第四单元《控制与设计》第二节---控制系统的工作过程与方式

　　课题：第四章控制与设计

　　第一节了解控制

　　宁夏育才中学刘明

　　一、教学内容分析

　　《了解控制》是广教版通用技术必修模块《技术与设计2》第四章控制与设计第一节了解控制的内容。本节是控制与设计的了解性内容，是学习控制与设计全章的导入和基础。让学生通过身边的例子，了解控制的涵义，并对控制的一般性分类有一个基本的认识，同时感受控制技术与生活、生产的密切关系。

　　二、学生分析

　　通过近一学期的学习，学生对通用技术课有了更进一步的认识，分析、探讨、小组合作能力得到了提高，技术与设计2中，结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计4个相对的专题内容的学习，进一步提高了学生的技术素养，使学生掌握了一些技术设计思想和方法，学生的认知能力由浅入深，得到了提高。本节课内容相对比较简单，主要是调动学生对控制及其设计的兴趣，引起他们的重视，激发他们的学习热情，初步掌握控制及其设计的思想和方法。

　　三、设计思路

　　课时1：在本节的教学中，采取实例教学，从日常生活入手，给出一些日常生活中的行为等图文，让学生感受什么是控制以及体会控制普遍存在于当今社会的各个方面，逐步引导学生了解控制的涵义，即：人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。明确其含义后，对控制的含义进行分析，指出要点：控制的对象、控制的目的、控制的手段。小组分析讨论教师提供的讨论分析表，对例举的控制进行过程的描述，巩固对控制的认识。小组讨论分析：以课本p101—103例1，例2，例3为讨论对象，学生前后桌以小组为单位分析、讨论，并完成课本p103的3个讨论议题，把知识转化为对生活实例的分析应用上。简单介绍控制的历史，激发学生学习兴趣。小结前半段知识内容，提高认知能力。

　　课时2：复习回顾，巩固前知，为后续学习做准备。做两个游戏：点鼻子、画脸型和忍者神镖游戏，学生讨论、分析游戏的控制过程，引导学生明确开环控制、闭环控制的含义，强调闭环控制中反馈环节的重要性。并通过人工调节液面和gps导航及其他多个例子，引导学生发现反馈环节在闭环控制中的重要作用。分析讨论：帮助学生对反馈控制有进一步的认识。（可以在讨论环节中设计一些对比、分析的表格，学生讨论的结果汇总、形成小组的结果并在全班交流）通过控制实例的分析，说明手动控制和自动控制的定义，并展开小组讨论，分析生活中一些实例，通过对比、分析加深学生对控制的认识。综合应用：对一个综合控制系统以小组为单位进行分析、讨论，培养学生综合应用知识解决问题的能力。知识链接扩展：介绍传感器、机器人技术的发展。

　　总体教学流程为：课时1：“情境导入——实例分析学习新知——讨论分析——小组交流——知识扩展——知识小结”

　　课时2：“复习回顾——游戏体验——游戏分析——知识介绍——讨论分析——知识介绍——讨论分析综合应用——知识扩展”

　　本节内容安排2课时。

　　四、教学目标

　　1.知识目标：

　　⑴、通过对具体实例的讨论分析，理解什么是控制及其在生产生活中的应用；

　　⑵、了解控制系统的类型（开环控制、闭环控制、手动控制、自动控制）及其特点。

　　2. 能力目标：

　　⑴、利用典型案例，分析简单的开环控制系统和闭环控制系统；

　　⑵、通过讨论、分析日常生活中的控制系统实例，明确不同类型控制系统的特点及异同。

　　3.情感态度价值观：

　　⑴、通过小组讨论、合作学习等方式培养学生的团队协作能力；

　　⑵、通过本节知识的学习，让学生感受控制技术与生活、生产的密切关系；

　　⑶、培养学生主动分析问题、解决问题的能力。

　　五、教学重点、难点：

　　1.重点：理解控制的涵义；开换控制和闭环控制。

　　2.难点：从具体实例入手，对控制系统的分类及分析。

　　六、教学及学习方法

　　授导型教学，包括：讲解、自主学习、小组讨论、合作学习、问题化学习等。

　　七、教学准备

　　图片、文本、教材、白纸、小组讨论表、双面胶、布条、线、多媒体平台、课件等。

　　八、教学过程

　　教学内容

　　教学环节

　　教学活动

　　设计意图

　　教师活动

　　学生活动

　　认识控制

　　情景 

　　导入

　　教师例举生活中很多应用控制的例子，对照课本上的图文介绍，让学生感受到控制在生活中无处不在。

　　学生对照教师的介绍，把控制从神秘的理性认识中拉出来，感受控制的存在，并能例举出生活中控制的一些例子。

　　把抽象的概念形象化，帮助学生从感性上认识控制

　　了解控制     的  内涵

　　新课 

　　学习

　　引导学生，分析日常生活中的一些控制的实例，如：手那桌子上的杯子（铅笔、钢笔），学生在讨论分析中明确：控制其实就是人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。(在此强制的对象、目的、手段）

