:
保温电饭锅的保温控制;
空调的温度控制,等。
(三)﹑小结
学生自己总结本节课所学的内容,并谈谈学习本节课后的感受。
由学生自己总结,谈感受,可以培养学生归纳问题,表达思想的能力。
共同总结开环控制系统和闭环控制系统:
(四)﹑课堂练习
判断下列控制系统是否属于闭环控制系统,并画出系统框图。
1、家用缝纫机的缝纫速度控制系统。
回答:
属于开环控制系统。
分析,框图表示:
2、电冰箱的温度控制系统。
属于闭环控制系统。
3、抽水马桶自动控制系统。
分析,回答:
4、交通路口红绿灯自动控制系统
熟悉和认真分辨控制系统的类型,并学会采用逆推法来分析控制系统的工作过程,突破教学中的难点。
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