搜索
4.4控制系统的设计与实施章节：第四单元控制与设计第四节控制系统的设计与实施课时：共2课时说课内容：第1课时，控制系统设计的一般思路一、说教学依据1、教材分析“控制系统的设计与实施”是《技术与设计2》“控制与设计”全单元教学内容的综合与总结，它既是控制知识的实践过程，又是控制思想方法集中体现，也是学生技术素养的一种体现。“控制系统的设计与实施”由“控制系统设计的一般思路”和“控制系统的设计与实施案例”两部分组成，前者是后者的的基础。“控制系统设计的一般思路”内容关注学生的控制系统设计分析能力培养，通过学习明确所设计的控制系统的要达到的目的，被控对象的特征，被控量、控制量分别是什么等，能形成初步控制系统设计方案，掌握控制系统设计的基本方法和形成设计的一般思路。“控制系统的设计与实施案例”则侧重于控制系统的设计、模拟实施，调试运行，改进方案等。2、本节教学的重点能完成对简单控制系统进行分析，掌握控制系统设计方案的思想方法和形成控制系统设计的一般思路。3、教学目标（1）知识与技能①了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量等，能画出控制系统的方框图，并能形成初步的控制系统设计的方案；②掌握形成初步的控制系统设计方案的思想方法和控制系统设计的一般思路。③能综合考虑设计实施中的各种因素，能对方案进行权衡比较，能根据设计方案制作原型或模型，并进行调试与改进（第二课时）。（2）过程与方法①参与课堂活动，对课堂案例（“地震报警器”、“对花棚内光照强度控制系统”）的分析、设计、权衡比较过程；②学会从控制的角度分析问题，能综合运用所学的控制知识解决一些实际问题。（3）情感、态度、价值观①通过课堂活动，掌握形成初步的控制系统设计方案的思想方法和及控制系统设计的一般思路，体验控制的乐趣。②感受技术解决生活问题和获得劳动成果所带来的喜悦。③形成“问题来源于生活，设计服务于生活”的意识及价值观。4、学情分析(1)、学生学习能力分析在学习本节内容之前，学生已经系统学习过控制设计有关的知识。了解、掌握简单控制系统的工作过程与方式，理解开环、闭环控制系统以及干扰、反馈等相关知识，对一些简单的控制已经能画出方框图。同时在《技术与设计1》与《技术与设计2》中经历了一些设计和制作的全过程，一定程度上了解设计过程的各个环节及制作的基本方法和手段，学生对日常生活中常见的电子、电路及机械控制有所了解，但专业性的知识有所欠缺，教学设计应充分考虑，否则会给控制的设计和实施带来一定的困难。(2)、学生学习动机和兴趣分析心理学研究证明，学生对于感兴趣的事物，他的意识，注意都倾向并集中到其上面，识记的能力、思维的效果也都好。而远离学生的生活，枯燥无味的理论难于激发起学生学习的兴趣。教师在课堂教学过程中，要紧密联系生活实际，从学生现实生活所接触的现象向技术内容延伸，使学生从中得到感染并与之产生共鸣，从而获得积极的情感体验。(3)、学生学习资源分析我校目前配备实验室2间，设备工具主要是木工和金工方面，缺乏电子控制方面资源，且学生获取电子方面的资源也比较困难，但学生身边生活资源（如矿泉水瓶、易拉罐、包装箱、篮球、报警玩具车等）非常丰富，控制实施项目安排应充分考虑。5、本节教学难点学生在课堂活动中分析、归纳、推理，形成初步的控制系统设计方案的思想方法和及控制系统设计的一般思路。二、说教学设计思想1、说教学理念“技术课程立足于学生的直接经验和亲身经历，立足于‘做中学’和‘学中做’”。课堂教学以控制系统项目分析、设计为主线，创设情境，强调学生的全员参与和全程参与的教学理念，提倡学生的亲手操作、演示、亲历情境、亲身体验进而获得情感态度、价值观以及技术能力的发展。2、说教学方法与手段：坚持“以学生为主体，以教师为主导”的原则，根据学生的心理发展规律，采用学生参与程度高的学导式讨论教学法。