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43简单控制系统的设计说课
4.3简单控制系统的设计 安徽省阜阳一中 李亚东 一、说教材 3. 重点难点 二、说学情 三、说教法 五、教学过程 【新课导入】 在上节课,我们学习了控制系统的组成及描述,现在请同学们画出两种控制系统的控制框图。 【新课讲授】 (一)介绍控制系统设计的基本过程。 课堂总结 IF语句的应用 说教材 说学情 说教法 说 课 流 程 教学过程 1. 本节课地位与作用 本节课内容选自《通用技术》必修2的第四章第三节《简单控制系统的设计》,主要内容有:控制系统设计概论、设计实例。 本节要求学生亲历一个完整的控制系统设计和模型制作过程。与前几章的设计制作不同,本章采用开放式设计,在提出设计命题后,并没有给出一个确定的系统设计方案,而是引导学生提出自己的想法,激发学生发现问题和勇于创新的激情。本节各目按层次提供了一些在系统设计时可能碰到的技术问题,让学生自己分析、选择认为合理的设计方案,以合作学习的方式,完成广告牌的设计和制作。学生通过明确问题、制订初步方案设计、制作、试验检测、优化和改进以及评价全过程的参与,初步学会控制设计的方法,加深对前述课程内容的理解,培养学生运用结构基础知识的能力,以达到提高技术素养的目的。 学会全面系统地看待需要解决的问题对象,以及在设计制作过程中养成不怕挫折的精神。 了解控制系统设计的基本过程,能根据控制系统的设计方案及生活实际要求,设计并制作一个简单的控制系统。 经历一个简单控制系统的设计过程,初步掌握简单控制系统的设计方法和步骤。 知识与技能 情感态度与价值观 过程与方法 2.三维教学目标 教学重点 教学难点 保证设计题目的开放性,引发学生从不同的角度,利用不同的设计方法和控制实体来完成设计任务,使作品多样化,提高学生解决问题的能力。 让学生掌握控制系统的设计方法,有效将知识内容与设计实践相结合。 在做简单控制系统的设计时, 学生一开始没有养成将设计 与控制系统知识结合的思维 习惯,所以教师需要引导 他们养成这种设计习惯,使 设计“有迹可循”。 学生在完成上一节的学习后, 能从知识层面上明了控制系统 各组成部分的功能和区分, 能用工程的系统框图来表达 一个控制系统,但学生会对该 内容产生烦躁情绪。其原因是学 生对“控制器”、“控制量”、“执行器” 等相近概念的理解还不深入, 导致对于实例分析的系统界定 不清晰。另一方面,学生觉得学 这些知识没有用,不过是玩文字 游戏。 学生情况 根据赫尔巴特的教学程序区分,本课教学处于方法阶段。此处要教会学生把知识整理概括成一个综合的整体,从而获得全面完整的系统知识,掌握知识之间的联系,并能将知识在实践中应用。 本节采用讲授法和任务驱动法。 主要分为三大环节 新课导入 新课讲授 课堂总结 控制系统的框图表示 开环控制系统结构框图: 闭环控制系统结构框图: 【新课导入】 我们已经学习了控制系统的相关知识,今天同学们要以小组合作学习的方式,完成一个简单控制系统的设计。控制系统设计是工程设计的一个特例,所以我们前面学习的设计基本原则仍然适用。 【新课导入】 确定控制的目的 确定被控量 给定控制要求(设计指标) 确定系统结构 建立系统各环节的模型 确定待调参数 分析试验系统的性能 若性能不能满足设计规范要求,重新确定系统结构、部件性能等指标。 【新课讲授】 (二)布置设计任务 设计项目可自选,参考项目如下: 定时翻转的广告牌(P121的设计实例); 升国旗定时控制装置(P127的设计与实践项目); 恒温箱的温度控制装置(P127的设计与实践项目2); 动感幻灯机(P129讨论与分析第14题); 音乐存钱盒(P130讨论与分析第16题); 采取小组合作的方式,分组讨论,确定感兴趣的项目。 【新课讲授】 (三)设计实例 以定时翻转的广告牌为例,讲解设计背景和相关要求。 1、明确设计目的 必须首先明确控制的目的是什么?以设计一个定时翻转广告牌为例:在占地面积不变的情况下,可顺序展示多幅广告,大大提高展示效果。 【新课讲授】 (三)设计实例 2、确定被控量及设计指标 明确控制系统的“给定量”“被控量”以及“被控对象”。 如用滚筒来带动广告纸的转动,则可以把滚筒转动的角度或圈数定为系统的被控量通过各种途径收集相关的信息,提出初步设计方案。广告牌的尺寸大小,更换广告内容的速度,还有造价要求等可以作为设计指标确定下来。 【新课讲授】 (三)设计实例 3、确定系统结构 确定使用开环控制还是闭环控制,手动控制还是自动控制。 实现画面翻转的方案。 方
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