“控制与设计”教学的几点思考.pdfVIP

再剖“控制与设计”中技术术语 有效驾驭《技术与设计》教材 关于《控制与设计》模块教学后的思考 综合实践组 陈宙锋 关键词: 控制与设计、开环闭环、人动控制自动控制、技术术语。 引言：“控制与设计”单元内容是必修模块的最后一个单元，教学过程中每每与同行“沙龙”研究教 学时，总有不少新的问题迸发出来，不去探究弄透她心有不甘，这下利用教学之余的一些时间学习 并再度分析本单元中觉得易混的问题，所思和所想，整理成文，主要有本单元教材编入的意义地位 之感悟；再阐述开环、闭环等诸多易混的技术术语；结合平时教学实践，把关于控制流程中较难缠 的典型的控制案例剖析开来，与大家交流。 一、关于术语“控制”的理解及本章内容编入的意义和教材地位 控制的概念：人们按照自己的意愿改变条件（手段、方法等）使事物朝着期望的目标发展，就形成 了控制。这就道出了控制的核心即“让事物的状态按人们给定的目标来变化”，所以目标是控制始终 ．． 必须关注的核心参数，围绕目标才能分析好控制过程和设计好控制装置。本必修模块所讲的控制侧 重于讲述利用技术的手段使事物向目标发展的控制，例如红外自动水龙头、红外烘手机、十字路口 红绿灯自动控制、炼钢炉的温度控制、供水水箱水位自动控制、工业锅炉压力控制等等，隶属机械、 电子、微电子及声光技术类的控制。 高中生为什么要学习控制的一些初浅理论呢？一方面，众所周知，技术源于人们的需要，简言 之即手段和方法的统括，故而技术实质就是控制。要了解和学习技术，就得了解和学习控制。不仅 技术领域处处是控制，在社会、经济、政治等各领域中也处处存在控制，可见技术控制思想是一个 具有很宽广的很通用的领域，及至美国科学家维纳早在 20 世纪 40 年代就创建了“控制论”，而我国 科学家钱学森更是在此基础上于 1954 年完成了《工程控制论》的撰写，这些都为我们留下了宝贵的 控制方法论财富；关于控制理论及其应用的伟大成果那就更加丰富了。作为创新力活跃、知识形成 快速的高中生难道不需要了解学习这些初浅的技术理论吗？要提高高中生技术素养，这部分内容学 习的重要性可见一斑，我想这也是通用课程中编入“控制与设计”价值和意义。 进一步具体来讲，本必修模块所涉及的控制，虽然重点研究的是技术领域的控制问题，然而它 对每个学习者的一生无论从事什么行业都将产生积极重要的潜移默化的迁移影响，例如人生规划、 专业发展规划、处理问题等等必须面对的问题本质就是控制。 另一方面在社会生活中，控制具有十分重要的实践意义，通过对控制系统中控制的目标、控制 的过程和控制的机理等的理解，有助于学生运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题， 发展学生良好的逻辑思维品质。 教材中的地位：“控制与设计”的教材内容是《技术与设计2》中的最后一章，也是必修模块的 最后章节，它与其它三个设计专题一样，既有专业技术的内涵又有通用技术的特性，有如工具一样， 可以在不同的技术领域中应用，然而“控制与设计”的这一章所体现的技术思想和方法在技术领域 迁移的意义犹为深远持久，本章知识含金量更高，在教材中所处的地位也更高。 “控制与设计”是涉及到前面三部分内容的综合应用：控制需要通过有机的整体来实现，这就是 系统；控制要经历一定的环节达到目的，这就是流程；控制的技术装置（实体）需要一定的实物架 - 1 - 构来呈现、而实体以外的控制机制也要有一定的体系来构成甚至由书面文字架构来保留备忘（如 windows 软件架构、质量控制体系、某项制度等等），这就是结构；可见系统、流程、结构都是为控 制的实现而服务的，控制才是人们的终极目标。 显然系统的设计、流程设计、结构的设计也是为控制的设计服务：控制过程的设计就是流程的 设计、控制所包含的软硬件设计就是一个系统的设计（控制系统设计）、控制的设计制作及技术试验 ．．．．．．．．． 通过结构的设计最后成为“作品”。 当然作为相对独立自成体