《控制的手段与应用》教学设计.docx
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《控制的手段与应用》教学设计
《控制的手段与应用》教学设计
程内容一、课
《技术2·必修实验教科书通用技术课本节内容选自苏教版普通高中程标准
。
节《控制的手段与应用》元第一与设计2》第四单
要求二、课标
了控制的一般概念术设计的角度理解结构、系统、流程、知识与技能：
能从技
识些知，以及这结构设计、系统设计、流程设计、控制设计的基本知识解简单的
应用。
系和广泛产的内在联与日常生活和工农业生
践的术实识应用于技经历程与方法：
将结构、流程、系统与控制的基本知过
合运用所学知综与控制的基本思想方法，并能过程，初步掌握结构、流程、系统
实践的能力。
运用于新精神和理论实际问题，发展创识和技能解决一些
待对术问题的敏感性和探究欲望，具有值观：
形成和保持对技度与价情感态
识。
的意度和正确使用技术的积极态技术
三、教材分析
性的专题上设置的具有典型意义与“技术设计1”的基础《技术与设计2》是在
结构、流程、系统以及控制。
专题，包括术设计的教学内容，全书共四个技
单单元之一，它既具有自身的独立性，又与其他三个”作为四个“控制与设计
联系。
例如，控制本身的工紧密的设计”有着元的内容尤其是与第三单元“系统与
设计。
在此优化和的特性，可以进行作过程就是一个流程；控制系统也具有系统
对,设计、流程与设计、系统与设计经已学习了前三章的内容结构与之前，学生们
内设计，这为过渡到控制与技术的整体、协调、关联、优化等思想有了一定认识
应是一控制的手段与节，分别起到了铺垫的作用。
本单元内容共分为四容的学习
统，四控制系与反馈闭环控制系统的干扰用，二控制系统的工作过程与方式，三
的统—控制系元是按照控制的手段—控制系统的设计与实施。
从总体上看，本单
应对控制手段的理解和控制组织教材内容的，先让学生形成设计这样的思路来
过简单的工作的基本组成和环开控制系统和闭环控制系统用的了解，进而学习
闭环的统或简单馈环节的理解，再对开环控制系干程，通过对扰因素的分析和反
中，动动手做的活行模拟实施，让学生在统进控制系行设计、制作和对设计方案进
要求和控制目的的，以加深学程，以及它是如何实现设计统体会控制系的工作过
应用的理解。
识和控制与设计知对生
元单的内容，是学习本《控制的手段与应用》是第四章《控制与设计》第一节
两个部分内容，主要解决用”、“控制的应“论的理基础。
内容包含控制的手段”
用的角度来两个问题。
要求学生能从技术应“”，什么是控制”控制什么要学“为习
于一个控对用的广泛性及重要性，应象现，要使学生知道，控制义理解控制的含
制现象，知道它控制的对象是什么，要达到什么目的以及采取什么控制手段，并
能区别人工控制和自动控制（为下一节开环和闭环控制的导入做准备）。
究竟如
何把握教学重难点的度，引起学生更深入学习和保持继续探究的心态呢？
教材通过“案例分析”，导出控制的含义及控制现象中涉及的几个问题，对控
制及其控制技术有一个初步地了解，通过“马上行动”“小试验”加深对控制的理解。
接着教材采用了手摇扇、普通电扇和空调这个案例进行比较和区别人工控制和
自动控制。
最后选用有一定深度的促进社会进步、科技发展的现代科技成果，如
汽车自动装配线、农田节水控灌技术等大量图片说明控制在生活和生产中的应
用，知道控制技术应用的广泛性与重要性，帮助学生建立与控制的亲近感，为后
面“控制系统的设计”的学习打下坚实的基础及提供学习动力，有着承上启下的作
用。
四、学情分析
通过《技术与设计1》的学习，学生基本具备了技术设计的基础知识以及设计
一般过程的知识。
正如在教材分析中所说的，控制系统本身就是一个系统，其工
作过程就是一个流程，通过对“结构”“流程”“系统”几个专题的学习，对设计1的
内容进行了巩固和加强，同时让学生也基本熟悉了专题知识结构（学生现有知识
基础）：
先进行简单认识，然后深入了解分析，再进行设计实践，为学生学习控制
与设计部分的内容奠定了良好的基础，使学生一步步接近对控制知识学习的起
点（学生起点能力）。
高二的学生的逻辑思维能力、分析能力、信息处理能力、创造能力都有了相
当的水平，也具备了较强的学习能力（学生起点能力）。
学生对系统控制有了一些
初步的感性认识，知道控制技术在生活中有着广泛地应用。
在平时的学习和生活
中，学生对控制技术有着强烈的兴趣和好奇心（学生心理特点），具有了观察和使
用简单控制系统的生活体验，这些知识和经验为教学提供了条件（学生生活经验）
。
