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通用技术《控制与设计》单元设计

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表3-1 主题单元设计模板

主题单元标题 作者姓名 联系地址 电子邮箱 学科领域 (在+思想品德 音乐 化学 + 信息技术 √ 劳动与技术 □ 其他(请列出): 适用年级 所需时间 高二年级 课时(每周 1 课时,共5 课时) 控制与设计 由佩骅 德州三八路676号 Y 所属单位 联系电话 邮政编码 德州实验中学 253000 内打√ 表示主属学科,打+ 表示相关学科) 语文 美术 生物 +科学 数学 外语 历史 社区服务 体育 物理 地理 社会实践 主题学习概述(简述单元在课程中的地位和作用、单元的组成情况,解释专题的划分和专题之间的关系,主要的学习方式和预期的学习成果,字数300-500) 《技术与设计2》第四章提到了“控制与设计”,本章内容是本模块课程知识的一个综合应用——它融合了 “结构与设计”“流程与设计”、“系统与设计”的相关知识。《技术与设计2》第四章提到了“控制与设计”,本章内容是本模块课程知识的一个综合应用——它融合了 “结构与设计”“流程与设计”、“系统与设计”的相关知识。本单元共四个专题:专题一控制的手段及应用、专题二控制系统的工作方式及过程、专题三闭环控制系统的干扰与反馈及专题四控制系统的设计与实施。 “控制系统的工作过程与方式”本章第二节的内容,它是在学生学习了“控制的手段及应用”之后所进行的进一步探究,换句话说也就是由广义的控制、控制现象到具体控制装置、控制系统的学习。同时本节内容又为后面深入学习“闭环控制系统的干扰与反馈”及“控制系统的设计与实施”打下基础,所以它起着承上启下的作用。 通过前面的学习,学生已经掌握了有关结构、流程、系统的相关知识,同时也对控制本身有了初步认识和感性体验,这为后续知识的学习奠定了必要的基础,通过学习能根据开环控制系统的设计方法,制作一个控制装置;或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施,学会调试运行提出改进方案。 主题学习目标(描述该主题学习所要达到的主要目标) 知识与技能: 1.通过分析社会各领域的具体例子,理解控制的涵义及其在生产和生活中的应用。 2.熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程 3.熟悉闭环控制系统的基本组成,能画出一个简单的闭环控制系统的方框图 4.理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用 5.初步理解开环与闭环系统的区别 6.理解干扰因素和反馈的含义及闭环控制系统及反馈环节的作用 7.了解功能模拟方法和黑箱方法的含义和应用 8.了解简单的被控对象的基本特性,能确定被控量、控制量,画出控制系统的方框图,并形成初步的控制系统设计的方案。 过程与方法: 1.通过视频导出新课,通过案例分析和课堂讨论理解控制的含义和了解控制的手段,并知道控制的应用。 2.经历“回想—分析—联想—猜想”的思维过程,与同学和老师充分沟通和交流,将前面所学的结构、流程、系统与控制的基本知识应用于具体问题的分析,发展创新精神。 3.结合案例分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素及克服方法及闭环控制系统的反馈环节 4.通过讲解和实际操作是同学们加深对控制系统实施的理解与应用 情感态度与价值观: 1.激发学生了解控制,研究控制的兴趣与热情。 2.提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望,并能保持积极审慎的态度。 3.能具体问题,具体分析,能在生活中应用反馈原理,调节自身的心理、学习与生活 4.能根据开环控制系统的设计方法,制作一个控制装置;或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施,学会调试运行提出改进方案。 对应课标 (1)理解控制的含义及其在生产和生活中的应用。 (2)分析典型的案例,了解手动控制、自动控制,熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。 (3)能画出一个简单的闭环控制系统的方框图,理解其中的控制器、执行器等环节的作用,熟悉反馈环节的作用。 (4)能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素,并作分析。 (5)了解简单的被控制对象的基本特性,能确定被控量、控制量,画出控制系统的方框图,并形成初步的控制设计的方案。 (6)能根据开环控制系统的设计方案,制作一个控制装置;或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施,学会调试运行,提出改进方案。 想一想生活中哪些地方存在控制系统? 联系生活实例,控制系统有什么特点,怎样表述一个控制系统方框图? 主题单元问题设计 控制对生活的影响有哪些,生活中又对控制有哪些干扰因素? 如何设计一个简单的控制系统为生活服务? 专题一:控制的手段与应用 专题二:控制系统的工作过程与方式 专题划分 专题三:闭环控制系统的干扰与反馈 专题四:控制系统的设计与实施 专题一 所需课时 控制的手段与应用 1 专题一概述 (介绍本专题在整个单元中的作用,以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果) 本节是本章的第一节,可以说是本章的开始,也是本章的基础,对于本节知识的掌握有助于后面几节的学习。学生正处于高中阶段,对于生活中的一些控制虽然见过,但是由于生活经验不是很丰富,所以必须要老师引导才能发现问题。 本专题学习目标 (描述该学习所要达到的主要目标) 知识与技能 1.通过分析社会各领域的具体例子,理解控制的涵义及其在生产和生活中的应用。 2.通过学习,培养学生注意观察问题,发现问题,帮助学生了解控制的作用。 过程与方法: 通过视频导出新课,通过案例分析和课堂讨论理解控制的含义和了解控制的手段,并知道控制的应用。 情感态度与价值观: 激发学生了解控制,研究控制的兴趣与热情。 1.如何寻找学生熟悉和感兴趣的教学案例理解控制系统的含义? 本专题问题设计 2.学生了解的控制系统有哪些? 3.如何理解和区分控制系统的分类? 所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源) 信息化资源 常规资源 教学支撑环境 其 他 网络,多媒体投影。 苏教版通用技术《技术与设计2》 通用技术实验室 图书资料。 一、控制是普遍存在。

