高中通用技术控制与设计教案苏教版必修2

第四单元控制及其设计第2节开环控制系统的工作过程[学习目标]（1）简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程（2）闭环控制系统的基本组成（3）简单的闭环控制系统的方框图（4）控制器和执行器的作用[课前预习]1、控制的含义2、控制的分类3、控制的应用（1）、人们按照自己的，通过一定的，使事物向，这就是控制。

（2）、理解一个控制现象，要明确、和。

如汽车方向驾驶，控制对象是，控制目的是，控制手段是。

（3）、按照执行部件的不同，控制分为、和。

[课堂导学]【任务一】——理解控制系统【技术体验】搭建雨水收集池水位报警装置工作过程分析：一、控制系统1、 含义：任何一种控制的实现，都要通过若干个环节共同实现，这些环节所涉及的装置就构成了一个系统，称为控制系统。

2、控制系统通常又分为 控制系统和 控制系统。

【任务二】——分析开环控制系统工作过程【技术体验】搭建定时浇水控制系统模型二、开环控制系统1、含义：控制系统的 不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为开环控制系统。

2、开环控制系统的方框图输入量：控制系统的给定量，即控制系统为达到设定目标所需要的输入信号，作用于控制对象或系统输入瑞，并可便系统具有预定功能或预定输出的物理量。

输出量：控制系统所要控制的量，使系统要达到的设定目标，表现于控制对象或系统输出端，并要求实现自动控制的物理量。

控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。

执行器：接受控制器输出的控制信号，产生具体的控制效果，使输出量产生预期的改变，是控制系统实现目标达成的主要工作部件，直接对被控对象进行控制的装置或元件。

控制量：执行器的输出信号，一般也可为执行器所做的功的形式。

被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程3、简单的开环控制系统工作过程控制器接收到输入信号，命令执行器工作，执行器做功输出控制量，使被控对象状态变化，从而输出既定目标。

实例说明：火灾报警控制电路基本组成如下面方框图所示：【学生活动】1、用方框图说明下列开环控制系统的工作过程，并注明方框图中的各个环节的具体内容以及输入量、输出量和控制量。

高中通用技术控制与设计教案苏教版必修一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解控制与设计的基本概念及其在实际应用中的重要性；（2）掌握常用的控制方法，如PID控制、模糊控制等；（3）学会使用CAD软件进行简单的控制系统设计。

2. 过程与方法：（1）通过实例分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；（2）通过小组合作，培养学生团队协作和沟通的能力；（3）通过动手实践，培养学生实际操作和创新能力。

3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对控制与设计技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于探索和坚持真理的精神；（3）培养学生关注社会发展和科技进步的意识。

二、教学内容第1节控制与设计的基本概念1. 控制的概念及其作用2. 控制方法的选择与应用3. 设计的原则与方法第2节常用的控制方法1. PID控制及其应用2. 模糊控制及其应用3. 其他控制方法简介第3节CAD软件的使用1. CAD软件的基本功能与操作2. 控制系统图的绘制3. 设计案例分析三、教学资源1. 教材：高中通用技术控制与设计苏教版必修；2. 辅助教材：控制与设计案例分析；3. 软件：CAD软件；4. 教具：控制与设计模型、实物展示等。

四、教学过程1. 导入：通过实例介绍控制与设计在实际应用中的重要性，激发学生的学习兴趣；2. 讲解：详细讲解控制与设计的基本概念、常用控制方法以及CAD软件的使用；3. 实践：让学生动手实践，绘制控制系统图，分析设计案例；4. 讨论：分组讨论，分享学习心得，培养团队协作和沟通的能力；5. 总结：对本节课的内容进行归纳总结，强化知识点。

五、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习状态；2. 作业完成情况：检查学生作业的完成质量，评估学生对知识点的掌握程度；3. 实践操作：评价学生在动手实践过程中的操作技能和创新能力；4. 小组讨论：评估学生在团队合作中的沟通能力和问题解决能力。

