《控制和設計》的教案設計

　　一、教材內容分析：

　　本節內容在《控制和設計》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學(xué)生對閉環(huán)控制系統中的反饋（feedbac）有很深的認識，而且也為閉環(huán)控制系統的設計與實(shí)施打好基礎。

　　二、教學(xué)目標：

　　知識與技能：

　　1、 熟悉反饋環(huán)節在閉環(huán)控制系統中的作用

　　2、 熟悉閉環(huán)控制系統的工作過(guò)程

　　3、知道開(kāi)環(huán)控制系統和閉環(huán)控制系統區別。

　　過(guò)程與方法：用方框圖分析生活中常見(jiàn)控制系統，通過(guò)實(shí)踐、游戲、討論、分析等方法使學(xué)生懂得反饋在閉環(huán)控制系統中的作用。

　　情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)：通過(guò)學(xué)習，聯(lián)系生活，培養學(xué)生的觀(guān)察能力，體驗學(xué)習樂(lè )趣。滲透安全教育、德育教育、環(huán)保等教育。

　　三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：

　　重點(diǎn)：熟悉閉環(huán)控制系統中反饋環(huán)節的作用

　　難點(diǎn)：能分析閉環(huán)控制系統的工作過(guò)程，理解其中的控制器、執行器等環(huán)節的作用，畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統的方框圖。

　　五、教學(xué)資源：

　　電線(xiàn)若干、水塔水位控制模型1套（自制）、一次性杯子、一次性筷子、乒乓球、自行車(chē)模型、烘箱、畫(huà)架等

　　六、教學(xué)過(guò)程：

　　（一）、引入新課：

　　[探究目的]：1、引入反饋概念，分析在沒(méi)有對比操作的情況下，制作的難易。

　　2、通過(guò)合作探究來(lái)提升同學(xué)們的團結合作精神。提高創(chuàng )作思維和動(dòng)手操作實(shí)踐能力。

　　3、通過(guò)教師自制的自行車(chē)模型作品來(lái)感觸同學(xué)們的創(chuàng )作意念，用創(chuàng )新以發(fā)展和感知生活中的美，并通過(guò)習作實(shí)踐交流。

　　4、用自行車(chē)工藝品來(lái)提高學(xué)生審美能力，裝飾豐富擺設生活美，豐富人們的精神享受。

　　[探究?jì)热輂：鼓勵學(xué)生合作探究，引導學(xué)生自主觀(guān)察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發(fā)展。注意引導學(xué)生體會(huì )控制系統的工作過(guò)程和方式，特別是理解閉環(huán)控制的工作過(guò)程以及其構成的作用。運用生活中破舊拋棄的電線(xiàn)進(jìn)行設計制作出自行車(chē)模型。

　　材料：用直徑1.5毫米---2毫米的銅電線(xiàn)。

　　工具：剪刀、尖嘴鉗和斜口鉗各一把，示范作品若干，線(xiàn)材藝術(shù)作品圖片資料等。

　　內容：小組合作設計制作一件自己喜歡的線(xiàn)材（稍硬）自行車(chē)藝術(shù)擺設品。引導分組探究創(chuàng )作思路、制作方法、色彩線(xiàn)調配等。

　　[提問(wèn)引出]：人腦---手----做模型（開(kāi)環(huán)）

　　示范教師自制的自行車(chē)模型作品并結合實(shí)物圖象，通過(guò)眼睛比照，反應到大腦，動(dòng)手操作自行車(chē)作品設計制作。

　　[引出問(wèn)題]： 為什么用眼睛觀(guān)察實(shí)物或圖樣操作起來(lái)更方便正確 （閉環(huán)）

　　人腦-----手-----做模型

　　-----眼睛---

　　（二）、新課內容：

　　[案例分析]：投籃

　　[游戲]：乒乓球投入一次性杯子

　　[引導學(xué)生得出結論]：投籃的工作過(guò)程

　　[引出結論]：反饋---控制系統中，將輸出量通過(guò)適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進(jìn)行比較的過(guò)程

　　[思考提問(wèn)]：生活中的反饋：反饋控制是一種在計劃執行一段時(shí)間或結束后進(jìn)行的事后控制，主要為下一步計劃的實(shí)施總結經(jīng)驗，但它卻常常是管理控制工作的主要形式。例如投訴與反饋、留言反饋、意見(jiàn)反饋、環(huán)境反饋、教學(xué)活動(dòng)、超市反饋調查表、市場(chǎng)信息反饋系統、工作總結、 產(chǎn)品性能檢驗、現代酒店控制方法等。

　　[游戲]：在黑板上畫(huà)兩張大臉，“四官俱全”，沒(méi)有眼睛。然后請一個(gè)同學(xué)上來(lái)“填”眼睛，閉著(zhù)眼睛畫(huà)，位置不對；也不好看睜著(zhù)眼睛畫(huà)，漂亮。

　　[分析原因]：將兩次畫(huà)的過(guò)程來(lái)分析。畫(huà)出其控制框圖，得出它們的控制類(lèi)別。

　　1、閉著(zhù)眼睛畫(huà)：

　　人腦控制手畫(huà)眼睛：人腦——手——眼睛；

　　控制過(guò)程中，沒(méi)有反饋環(huán)節，不能對控制結果加以修正、調節。是個(gè)單程的控制流向。這是開(kāi)環(huán)控制。

　　2、睜著(zhù)眼睛畫(huà)：

　　人腦控制手畫(huà)眼睛，在此過(guò)程中，眼睛可以把手的位置及畫(huà)的效果及時(shí)反饋給大腦，使得大腦準確精細的控制手去畫(huà)好眼睛�？刂七^(guò)程中有反饋環(huán)節可以把控制結果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這是閉環(huán)控制。

　　[講解]：汽車(chē)速度控制

　　[講解]：反饋方法——利用反饋來(lái)分析和處理被控對象，通過(guò)系統的輸出來(lái)調整系統的行為，使系統沿著(zhù)預期的目標運行的`方法。

　　[演示]：反饋的工作過(guò)程：當人打算要拿桌子上的水杯時(shí)，人首先要看到自己的手與杯子之間的距離，然后確定自己手的移動(dòng)方向，手始向水杯移動(dòng)。同時(shí)人的眼睛不停觀(guān)察手與杯子的距離（該距離就是輸入與輸出的差值），而人腦（控制器）的作用就是不�？刂剖忠苿�(dòng)，以消除這個(gè)差值。直到手拿到杯子為止，整個(gè)過(guò)程也就結束了。從上面的例子可以看出，由（負）反饋形成的偏差是人準確完成拿杯子動(dòng)作的關(guān)鍵。如果這個(gè)差值不能得到的話(huà)，整個(gè)動(dòng)作也就沒(méi)有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。

　　[馬上行動(dòng)]：

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