4.3 简单控制系统的设计（二）教案（表格式）

第三节 简单控制系统的设计（二） 一、教学内容分析 1.教学内容在教材中的地位 粤教版通用技术必修二《技术与设计2》第四章第三节的《简单控制系统的设计》，教材内容包括控制系统设计概论、根据控制系统的控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统的方案设计、能根据方案设计要求搭建一个简易的控制系统装置，进行调试运行和综合评价，提出改进方案。通过技术试验分析控制系统的控制、干扰、反馈等现象，写出试验报告。本课为第2课时，根据方案设计要求搭建一个简易的控制系统装置并进行调试运行和综合评价为 1个实践课时，本节课用实例阐述控制系统的搭建步骤和方法。本节教材实例制作太过复杂，所以本节课用一个更加简单易懂的实例来替代教材上的实例。 根据《普通高中通用技术课程标准（2017年版2020年修订）》要求，学生应能根据控制系统的控制要求，确定被控量、控制量，进行简单的控制系统的方案设计，并搭建一个简易的控制系统装置，进行调试运行和综合评价。结合教材内容，本课的教学重点放在系统设计的步骤、闭环控制系统的模型搭建和系统测试上。 2.教学重点：闭环控制系统的模型搭建 3.教学难点：模型中电路的理解和连接 二、教学对象分析 本课的教学对象是高一年级的学生，上个学期学生对技术设计的一般过程、对材料的选择和工具的使用都有初步的了解，而且上学期学生制作了简单的设计作品，对项目作品的设计和制作有了一个初步的认识。本学期学习了结构、流程、系统和控制，学生对项目作品设计和制作的认识更加深刻了。通过本次的实践课，能让学生进一步掌握简单控制系统设计的流程和详细步骤。 三、教学目标 工程思维：能基于控制原理和系统分析方法将案例中各部件之间的关系通过控制系统框图表达出来，形成实际的工程意识和思维。 物化能力：能根据方案设计要求，选择合适的材料和工具，并将方案转化为模型或原型，且根据实际需要对已有模型进行改进和优化。逐渐形成物化过程中严谨细致、精益求精的工作态度。 四、教学策略 教师通过对上节课布置下来的案例进行回顾和分析，并对学生的设计方案进行剖析，制定出相应的建模方案，确定系统结构。通过系统模型的制作、测试和评价使让学生对项目制作有更深层次的理解。 五、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 案例回顾 展示小明家原始的水塔抽水控制器，提出进行 改进的必要性。展示与说明 回顾思考 回顾上节课布 置的作业，引出本课课题。 回顾项目设计目的 1.展示水塔示意图 2.对水塔水位控制系统模型进行功能分析 听讲 思考 引导学生理解 本案例的设计目的 回顾控制系统设计方案 1.展示学生制定的本案例设计方案 2.解说本设计方案的内容 3.单独展示“控制系统方框图” 4.重点解说方框图的内容 听讲 思考 通过案例设计 的回顾，让学生对本案例的控制框架和方法有个大致了解。 确定系统结构 1.系统模型的结构确定，运用什么方法实现控 制功能。 2.展示学生设计的草图，展示老师画的示意图。 听讲 思考 根据学生的设 计方案，提出本设计的关键器件，展示模型的结构布局，让学生心里有底。 熟悉控制器并设计控制电路 1.材料的选择 2.工具的选择 听讲 思考 根据学生的设 计方案，展示本案例中所用到的材料和工具。 系统模型制作过程 1.模型制作的具体步骤 2.展示模型制作过程的视频 听讲 思考制作 根据展示学生 的制作视频，让学生能熟悉模型制作的步骤。 1.展示模型测试过程的视频 听讲 根据展示学生 2.撰写测试报告 思考 的测试视频，让 测试 学生能熟悉项 系统模型 撰写 目测试的步骤。 的测试 并能理解不同 的项目对应的 测试内容方法 不同 1.展示学生的综合评价（自评） 听讲 根据展示对系 2.展示学生的综合评价（互评） 思考 统的评价， ... ...