六、教学内容第4节控制系统的设计与分析1. 控制系统的设计流程2. 控制器参数的选取与调整3. 系统稳定性、准确性和快速性的分析第5节传感器与执行器1. 传感器的种类与作用2. 执行器的种类与作用3. 传感器与执行器在控制系统中的应用案例七、教学资源1. 教材：高中通用技术控制与设计苏教版必修；2. 辅助教材：控制系统设计与分析案例；3. 软件：CAD软件；4. 教具：控制系统模型、传感器与执行器实物等。

高中通用技术控制与设计教案苏教版必修一、教学目标1. 理解控制与设计的基本概念，掌握其相互关系。

2. 学会运用控制原理分析和解决实际问题。

3. 掌握设计方法和过程，能够独立完成简单的创新设计。

4. 培养学生的动手能力、团队协作能力和创新思维。

二、教学内容1. 第一节：控制与设计的概念及关系控制与设计的定义控制与设计的相互关系2. 第二节：控制原理反馈控制原理非反馈控制原理控制方法的运用3. 第三节：设计方法需求分析方案构思方案评估与选择详细设计4. 第四节：设计过程设计流程设计原则设计实例分析5. 第五节：创新设计创新思维培养创新设计方法创新设计实践三、教学方法1. 讲授法：讲解控制与设计的基本概念、原理和方法。

2. 案例分析法：分析实际案例，引导学生运用控制与设计原理解决问题。

3. 实践操作法：学生动手实践，完成创新设计项目。

4. 小组讨论法：分组讨论，培养学生的团队协作能力和创新思维。

四、教学准备1. 教材：高中通用技术控制与设计教材苏教版必修。

2. 教学课件：控制与设计相关图片、案例和视频。

3. 创新设计器材：如传感器、控制器等。

4. 投影仪、电脑等教学设备。

五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对控制与设计基本概念的理解。

2. 案例分析报告：评估学生运用控制与设计原理解决问题的能力。

3. 创新设计项目：评价学生的动手能力、团队协作能力和创新思维。

4. 学生互评和自评：了解学生对教学内容的掌握程度及建议。

六、教学进度安排1. 第一节：控制与设计的概念及关系（2课时）2. 第二节：控制原理（3课时）3. 第三节：设计方法（2课时）4. 第四节：设计过程（3课时）5. 第五节：创新设计（2课时）6. 第六节：项目实践（4课时）8. 第八节：拓展学习（2课时）9. 第九节：作品展示与评价（2课时）七、教学注意事项1. 关注学生的学习兴趣，激发学生参与课堂的积极性。

2. 注重理论与实践相结合，培养学生解决实际问题的能力。

第四单元控制及其设计第四节控制系统的设计与实施[学习目标]1、了解简单的被控对象的基本特征，能确定被控量，控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。

2、能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置。

重点把握：设计简单的控制系统。

[课前预习]一、控制系统的设计必须考虑的基本问题有：①明确控制的目的；②分析被控制点对象的主要特征；③确定；④分析；⑤方案选择；⑥调试、运行和评价；⑦系统的成本、元件、设备分析等。

二、对于简单点的闭环控制系统，有以下基本要求：（1）一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是的。

（2）控制系统的必须符合要求，即系统点的输出值和给定值之差应控制在之内。

（3）闭环控制系统应有较好的。

[课堂导学]【任务一】——探究控制系统的设计要素1、控制系统设计的一般思路系统要达到的目标？控制的对象？被控对象的特性？被控量和控制量？外界的主要干扰因素？怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？设备和元件？2、开环控制系统的设计【案例分析】——运动会会旗自动升旗控制装置的设计【学生活动】思考以下问题：这个系统要达到的目的是什么？控制的对象是什么？被控对象有哪些特性？被控量的控制量分别是什么？外界的干扰因素是什么？经济实用？安全教育与设计。

设计要求：在播放《运动员进行曲》的时间内，控制会旗匀速上升到旗杆顶端设计分析：被控对象——会旗；被控量——上升的速度；控制量——电机的转速；干扰因素——风力大小、电源电压的波动……工作过程：【任务二】——设计与实施雨水收集池水位控制系统3、闭环控制系统的设计简单的闭环控制系统，基本要求：第一，一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。