　　学生在教师的引导下，对身边的控制过程做一分析、讨论，明确控制的涵义。

　　让学生感受什么是控制以及体会控制普遍存在于当今社会的各个方面。

　　对控制内涵的理解

　　小组交流

　　教师下发一些预先设计好的讨论结果表，让学生把前面讨论的结论以小组为单位填写并交流（以多媒体形式展示在屏幕上）

　　学生前后桌四人为一小组，分析讨论，形成小组结论填写在表格中，并在小组间交流。

　　通过小组的分析讨论，引导学生展开讨论加深对知识的认识,巩固提高。

　　知识 扩展

　　知识介绍

　　教师多媒体展示、介绍控制的历史，拓展学生知识。

　　学生在教师的引导介绍下，了解控制的发展历程，扩展知识。

　　提高认识，拓宽学生知识面

　　知识 小结

　　复习知识

　　引导学生对所学知识进行复习回顾，加深对知识体系的认知，并提供些实例（多媒体）让学生讨论分析。

　　学生回顾知识，加深认识，并以小组为单位讨论多媒体展示的实例，并介绍各个实例的控制过程。

　　复习回顾

　　复习 回顾

　　知识预备

　　教师提问关于控制的一些知识，并提供几个例子让学生分析其控制过程。

　　学生集体进行知识回顾，并进一步锻炼提高对控制过程初步的分析能力。

　　复习前知，帮助学生掌握分析实例的能力，为后续的学习做准备。

　　开环控制和  闭环控制

　　游戏体验

　　游戏1：点鼻子、画脸型游戏：找两位同学，一位蒙眼，一位不蒙，同时到指定位置画鼻子、脸型，对结果进行讨论：两种情况下，为什么结果不同？           游戏2：提供一个flash小游戏，掷飞镖，让学生体验，并分析其控制过程及特点。

　　分别找几个学生完成游戏，学生根据游戏结果展开讨论，分析其控制过程。学生明确:有些控制过程是可调整反馈的。

　　游戏体验，激发学生学习兴趣和讨论的热情。

　　开环控制和  闭环控制

　　知识介绍

　　教师对比游戏中的两种情况，介绍闭环控制、开环控制。闭环控制：能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统；开环控制：不将控制结果反馈回来影响控制系统作用的系统。(多媒体展示) 强调反馈的作用 

　　学生听教师的介绍，明确闭环控制、开环控制的含义。

　　帮助学生掌握新知识，更容易掌握重点内容。

　　开环控制和  闭环控制

　　实例分析讨论交流

　　教师指导学生阅读人工调节液面和gps导航，并分析这两个实例的特点，引导学生发现反馈环节在闭环控制中的重要作用。分析讨论：帮助学生对反馈控制有进一步的认识。对学生的讨论交流结果展示出来，班级内进行交流，以加深对闭环控制特点的认识。让学生在举些生活中的例子，巩固所学知识，提高分析问题、解决问题的能力。

　　学生自读课本p104例1和例2，展开小组讨论，并完成教师下发的小组讨论表，由两个小组对讨论结果向全体同学汇报，实现交流、共享。　　　　　　　的的小组自由讨论，自己找一些例子进行分析，巩固提高。

　　把重点知识形象化，对具体实例的讨论、分析，解决疑问。

　　手动控制和　自动控制

　　知识介绍

　　教师例举几个控制的例子，和同学共同对其进行分析：有的控制必须在人的直接干预下才能完成控制任务，这些控制我们称其为手动控制；而有些控制过程不需要人的干预，就可按期望规律或预定程序运行。这些类型的控制系统，我们称其为自动控制

　　学生听教师的介绍，对比例举的实例，明确手动控制、自动控制的含义极其特点。

　　通过授导帮助学生建立知识体系

　　手动控制和　自动控制

　　讨论分析

　　教师引导学生就课本p106以小组为单位展开讨论，帮助学生正确认识手动控制和自动控制。

　　学生进行小组讨论、分析，完成相应的讨论分析表，并在班级享。

　　巩固提高认知能力，形成正确的分析问题，解决问题的能力。

　　综合运用

　　活动

　　多媒体展示：讨论分析综合的控制系统的控制过程

　　小组讨论分析实例

　　巩固提高。

　　知识链接

　　知识拓展

　　多媒体展示：师生共同了解传感器相关知识、机器人技术的发展史。

　　学生听介绍，拓展知识，提高对控制的感性认识。

　　激发学生学习热情，为后面的学习做准备。

　　十、课后总结反思:

　　本节内容相对来说比较简单，是知识性的内容。所以在做设计时重点是以学生的讨论、分析为主的学生活动居多，而教师只是简单的把有关的知识的介绍点到，主要是让学生在讨论、分析中逐步深入了解整个知识体系。学生掌握的关键是能对具体实例进行分析，分析描述一个控制系统的控制过程，所以，在设计时主要是考虑学生的参与，教师的组织等方面。   

　　从整个两节课的授课过程来看，基本上按照预先的设计过程完成，教学环节完备，学生的主体地位得到充分体现。特别是第1课时，学生讨论热烈，个性鲜明，所举的例子超乎想像，说明我们的学生其想像力、创造力很丰富，给人留下深刻的印象，第2课时，考虑重点是对开环控制和闭环控制的认识，所以在这一时段投入了很多的时间，通过游戏、分析，随机的用教授的到来，热烈的鼓掌，观察手变红，引导学生更形象、直观的了解知识。在综合运用知识的环节中，特意设置了一个有些难度的综合分析的例子，学生通过认真、细致的讨论，也达到了预期目标。两课时中的知识扩展，也帮助学生提高了认识，扩展了视野。

　　存在的不足：1、在小组讨论后，每个组都回答问题，这样占用的时间太多；

　　2、有些学生直接可以例举或说出的不用在做讨论了；

　　3、在各个教学环节的过渡上还是有些不流畅；

　　4、对时间的把握上还是不准确，第2课时有些拖堂了；

　　5、有些讨论可以直接留做课后作业，不用在课堂上进行讨论；