第四单元控制及其设计-控制系统的设计与实施-高一《通用技术》必修二(教案）（表格式）（苏教版）

《通用技术》必修二（苏教版）教案 课 题 控制及其设计-控制系统的设计与实施 课 型 班课 课 时 1 学习目标 知识与理解 学生能够理解控制系统的基本要素，包括控制目的、被控对象、被控量和控制量等，并能够识别和分析实际控制系统中的这些要素。 学生能够理解开环控制系统和闭环控制系统的区别，并能够根据控制要求选择合适的控制策略。 学生能够分析控制系统中的干扰因素，并理解如何减少或消除这些干扰对系统性能的影响。 能力目标 学生能够设计简单的开环控制系统和闭环控制系统，并说明其工作原理和实现方法。 学生能够根据设计要求选择适当的控制器、检测器和执行器等设备，并能够绘制控制系统方框图和实物连接图。 学生能够搭建并测试所设计的控制系统，调整参数以满足控制要求，并能够分析和解决测试中出现的问题。 情感目标 培养学生的创新思维和解决实际问题的能力，通过控制系统的设计与实施，激发学生对技术实践的兴趣和热情。 培养学生的环保意识和社会责任感，通过雨水收集池水位控制系统的设计与制作，让学生认识到节约资源和保护环境的重要性。 培养学生的团队合作精神和沟通能力，通过小组合作完成项目设计，培养学生的团队协作和沟通交流能力。 具体教学目标 在任务一中，学生能够明确控制系统的设计要素，并能够运用所学知识分析设计开环控制系统（如运动会会旗自动升旗控制装置）。 在任务二中，学生能够设计并实施一个闭环控制系统（如雨水收集池水位控制系统），通过搭建模型、测试系统、调整参数等步骤，达到控制要求。 通过项目实践，学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高分析问题和解决问题的能力，培养创新思维和实践能力。同时，能够树立节约资源和保护环境的意识，培养社会责任感和使命感。 学习重难点 任务一：探究控制系统的设计要素 学习重点： 掌握控制系统的基本概念和组成部分，明确控制系统的设计目标和被控对象。 理解被控对象特性分析的重要性，学习如何根据被控对象的输入输出关系确定控制器运算方式。 学会区分和确定被控量和控制量，理解它们在控制系统中的作用。 分析控制系统中的干扰因素，了解开环控制和闭环控制的基本原理及其应用场景。 学习如何选择合适的设备和元件进行控制系统设计，考虑经济性和可实现性。 学习难点： 理解控制系统设计的复杂性，如何平衡控制精度、成本和环境影响之间的关系。 掌握开环控制和闭环控制的设计方法，理解它们在实现不同控制要求时的差异。 学习如何根据被控对象的特性选择合适的控制器运算方式，以及如何通过实验和调试优化控制系统性能。 任务二：设计与实施雨水收集池水位控制系统 学习重点： 理解雨水收集池水位控制系统的实际需求，明确设计目标和功能要求。 掌握闭环控制系统的基本原理和设计方法，学习如何设计稳定、精确且抗干扰性能好的控制系统。 学习如何选择合适的传感器、执行器等设备和元件，搭建雨水收集池水位控制系统。 学习如何编写控制系统设计说明书，绘制必要的设计图纸和实施图纸。 学习难点： 理解闭环控制系统的稳定性、控制精度和抗干扰性能要求，并能在设计中体现这些要求。 学习如何根据实际情况调整和优化控制系统参数，实现良好的控制效果。 理解和掌握系统搭建过程中的实际操作技能和安全规范，确保实验过程的顺利进行和人员安全。 在系统设计中体现全面节约和资源循环利用的理念，提升系统的社会和环境价值。 教学方法 一、探究式教学 任务一：探究控制系统的设计要素 提出问题：通过案例分析和生活实例，引导学生认识到控制系统的重要性及其应用场景，从而提出问题：“如何设计一个控制系统？” 理论引导：介绍控制系统的基本概念、设计要素和步骤，明确开环和闭环控制系统的特点。 小组讨论：学生分组 ... ...