第二，控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制在允许的范围之内。

第三，闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。

在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。

高中通用技术苏教版必修2技术与设计2第四单元《四控制系统的设计与实施2、控制系统的设计与实施案例》优质课公开课教
案教师资格证面试试讲教案
1教学目标
(一)知识与技能:
1、理解开环控制系统设计。

2、能根据简单开环控制系统的设计方案,并制作呈现一个控制系统。

(二)过程与方法:
1、采用小组学习方式,让学生亲历学校照明设备控制系统的设计过程。

通过教师对简单开环控制系统的设计案例分析学习各种控制过程的适用范围及优缺点,启发学生能够设计简单的控制装置(即第一套)
2、引导学生自主观察、分析,提出优化设计的方案(即第二套方案)
(三)情感态度价值观:
1、以“学校照明设备控制系统”为主线,激发学生对控制系统的工作过程与方式发生浓厚兴趣。

2、通过对教师演示的开环控制系统设计分析,懂得各种控制方式的优缺点和适用范围,明白事无绝对的道理,使学生获得大智慧。

3、体会“头脑风暴”式的交流的重要。

学会互相学习,互相启发。

2学情分析
(一) 知识与技能基础: 学生在上一个学年的学习后具有设计一般过程的基础知识,并在前几节课学习了简单的控制的手段、工作过程及方式,具有一定的控制设计基础知识。

但学生的设计方案往往会出现对控制系统的环境、干扰等因素认识不清,或由于没有实际经验而造成考虑不周全。

系统控制需要多学科知识的综合运用,这是学生相对缺乏的,需要在教学过程中有效引导和补充。

(二) 信息技术基础: 在进入本课之前,学生因为选修课《简单机器人制作》的学习,受到过丹麦lego机器人相关处理器和传感器的使用培训,并能够通过电脑编程,以达到根据传感器输入值的判断控制输出设备的目的。

高中通用技术控制与设计教案苏教版必修第一章：控制与设计概述1.1 控制与设计的概念让学生了解控制与设计的定义和基本原理。

讨论控制与设计在实际生活中的应用。

1.2 控制与设计的方法与步骤介绍控制与设计的基本方法和步骤。

通过案例分析，让学生了解控制与设计的过程。

第二章：控制系统的基本组成2.1 控制系统的定义与组成让学生了解控制系统的定义和基本组成。

讨论控制系统各部分的作用和相互关系。

2.2 控制器的设计与选择介绍控制器的设计方法和选择原则。

通过案例分析，让学生了解控制器的设计与选择过程。

第三章：控制原理与应用3.1 控制原理简介让学生了解控制原理的基本概念和原理。

讨论控制原理在实际应用中的具体体现。

3.2 控制应用案例分析通过具体的控制应用案例，让学生了解控制原理在实际中的应用。

第四章：设计方法与原则4.1 设计方法的介绍让学生了解设计方法的基本概念和方法。

讨论设计方法在实际设计中的应用。

4.2 设计原则的介绍介绍设计原则的基本概念和重要性。

讨论设计原则在实际设计中的应用。

第五章：设计过程与管理5.1 设计过程的介绍让学生了解设计过程的基本步骤和方法。

讨论设计过程在实际设计中的应用。

5.2 设计管理的介绍介绍设计管理的基本概念和方法。

讨论设计管理在实际设计中的应用。

第六章：控制系统建模与仿真6.1 控制系统建模介绍控制系统建模的基本概念和方法。

讨论控制系统建模在实际应用中的重要性。

6.2 控制系统仿真介绍控制系统仿真的基本概念和方法。

通过案例分析，让学生了解控制系统仿真的过程和应用。

第七章：控制系统的稳定性分析7.1 稳定性概念与判据让学生了解控制系统稳定性的基本概念和判据。

讨论稳定性分析在实际控制系统中的应用。

7.2 稳定性分析方法介绍稳定性分析的基本方法和步骤。

通过案例分析，让学生了解稳定性分析的具体过程。

第八章：控制器设计方法8.1 经典控制器设计方法介绍经典控制器设计方法的基本原理和方法。

高中通用技术控制与设计教案苏教版必修一、教学目标：知识与技能：1. 理解控制的定义和基本原理；2. 掌握常见控制系统的组成和功能；3. 学会使用控制器和设计控制方案。