学生却对控制概念的认识以及对控制现象的理解还很模糊，没有从技术的
层面去理解，而“控制”内容本身专业性比较强，知识难度较大，实现控制系统设
计的专业基础知识学生相对缺乏。
所以学生学习和理解时存在一定的难度，觉得
控制技术很神秘和复杂，容易产生畏难情绪（学生心理特点），因此在教学中要注
重把握教学难度，以学生认识控制现象，“初步掌握”为目标进行教学，充分运用
各种手段和丰富案例调动学生的学习热情，实现教学目标。
而且需要注意的是不同的学生在这方面的积累是有差异的，每个学生对生
程度都存在着差距，因此关注学生的差异度，尊跃活维察力以及学生的思观活的．
重学生个体差异，分层制定教学目标，使所有学生各自原有的基础上有所发展，
实现能者多获，各有所得（学生学习差异）。
五、教学目标
根据课程标准、本教材的结构和内容分析，结合学生的认知结构及其心理特
征，制定了以下的教学目标：
（1）知识与技能目标：
能够通过阅读教材结合生活中的事例，说明控制在生活和生应用中的广泛
性和重要性。
通过讨论、分析、实践，理解控制的含义，理解生活中的控制现象，明确分析
控制现象中的控制对象、控制目的和控制手段。
①全部学生理解自行车方向控制、速度控制、刹车控制以及传动装置中的控
制现象。
②20%学生能够通过亲手试验理解齿轮、链条在自行车传动控制中的作用，
了解链条传动和齿轮传动的特点。
能够通过分析典型的案例，了解手动控制和自动控制。
（2）过程与方法目标：
经历观看视频和大量控制应用的图片、分析案例、动手实践的过程，理解控
制现象，能够对日常生活事件能够从控制的角度进行思考。
经历通过马上行动将自行车中的控制现象进行简单地分析，通过小实验探
究理解传动控制的过程，初步掌握控制的基本思想方法。
（3）情感、态度与价值观目标：
经历案例分析、探究实验等引导学生仔细观察生活，理解技术与社会的相互
关系，体验获取知识的乐趣，培养学生对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并
把它转化为对后续知识学习的动力。
六、教学重难点
重点：
了解控制在生产生活中的应用；理解控制的含义，明确控制现象的要
点：
控制对象、控制目的和控制手段；了解控制的分类。
难点：
发现并理解生活中的控制现象，对其分析并明确控制的“三要素”。
七、教学环节
基于本节课内容的特点，本着关注学生自身的认知特点，注重学生学科知识
体系的形成，立足于教材而不拘泥于教材的原则，以学生认识过程为逻辑思路进
行教学设计。
我主要采用了以学生自主学习为主的教学方法：
1、情景创设（发现法）：
首先通过播放视频倒霉熊之《自行车》，引导学生观察﹑分析问题出在了哪里？
展（暗含了控制的重要性），引发展不加控制会朝各种方向发任何事物的-----失控．
出本节课的主题：
第四单元控制与设计《第一节控制的手段与应用》。
利用网络流行搞笑视频引出控制，明确本节课要讲述的内容，活跃课堂气氛，
激发学生的学习兴趣。
2、阅读思考（读书指导法、谈话法）：
针对提出的问题：
“影片中以及现实生活中你能找到还有哪些控制现象？
”由
于这部分内容与社会现实生活的关系比较密切，学生已经具有了直观的感受，可
以让学生自己阅读课本并思考，在老师的引导下结合实际列举生活实践上存在
的一些有关控制的现象。
然后教师进行归纳总结，同时通过多媒体手段提供给学生丰富的图片用于
控制现象的描述，通过老师带领学生描述控制现象的过程使学生自己体会到控
制的广泛性。
最后展示动态图片“一双鞋子的爱情故事”引出社会热点—“胶囊事件”，学生
切身体会到控制的重要性（这是我们学习控制的首要原因）
运用学生自身已有的生活经验，充分发挥学生的主观能动性进行列举丰富
的案例，调动学生的积极性。
通过各领域的丰富实例及社会热点新闻话题，让学
生理解控制应用的广泛性和重要性，使学生明确为什么学习控制。
3、案例探究（探究法、讨论法）：
接下来让学生阅读教材中的文字资料，给出对大禹父亲鲧治水与大禹治水
对比表格，以小组讨论的形式填写。
有一部分学生只是机械地按照表格框架填写
了内容，并未做出深入分析。
紧接着给出一组思考问题让小组讨论，同时提供所治理水来源的阅读补充
资料。
最后师生互动教师引导学生根据所填写的对比表，结合问答法、发现法思
考并分析问题，找出答案得出结论：
当控制目的相同时，对相同的对象采用不同控制手段达到的效果不同，即：
对某对象进行控制，必须了解被控对象的特征，了解影响控制目标实现的因素，
采用恰当的控制手段才能达到控制目的（这是我们学习控制的另一个原因），进
