控制系统的设计与实施

《控制系统的设计与实施》说课稿

一、说教材

这一节“控制系统的设计与实施”是苏教版《技术与设计2》第四章“控制与设计”第四节的内容，是通用技术的重点核心内容之一，是对全单元教学内容的总结与综合运用，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方案的一般思路。“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。

二、教学目标

1.知识与技能：

﹙1﹚掌握控制系统设计的一般思路；

﹙2﹚了解简单的被控制对象的基本特征，能确定被控量、控制量，画出系统方框图；

﹙3﹚通过案例学习与分析，形成闭环控制系统的初步设计方案。

2.过程与方法：

﹙1﹚通过案例分析、探讨和控制系统的模拟实施，学会简单控制系统的设计；

﹙2﹚通过制作一个简单的控制装置，学会调试运行，提出改进方案。

3.情感、态度与价值观：

（1）通过对闭环控制系统的设计与实施的分析，培养探究精神，培养认真、严谨的态度。

（2) 掌握控制的思想与方法，提高解决实际问题的能力，树立“以人为本”的设计理念。

三、教学重点和难点

重点：（1）区分开环控制系统与闭环控制系统；

（2）控制系统设计的一般思路；

（3）简单闭环控制系统的设计。

难点：简单闭环控制系统的设计。

四、说学情

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、掌握了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，对控制系统的设计和探究有浓厚的兴趣。但对控制系统设计的思路和需要考虑的因素还不够明确，对检测装置、控制器和执行器的选择存在一定的困难，尤其是在实施和调试时会面临困境，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。

五、教学策略

本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：

（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。

（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。

（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。抽水马桶水箱不适合农村的学生，自动升旗控制的设计，难度相对高些，但比较实用，但要结合学生操控电动车的经验。

（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。设计个改进身边的一些控制系统，从而使得学生完成本课堂的内容。

五、教学过程

（一）导入新课：

请学生例举生活中的控制现象。

学生回答

教师引出：在日常生活中，控制系统十分的普遍，并且具有十分重要的实践意义，让学生进一步明确控制系统的普遍性。比如：教室里的风扇，升降屏幕以及电冰箱，电视机，自来水水塔注水等等。

给出课题：控制系统的设计与实施。

（二）讲授新课：

1.教师演示并讲解水塔的两种抽水控制装置的控制过程：

（1）定时抽水实物模型1(定时器控制)的控制效果：设定间隔时间和抽水持续时间→启动→过一段时间后开始抽水→抽水持续一段时间后停止抽水。

（2）自动抽水实物模型2（闭环控制）的控制效果：水塔放水→当水塔水位降低到一定水位，开始抽水→当塔水位上升到一定水位，停止抽水。

请学生到黑板上画出方框图，并让学生区分开环与闭环控制系统。

展示水塔自动控制抽水的全过程。

2.控制系统设计的一般思路：

3.闭环控制系统的设计思路：

明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量，即可考虑控制系统的方案；

案例：抽水马桶（看动画演示）

观察抽水马桶动画的演示，阅读教材，陈述其工作过程。提出下列问题：

（1）被控对象是什么？

（2）控制目的是什么？

（3）被控量是什么？控制量是什么？

（4）为什么采用闭环控制方式？

（5）被控量与控制量之间是如何实现反馈的？

（6）试着画出方框图

学生讨论回答。

请学生根据自己的理解，到讲台屏幕上讲解抽水马桶的工作原理。

（7）如果要节约用水，减少水箱每次冲水量，你能设计哪几种方案？

学生讨论回答。

（三）课堂小结：

对本节课知识点进行总结，对学生在课堂中的表现给予肯定。尤其是在讲台上讲解的学生要给与充分的鼓励。