过程与方法：1. 通过实例分析，培养学生的观察和分析能力；2. 利用模拟软件或实物，进行控制系统的搭建和调试，培养学生的动手能力；3. 采用项目式学习，培养学生团队合作和问题解决能力。

情感态度价值观：1. 培养学生对控制技术的兴趣和好奇心；2. 使学生认识到控制技术在生活和生产中的重要性；3. 培养学生责任感和安全意识，遵守操作规程。

二、教学内容：第一课时：控制的基本概念1. 控制的定义2. 控制的基本原理3. 控制系统的组成第二课时：常见的控制系统1. 开关控制系统2. 继电器控制系统3. 计算机控制系统第三课时：控制器的使用1. 控制器的功能和分类2. 控制器的安装和调试3. 控制器的设计与选型第四课时：控制方案的设计1. 控制方案的设计原则2. 控制方案的设计步骤3. 控制方案的评价与优化第五课时：控制技术在生活和生产中的应用1. 常见控制技术的应用实例2. 控制技术在生产过程中的作用3. 控制技术的发展趋势三、教学重点与难点：重点：1. 控制的基本概念和原理；2. 常见控制系统的组成和功能；3. 控制器的使用和控制方案的设计。

难点：1. 控制原理在复杂系统中的应用；2. 控制方案的设计与优化。

四、教学方法与手段：采用讲授法、案例分析法、实验法、小组讨论法等教学方法；利用多媒体课件、实物模型、控制软件等教学手段。

五、教学评价：1. 课堂提问：检查学生对控制基本概念的理解和掌握情况；2. 小组讨论：评估学生在项目式学习中的合作和问题解决能力；3. 实验报告：评价学生对控制系统的搭建、调试和优化能力；4. 期末考试：检测学生对整个单元知识的掌握和应用能力。

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一、控制的方式与应用任务一理解控制的含义一、教学目标1.通过分析生活中常见案例，阐述控制的含义。

2.通过案例分析，辩析手动控制、自动控制、智能控制的特点。

3.观察生活中的案例，概括控制在生活和生产中的应用。

二、教学重点、难点阐述控制的含义。

辩析手动控制、自动控制、智能控制的特点。

三、教学方法讲授法，演示法，任务引导法四、教学过程1、情境导入人们利用收集的雨水进行國艺浇灌、汽车冲洗、路面冲洗和厕所冲刷等，减少了不必要的浪费，体现了充分利用水资源的可持续发展理念。

陈展设计了一套适用于家庭使用的雨水收集系統，利用收集的雨水浇灌家中阳台的植物，冲洗拖把和冲刷厕所。

2、新课学习事物的发展与变化具有多样性。

例如，降落的雨水可以用来灌溉农田，也可以供人们冲洗物品，还可以发电，但是也可能流入江河，增加洪涝灾害发生的可能性;一棵树可能因为某种原因结不出果实，也可能硕果累累，而且果实有大有小，或酸或甜。