而引出控制的一般含义（什么是控制）及控制的三要素（教学中采用控制框图即流
程图的形式来表示控制现象，为利用流程环节的可再分解性进行知识延展做好
充分准备）。
这样避免了教师单一的讲述式传授，体现了以学生为主体的教学理念，通过
丰富的感性走向深刻的理性，使学生的独立探索性得到充分的发挥，培养学生的
自学能力、思维能力、活动组织能力。
：
法）练习法、讨论（、分组讨论4．
接下来通过“马上行动”针对提出的问题：
“尝试找出自行车中存在的各种控
制现象及其三要素”来加深对控制含义的理解，强调“理解任何控制现象，都要明
确控制对象，控制目的，控制手段”。
小组分组讨论，尝试列举出自行车上存在的
一些有关控制的现象，将讨论的结果填写到学案中的相应位置，然后在老师的指
导下组织学生进行归纳总结。
让学生寻找自行车中的控制现象，交流理解控制的含义，明确控制的“三要
素”，这样有利于促使学生在学习中解决问题，促进学生对知识的掌握，实现知识
的衔接与应用。
同时调动学生的积极性，培养学生的团结协作的精神。
5、实验探究（实验法、演示法）：
结合马上行动，提出问题：
“你知道自行车为什么会向前进吗？
”学生观看自
行车结构（条件允许的学校展示自行车实物，条件不允许的话展示主要部件结构
图），结合生活经验找出实验要点“链条传动”。
实验前简洁而细致的对学生进行讨论式指导。
教师先展示自行车结构（条件
允许的学校展示自行车实物，条件不允许的话展示主要部件结构图），提示实验
中的一个具体问题：
你知道自行车为什么会向前进吗？
（现在的自行车轮能够转
动，是因为链条将动力从踏板那里传到了后轮上。
像自行车链条这样的装置叫做
“传动装置”。
主要结构：
齿轮、链条。
）学生说出实验要点“链条传动”，由实验方法
引出需要用到的材料，教师再引导学生想其他的实验材料怎样合理有效地使用，
按实验中材料应起的作用为主线引导学生完成实验前对材料如何有序利用的布
置。
剩下的时间就是实验活动时间，学生运用已有经验和逻辑思维能力，整合原
有知识或对知识进行重组的学习。
通过“链条传动试验”（填写实验报告），进一步
体会控制现象，并加深对控制含义的理解。
学生按小组有序而不乏轻松地做观察、
记数据，试验过程很简单，相信学生能独立完成，难点是提示学生实验报告上的
数据记录提炼总结出实验结论（链条传动的特点）。
“小实验”的开展采用“小组讨论合作学习”的形式，提供给学生思考交流，思
维碰撞的过程，这样有利于学生自主学习习惯的养成。
为了避免交流的无效，在
小组交流讨论的过程中，教师要注意及时与学生进行沟通，并引导学生做阶段性
的总结。
对于学有余力的同学，可以开展拓展任务：
发挥学生的联想力联系生活实际，
“在日常生活中，我们有许多生活用品和玩具中都是有传动装置的。
你能想到哪
些？
”引出“齿轮传动装置”深入探究。
以同样的方式方法深入探究“齿轮传动”，并
对两种方式进行对比学习，得出实验结论（链条传动与齿轮传动的相同与不同点）
。
．
试验重视技术试验的思想与方法，对常见的两种传动控制进行归纳比较。
对
于学有余力的同学可以开展拓展练习：
深入探究变速控制装置或刹车控制装置。
6、案例分析（探究法、讨论法）
接下来让学生阅读教材中资料：
从手摇扇到空调器，让学生通过结合生活实
际直观感受到科技进步对控制手段演变的推动作用，通过展示图片使得学生对
分人工控制和自动控制有感性认识。
对于手摇扇是手动控制，空调器是自动调温
自动控制，学生没有什么疑问，而风扇的速度控制是手动还是自动，往往学生争
议比较大，对于这种情况提出辨论问题：
普通电风扇的速度控制是手动还是自动
控制？
（说明：
普通电风扇不会摇头、没有延时、有速度档位），通过电风扇的风速
的讨论从而正确地区分手动控制和自动控制，为下节课的学习并区分开环与闭
环控制系统打下坚实的基础。
6、归纳总结（谈话法）
最后提问：
通过这节课的学习你有什么收获？
请班级同学自己总结本节课所
学的内容。
学生自己总结本节课所学的内容，并谈谈学习本节内容后的感受。
最
后教师展示板书，做归纳性总结。
可以把课堂传授的知识尽快地转化为学生的素质，由学生自己总结、谈感受，
培养学生归纳问题、表达思想的能力。
八、教学准备
多媒体课件、典型案例图片和视频的收集、试验用具（每组一大一小塑料瓶
盖（齿轮），瓦楞纸（链条），固定纸板，铁丝）、学生学案、实验报告。
九、教学过程
教学教学教师活动学生活动设计意图内容环节
利用网播放倒霉熊之《自行车》影片片段，问题出在络流观看、一、控制
情景的手思考、回答：
行搞笑视频引出?