以教具演示及情景教学为辅，根据学生学情，创设真实控制系统设计情境，创学生的最近发展区，在学生参与活动基础上，在老师启发引导下，运用问题解决式教法，问答式，课堂讨论法，引导学生进行设计交流、探究并分析、归纳、推理，逐步形成自己的控制设计方案，改变满堂灌式教育及学生被动接受的方式，将更多的时间留给学生，转变学与教方式，努力体现学生的主体性。3、说学法指导学生学习的过程实际上就是学生主动获取、整理、贮存、运用知识和获得学习能力的过程，因此，我觉得在教学中，指导学生学习时，应尽量避免单纯地、直接地向学生灌输某种学习方法。有效的能被学生接受的学法指导应是渗透在教学过程中进行的，在本节课的教学中主要渗透以下几个方面的学法指导。（1）、创设解决问题情境，通过教具演示，让学生亲自经历对控制系统案例观察、分析、推理、归纳的过程，引导学生以可靠的事实为基础，经过探究初步形成控制系统设计的一般思路，从而使学生领悟到把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的特点。（2）、让学生情境问题中探究观察和分析现象，从而得到知识构建，能力的培养。（3）在指导学生解决问题时，老师要给学生多点拨、多启发、多激励，要不断地寻找学生思维和操作上的闪光点，引导学生通过猜测、尝试、质疑、比较、发现、推理总结等探究环节，从而克服畏难情绪消极影响，促进能力的提升。4、教学媒体：自制“地震报警器”教具，玻璃球、小锣、多媒体课件等。三、说教学过程教学过程第一部分（大概15分钟）教师活动学生活动设计目的回顾知识创设情境提出问题合作探究知识构建情境设计：老刘的育苗大棚需要一定强度的光线照射，他采用手动方式调节光线强弱。当光线较弱时，拉动拉线使棚顶得百叶窗叶角度变大，增加入光量；当光线较强时，拉动拉线使百叶窗叶角度变小，减少入光量，是棚内的光照保持在一定范围，由于手动调节费时费力，你能帮助他设计一个能自动调节棚内光照强度的控制系统吗？能说说设计的一般思路吗？学生思考、讨论、交流学生思考、讨论、交流、互动总结选择创设“光控花房”情境的目的：设计载体的选择上既要符合教材内容，又要适合学生生活经验，能勾起学生兴趣，引起设计研究的冲动，能确保大部分学生能参与活动探究，达到教学目的。“光控花房”控制系统对学生是非常具有吸引力的，且又为课程内容控制系统分析、设计作好铺垫问题设置的目的：1、问题设计遵循设计的一般思路，有利于技术思想方法的养成；2、根据学生特点，学生乐意与同伴交流，通过设置问题，既能将更多的时间留给学生思考、探究，进行学生根据情境思考完成完成材料上问题。问题设置（印发材料给学生）：（1）该控制系统控制的目的是什么？（2）若根据棚内光亮度进行自动控制，则控制系统被控对象是什么？被控量是什么？（3）百叶窗叶角度一般由电动机转动来控制调整，电动机与百叶窗如何连接？电动机有谁来控制它运转？（4）用怎么样的装置检测光照强度，是检测棚外光照强度(A点)还是检测棚内光照强度（B点）？（5）检测装置装在A点和装在B点工作效果一样吗？（6）请根据分析思路用方框图表示；交流、讨论，转变学、教方式，既能体现学生的主体性，又能培养学生的技术合作能力。3、其中问题（3）、（4）、（5）的设计，可以帮助通过思考猜测、尝试、质疑、发现、比较、总结等探究环节，从而促进能力的提升。4、问题（4）、（5）分析检测装置安装在A点还是B点，有助于学生在设计中形成较好的思辨、判断的能力，并加深对开环控制系统和闭环控制系统的理解；5、通过案例传递“问题来源于生活，设计服务于生活”的意识及价值观；根据材料及学生的回答，教师引导并小结设计的一般思路。控制系统的设计一般思路是：明确控制目的——了解被控对象的基本特性——分析被控量和控制量——确定执行器和控制器——确定控制类型——选择元器件——制作、安装、调试、优化、评价。学生参与总结理解、知识构建，转化为方法。教学过程第二部分（大概20分钟）教师活动学生活动设计目的图片展示，创设情境，引发问题：学生1、创设一个联系生活，创设情境引发问题能力拓展在“汶川地震”“玉树地震”中给人民群众的生命财产造成巨大损失，或许地震我们难以做到提前预报，但我们能否设计一个地震报警控制系统？