技术体验制作盆栽植物自动浇水装置体验目的:经历制作盆裁植物自动浇水装置的实践过程，体会控制的含义与意义。

情境展示:陈晨一家假期要外出两周，家里阳台的盆栽植物无人定期浇水。

她想制作一个自动浇水装置，从而解决植物无人照料的难题。

问题分析:制作- -个浇水装置，能把饮料瓶里的雨水湛注到花盆下方的接水盘中，使接水盘中保持一-定量的水，泥土自动从接术盘里吸取水分，从而保持植物生长的显润环境。

怎么把饮料瓶里的雨水引到接水盘中?如何让接水盘中的水量维持在一定的高度?活动准备:材料:饮料瓶1个、可弯塑料吸管2根、热熔胶粹、接水盘1个、小花盆1个。

工具:电烙铁、剪刀、热熔胶枪等。

主要过程:1.搭建植物补水装置。

(1)用电烙铁在饮料瓶靠近底部位置，上下排列打两个孔。

(2)插上两根吸管，把吸管下端修剪成一长一短。

(3)将热熔胶涂在吸管和瓶壁连接处，使其密封。

(4)等胶干了以后，装上水，盖紧瓶盖，就可以给植物补水了。

2.观察装置的工作过程。

苏教版必修二第四单元第一节“控制的手段与应用”教学设计邱振东西安铁一中710045【教材版本】通用技术必修2《技术与设计2》（江苏教育出版社）【设计理念】事物的发展是多样的，有很多是我们不需要的，所以我们要用一定的手段让事物向我们需要的地方发展。

人是高级动物，对事物的需要很高，也就意味看控制的手段要求高。

在中学阶段通过对控制的简单了解，尽可能解放人类。

【教材分析】“控制的手段与应用”是苏教版高中通用技术《技术与设计2》第四章第一节的内容。

第四章《控制与设计》是全书的应用和综合。

本节的内容设置为2课时。

控制是技术与设计的高度综合，也是发展的方向，只有对控制的手段与应用理解深刻，才将来有可能对技术与设计用于生活中。

在这里要结合教材，并举生活中的大量事例，U1学生感受要学习的东西, 而且从里面得到方法，感受他们的用途。

这部分也是以后写流程图的打下基础。

【学情分析】通过全高中的学习后，学生们开始利用技术，发现了人类的创新活动和技术发展给世界带来的繁荣和异彩，激发了投身技术创新行列，实现人生价值的热情，为本节的学习奠定了基础。

第一课时【教学目标】1、理解控制的含义2、了解控制的手段【重点难点】1、教学重点控制的含义控制现象的要点控制在生活中的应用【教学资源】多媒体授课，通过精选的视频教学资源和创设的课堂活动在互动中完成教学。

【教学方法】案例教学法、体验式教学法【教学思路】选取精当的案例，设计多个活动环节，有问题辩论。

【教学过程】环节教师活动学生活动设计意图备注1.控制的手段设置活动情景“事物发展的多样性”组织学生展开探究。

这里主要是①对多样结果的单性②也可以使多种结果向需要的方向发展③使得血药的方向反战的概率更大讨论并回答问题□以活动为中心，引起学生事物发展的结果关注和思考。

理解发展方向是控制的入手点2.展开案例“大禹治水”。

1.组织学生大禹治水展开讨论。

2.组织学生就事物自然发展的结果展开讨论。

3.学生思考在没有治水以前的可能结果，在思考治水以后的结果，从中比较。

控制系统的设计与实施教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：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：第1课时一、教学目标1.知识与技能：了解简单的被控制对象的基本特征，画出系统方框图，形成初步设计方案2.过程与方法：通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。

3.情感、态度与价值观：（1）通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。

（2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。

二、教学重点设计一个控制系统应明确的问题，对控制系统的基本要求。

三、教学难点设计一个控制系统应明确的问题的分析，控制系统设计的思想方法。

四、教学方法讲授、讨论、小组合作。

五、设计思想1. 教材分析本节是前几节知识的总结与应用。

控制系统设计的一般思路是这一节的重点，也是难点。

在设计中，只有对系统的组成部分及其相互关系分析清楚了，才能进行设计。

对于学生的设计，因为是必修课的最后一个设计，要求学生一定要按设计的一般过程进行，设计课题不必复杂，但一定要让学生能够完成。

本节课内容为本单元的第四节。

在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。

设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。

本节分别通过开环控制系统和简单的闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计，强化学生对设计的多方案的理解。

控制系统的设计是本单元教学内容的综合和总结，也是控制思想方法的集中体现。

这一节的教学不仅需要学生对开环控制系统和闭环控制系统的工作过程和工作原理有较好的了解，还需要熟悉控制系统的组成和各环节的作用。

2. 学情分析学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验和生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。