哪里
段与失控。
控制，明确本节创设借想达到某一特定的目的，就必须如果人们
用的主助适当的手段（控制）来实现。
引出本节课题：
应讲要述的内容，
堂气氛，跃课活《第一节第四单元控制与设计控制的手段与应用》
兴趣。
激学生发。
4.1《控制的手段与应用》）§（板书：
运用学生自二、阅读、：
影片中阅读书动马上行：
本，提出的1、控P99问题
思考、回答。
阅读身已有的生活经象？
生活中你能找到或现实还制的现有哪些控制
学用自古就有，并（控制的归纳总结应，充分用应发挥思考实结合生活验行师进教
不是进入现代社会才出现控制；控制现象出动观生的主能性现在人、际，列举日
动物、植物等范围，如：
牛反刍、变色龙、蝙蝠发射丰富的行列进举常生活中常
超声波等，注：
通学生调动案例，过对自然界中控制的分析和研究，见的控制现
将其成用到术域，更好的于象积极性
类
控片用于学生丰富播放幻灯片，提
的学生描述控象的描述，师带观看、理解
的丰例程使学生自己体会控制的广泛泛跟随
述控现象学生理解控片展示）：
域调T1日常生
用的广泛性和式龙动取款机、
要性，使学生装2产域片展示）：
什么数控机床产、自动
制水域片展示）农3产
温室大棚
4事国域片展示）：
精密导导
火宇控
的控制人口片展示5社会生域
要长、各种法律制度、交通管理
一双鞋子情故引出社展
控制的重要，学生切身体会—胶囊事
控制的首要原因）：
任何事物是
发展不加控制会朝各种方
用（广泛性与重要性书：
一、控制的
三降落的雨水，可以用来溉田，也可以供以组为、
讨可案发，但也可能流入江河，并填写冲洗物品制
格至有可能引起涝灾害分手问答法
发法，阅读思：
学阅P9案例分—大禹治
思考、以生思考并分析禹父子治水题，并填写如下表格（表格比较
组为达方式生
并效果。
体了讨达到的效治水治目治
写《学案》学主体，方时
的表格学生的独立探
合表格性得到充分
，培养学生问题思考
自学能力、思父治水的期望目的是什么？
的
能力、活动组望目的一什么会有不同果
能力例子中控制象是什么
水是来的？
料
象，做哪些从大禹治水一事，要控制
情
行控制才的案例知道
标了解被象的特征，了解影响控制
的因素，采用恰当的控制手段才能达到控制
按照自己的意愿或目的，这，的像大
一定的手段，使事物朝自己期望的标展
就是控制
思考按照自己的理解并明播放幻灯片，控制的控
程研究分析、总愿或目的，一定的手段，使事物向期望的围
义控制的就是控制contro展
强主要研究术领域控制。
板：
控
的义、三要素控
的控制目（控象控制手控制
要出入
四学象，都要明确控制象这有利理理解任何控
控促使学生在找自什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段
讨上的控象中解问，
学找出自中存在的各种控象及其三果填
至《学案》掌握实素
（车控制、速度控制、方向控制、传应用控制的表格里接
交流理解时调等学生
极性，培养制的控制目控控制事控制手
明确控制作生团结出入
精神三要
五体你知道自车什么会向进学学生运用
经实控逻看自车实
合探能力，整合构用具试目的自试自
有找经义装传生的控制作用，理解控制的
行的实），瓦一大一小塑料瓶盖齿装传
铁板条），固一步体会控构的主
实验程齿轮、链条象，并加
控制义的理解一、用瓦楞条和塑料瓶盖制作一
传动特点装置，研究它
实
，并齿、选合适的支架固定两
链条上大小合适
和、大齿上安转别顺时手柄，
以组为动方式齿的时针转察
手柄，、小齿上安转别顺时和
动方式齿的时针转察传
验
组提实验结学
合作思考交流，转动方传填写《实程碰撞圈方圈方有利于学生报告
顺时的习习主时成传顺时时
特
了避免交流的无效，在交讨
程中，要注意与学进行沟通