用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存在,对控制有初步的认识,打破其神秘感。 现代社会中的例子: 生产、生活中的例子(图片) 古代社会中的例子: 案例1:大禹治水(图片)

问题:大禹治水过程中,通过什么手段实现治理好水患的目的? 答案:通过“疏通河道,泄洪为主” 手段实现治理好水患的目的。 案例2:木牛流马:

据研究:木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计,通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手推车,载重大,前由人拉、后由人推,运行较慢;流马载重小,轮子稍大一些,由一人推,运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小:木牛行动较笨而慢,像牛;流马行动敏捷而快,像马。不是说它们外形像牛像马。 目的:帮助军队运送战略物资。 案例3:希罗自动门(图片)

希罗自动门的相关材料见教参P66或江苏版P107。 希罗自动门说明了什么道理?

道理是:利用气压和液压动力装置,实现自动开门、关门。

总结:事物发展的结果可能是人们预先期望的,也可能与预期的目标不相符,甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的,就必须运用适当的手段来实现。 那么,运用什么手段来实现呢? (引入控制的概念) 二、控制的涵义

控制是根据自己的目的,通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。

结合事例(用音乐喷泉的事例),重点阐明控制的对象是什么;控制要达到什么目的;采取什么控制手段。 [探究活动]

请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。 如:

学校:学校的音乐铃声、多媒体教学系统、足球场草地自动喷淋系统、体育馆的自动伸缩坐椅等。 家庭:冰箱、电饭煲、微波炉等。

社会:交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等 三、控制的分类

从控制过程中人工干预的情形来分:

?人工控制:人工纺纱、普通自来水龙头,旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等;

?自动控制:数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等 按照执行部件的不同,控制分为:机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等 对于自动控制

学习活动设计(针对该专题所选择的活动形式及过程) 按控制方式分为:开环控制、闭环控制和复合控制。 3、控制的应用 控制的应用自古就有,并在近代得到迅速发展,在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。 通过事例说明控制在社会生产生活的各个领域的应用。 案例1:汽车自动化生产线。(图片) 案例2:农业现代化设施。(图片) 案例3:现代网络家电。(图片) 专题二 所需课时 控制系统的工作过程及方式 1课时 专题二概述 (介绍本专题在整个单元中的作用,以及本专题的主要学习内容、学习活动和学习成果) 本专题是第四单元“控制与设计”第二节“控制系统的工作过程与方式”的内容,其内容包括控制系统的基本特征与开环控制系统的基本组成和工作过程,是学生在学习控制在生活和生产中的应用后,进一步深入学习和探讨有关控制系统的相关知识,并为下一课时进一步学习闭环控制系统打下基础。为此,我对教学内容做了如下处理:首先分析熟悉的控制过程,再归纳总结出控制系统的概念和特征,接着通过对自动门的教具模型控制系统观察体验体会并分析控制系统实例,然后总结出开环控制系统的特点,结合实例分析开环基本组成的工作过程,最后在有代表性的练习中巩固知识,其内容循序渐进、逐渐深入和深化。画方框图贯穿其中,它是作为一种理解和表达的方法,引导学生学会怎样利用方框图来分析控制系统和表达自己的设计想法,其中一般开环控制系统的方框图是需要记忆的,最后以水火箭的制作实践来体验简单控制系统工作过程。 本专题学习目标 (描述该学习所要达到的主要目标) 知识与技能: 知道控制系统的概念及其组成;熟悉简单的开环控制系统的工作过程。 过程与方法: 通过亲身体验自动门的开门过程及“听口令、做动作”两个案例的分析过程,了解开环控制系统的工作过程,并学会用方框图来表达自己的控制设计想法,把复杂问题简单化的思路。 情感态度与价值观: 通过探究合作,拓宽学生的视野,提高学生研究控制技术的能力。 通过天宫一号点火的瞬间,激发学生的爱国热情,增强民族自豪感。 1.如何用控制系统方框图表述控制系统的工作过程? 本专题问题设计 2.强调控制系统方框图画法的规范性! 3.如何寻找控制系统中的被控对象、输入量、输出量等 4、反馈环节在控制系统工作过程中的作用 所需教学材料和资源(在此列出学习过程中所需的各种支持资源) 信息化资源 常规资源 教学支撑环境 其它 网络,多媒体投影。 苏教版通用技术《技术与设计2》 通用技术实验室 图书资料。

通用技术《控制与设计》单元设计

表3-1主题单元设计模板主题单元标题作者姓名联系地址电子邮箱学科领域(在+思想品德音乐化学+信息技术√劳动与技术□其他(请列出):适用年级所需时间高二年级课时(每周1课时,共5课时)控制与设计由佩骅德州三八路676号Y所属单位联系电话邮政编码德州实验中学253000内打√表示主属学科,打+表示相
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