这样，无论白天黑夜，只要地震发生报警器就报警，提醒人们第一时间逃离至安全区域，尽可能挽救更多的生命，减少人民群众的财产损失。讨论发表见解教师引导适合学生实际，易于引起学生兴趣的控制设计问题，有利于由知识构建向能力拓展延伸。2、地震报警器项目适合学生能力特点，没有较为复杂的电路控制，大部分学生能理解、完成；运用知识分析设计解决问题问题设置（印发材料给学生）根据控制系统设计一般的思路，思考并地回答下列问题。1.明确控制的目的：该控制系统控制的目的是什么？学生思考、讨论、发表见解问题设置及教具演示的目的：1、问题设计遵循设计的一般思路，有利于技术思想方法的巩固、养成；2、安排设问能有效地在探究中将意识，注意力都倾向并集中到其上面，从而获得积极的情感体验。3、整个过程始终围绕控制系统的分析、设计进行，引导学生进行设计交流、思辨，逐步形成控制设计方案，改变满堂灌式教育及学生被动接受的方式，将更多的时间留给学生，转变学与教方式，努力体现学生的主体性。4、以实物（一教具、二是玻璃球砸小锣）为例，让学生自主演示，参与技术活动，2.分析被控对象的主要特性，确定被控量、控制量；提问：（1）报警信号通常有哪几种方式？采用哪种报警方式比较合理？（2）该控制系统被控对象是什么？被控量是什么？3.采用逆推法画方框图（1）地震报警器系统报警信号由什么来实现？（2）报警部件由什么来控制它工作？（3）用什么样的装置检测是否有地震震动？（4）是否能将我们分析的思路用画出方框图标出出来？（5）干扰地震报警器系统工作的因素根据学生的见解情况，引导学生参与教具“地震报警器”演示，观察并阐述“地可能有哪些？能否优化、改进？（6）用草图呈现设计方案。震报警器”系统工作过程。探究其工作原理，更容易帮助学生分析被控对象，确定控制方式和控制量，了解控制系统的干扰因素，便于形成设计的思路，使技术教学不再乏味。课程小结控制系统的设计一般思路是：明确控制目的——了解被控对象的基本特性——分析被控量和控制量——确定执行器和控制器——确定控制类型——选择元器件——制作、安装、调试、优化、评价。学生参与总结巩固知识教学过程第三部分（大概5分钟）教师活动学生活动设计目的课后任务安排1、根据课堂上分析、设计的制作地震报警器控制系统。2、根据课本案例“抽水马桶水箱的自动控制系统的设计”，课后利用课余时间用废饮料瓶设计小鸡自动饮水器，下节课课堂演示、交流小鸡自动饮水器系统的设计。（点明下节课演示效果最好的小组作品有奖励）1、课堂知识的延伸与巩固，既能为下节课“控制系统的设计与实施案例”服务，又能锻炼学生能力；；2、设计制作要求不高，采用塑料瓶、软管等，材料易得，符合学生学情，安排奖励有助于学生参与兴趣。四、教学反思1、本节课通过情境设计活动导入新课，激起了学生兴趣，提高了学生上好课的热情。教学过程采取“情景导入--合作探究--知识构建--能力拓展--总结提高”这一模式，体现了新课程的理念，积极倡导学生“主动参与、乐于探究、勤于思考”，以培养学生“获取新知识”“运用新知，分析和解决问题”等能力，比较好地实现了知识与技能，过程与方法，情感态度与价值观三维目标。2、本节课采用“创设情境”和在启发学生思维的基础上，发挥学生自我掌握和自我完善知识的本领，强调的是学生的主动学习为主的“学导式”教学教学策略，使学生参与到课堂中，活跃了课堂气氛，大大提高了学生的学习兴趣，提高学习效率。3、关于课堂情景活动及课后任务的设计的反思：（1）课堂情景活动中的问题应一要贴近学生的生活经验，二要符合学生学情，要着眼于学生的最近发展区，考虑学生的现有水平，又要考虑学生可能的发展水平，通过教学调动学生的积极性，发挥其潜能，超越其最近发展区而达到其困难发展到的水平，然后在此基础上进行下一个发展区的发展。有利于学习活动的进行。（2）课堂情境活动辅导要及时、课堂掌握要得当，尽可能做到要求学生能够合作学习、自主学习、主动研究并运用新知识解决问题。