拓在日常生活中，多生活用品和玩发于学有
力的中都是传动装置的。
你能想到哪些想延同学生
二、利用传装置中的两齿，研系生展。
传
际做）轮传动的特点后，以试
的方式方法深齿实
传以，探齿轮传齿、选合适的支架固定两
为啮合（注意齿轮
齿轮传和别顺时转上安、大齿手柄，
试验察时针转齿动方式的
和别顺时转上安、小齿手柄，
动方式时针转察齿的
实验结组
合作
填实验转方传告。
总结圈圈方方
的轮传顺时点，时种控制中齿轮传顺时传时归较特
实验总尝试归纳术
的思想与方出两较传齿轮传
两的装置的相同、都可以传递力
比同点与不方、大小齿轮的速度不同
实验，得点不同、齿力的方向
论条不变力的方向
、齿轮近距传力
条距传递力
六阅读案例更好用自古就有：
控制乘凉工、案例分—
体会科思考案阅快并在近代得到迅制发展。
下面同
控制手段分了解扇到简从P9案
作用，（不具生带来的影响展，以下控制
展展片使得了解控制分析，简
分人工控
和自动控制有感
性认识。
控制也由原来的人工控水平的提高,随着技术
质的生活展，提高了人们控制制慢慢转向自动发
量。
也就是说从控制过程中人工干预的情形来分，通过电风扇的风
控制有人工控制和自动控制。
辨论：
普通电风扇的速度控制是手动还是自动
以小组为单位进行
速的辨论从而正确地区分手动控
控制？
（说明：
普通电风扇不会摇头、没有延时、有速度档位）
甲方：
电风扇不停在传，不用人，自动控制。
乙方：
一种档位对应一种速度，被控量的变化
需要人调节，手动控制。
控制的过程是在人的直接干预和全程干预下
辩论。
观看、思考、
制和自动控制。
教师归纳总
进行的，我们称之为人工控制。
人工控制的特点：
人的部分器官控制系统③；全程干①预；②人为务。
与其他控制器件共同完成控制任
指在无人参与的情况下，使得事物动自控制
控制的的变化准确地按照期望的方向进行。
自动
事物能达到期望的方向；②①无人直接参与；特点：
回答。
结，明确人工控控制的动制与自
概念及特点。
对某些物理量控制。
③需要
巩固组讨论列马上行动：
举出人工控制和自动控制的事例小，练习加
深学生的理解。
尝试找出其控制三要素。
填写表格。
并
了解控制的按照执行部件的不同分为：
机械控制、气动控制、看观学生
其他分幻灯。
解）略讲类方法。
（液压控制、电子控制等。
简
综合的。
注：
在很多控制事例中控制手段是
课堂小级请习：
通过这节课的学你有什么收堂七、课获？
班同结学生自，问提
可以把节本节课所学的内容。
学自己总结本己顾回课堂总结课堂传授
的知识小结所学的内书板：
课尽快地转，展示教师总结
化为学生的素质容，并谈谈，《控制的手段与应用》4.1§
由学生自己学节本习内总结、用（了解）一、控制的应
容后的感受。
谈广泛性与重要性感受，可以培
归纳问题、二、控制的含义（理解）养学生
表达思想的能力。
控制的三大要素（对象、目的、手段）
控制目的→控制手段对（控制统控制系象）→
出）（入）输（输
（了解）三、控制的分类
控制自控制与手动动
教学本节课的教学设计以学生为学习主体的角度来设计内容，并适时变化教学方法和学习反思方法，贯穿着“把现实生活的问题通用技术化，把通用技术知识生活化”的思想：
从学生观看
术等，从案例分析大禹治水到自行系生活到深入生视频联产节水灌溉车交流试验让控制技，
史产、从历贴近生活。
学生的知识视习论学活动更加富有生机和活力，更加角从生活到生理
认识规律。
和习习惯杂认现实到，知水平的层次从已知到未知、从简单到复，符合了学生学
习应出学生的学的回答程度可以反教学生，通流程比整个教学过较畅过对师预设问题
时间效果没有动案例分析学生活：
控制的分问题的紧前松后“时间好，但是较把握上存在”类
败笔。
是这开展，最大的这节课
升级会员 