4.2 开环控制系统的组成与描述 教学设计（表格式）-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）必修《技术与设计2》

通用技术教学设计 年级 高二年级 教科书版本 及章节 广东教育-出卷网- 广东科技-出卷网- 必修二《技术与设计 2》第四章 课题 第二节 控制系统的组成和描述 课型 新授课 执教人 一、教学内容分析 “控制系统的组成和描述 ”是《通用技术》必修 2 第四章第二节的内容。在本章第一节“了 解控制 ”中， 已经讲述了手动控制、自动控制、智能控制、开环控制和闭环控制的基本概念， 本节在上一节的基础上进一步分析控制系统的组成和描述， 内容主要由两部分构成， 第一部 分是控制系统的组成， 第二部分为控制系统的框图表示。第一部分内容， 从学生较为熟悉的 控制系统组成分析入手， 让学生了解期望值、控制器、执行器、被控对象、被控量、反馈环 节等概念， 同时认识到用一般的定式描述控制系统的必要性。第二部分内容， 是用框图定式 描述开环控制系统和闭环控制系统，从而把复杂多样的技术问题变成有章可循的技术问题。 为了贯彻大项目、大单元教学的教学理念， 本课围绕“通用技术助力疫情防控 ”这一情 境设置了八个教学环节、四个学习任务。第一个教学环节是设置真实情境、引入课题， 在激 发学生学习兴趣的同时让学生明确要设计的项目内容。在这个教学环节中设置了任务一，让 学生讨论传统疫情防控技术的优缺点， 并提出改进意见。第二个教学环节设置了一个任务二， 学生通过课前预习， 在完成任务二的过程中熟悉控制系统的组成和若干相关的概念。第三个 教学环节是从具体的控制系统案例分析中， 抽象出控制器、执行器等概念， 并用这些概念定 式描述开环控制系统和闭环控制系统。在此过程中， 培养学生的图样表达这一学科核心素养。 第四个教学环节是“学以致用 ”，用定式描述框图描述和分析“体温测量子系统 ”、“室内温 湿度测量子系统 ”和“室内消毒子系统 ”。这里设置了一个任务三。考虑到学生的电路知识 的局限性，任务三是在课堂上师生共同分析的基础上来完成的。第五个教学环节是课堂小结， 及时帮助学生梳理知识，巩固所学。第六个教学环节设置一个拓展任务，让学生利用所学， 尝试着设计一个手部消毒控制系统， 并用框图表示出来。此过程中， 旨在培养学生的创新意 识、工程思维能力和图样表达能力。第七个环节是布置作业。通过课后作业进一步优化和完 善本组设计， 并培养学生的创新意识。第六和第七个环节也为下一节课———�简单控制系统的 设计和制作 ”作了铺垫。最后一个环节是结束寄语。通过观看习近平总书记在第七十五届联 合国大会上关于抗击疫情的讲话视频， 让学生增强战胜疫情的信心， 激发学生爱党、爱国的 热情，树立“为中华民族的伟大复兴而读书 ”、“为人类的解放事业”而奋斗的远大理想。 二、 学习者分析 通过第一节课的学习，学生理解了控制、控制系统的含义及其在生产、生活中的应用； 了解了手动控制、自动控制和智能控制的特点；并初步了解了开环控制和闭环控制及其特点； 对于控制在技术生活中的重要性及控制对社会生活的影响有了初步的认识， 但是对于控制系 统的组成、工作过程和规范、统一的定式描述还缺乏足够的认识和了解。 三、 学习目标确定 依据课程标准、学业要求和学科核心素养要求， 结合本校学情和实际教学条件， 设定本 节课教学目标如下： （1）技术意识：掌握控制系统的控制器、执行器、控制量、被控对象、被控量、反馈 环节等概念。 （2）工程思维：结合具体案例，分析开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和工作 过程。 （3）图样表达：熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出简单的闭环控制系统的方框图。 （4）创新设计：根据一个技术需求，能设计出一个简单的控制系统的技术方案。 （5）物化能力：能根据一个具体的控制系统实例，进行控制操作和剖析其工作过程并 ... ...