北京市第二十四中学高中通用技术《技术与设计2》4.4《控制系统的设计与实施》教学实录 苏教版.docx

北京市第二十四中学高中通用技术《技术与设计2》4.4《控制系统的设计与实施》教学实录苏教版

授课内容

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授课时间

教材分析

北京市第二十四中学高中通用技术《技术与设计2》4.4《控制系统的设计与实施》教学实录苏教版，本节课结合教材内容，围绕控制系统设计与实施的核心知识点展开，通过实际案例和实践活动，引导学生掌握控制系统的基本原理和设计方法，培养学生的动手能力和创新思维。

核心素养目标

培养学生具备工程思维，通过分析控制系统的设计，理解系统各部分功能与相互关系；提升学生的创新意识，鼓励学生在设计过程中提出新思路和解决方案；增强学生的实践能力，通过实际操作掌握控制系统搭建与调试技巧。

教学难点与重点

1.教学重点

①控制系统基本原理的掌握，包括反馈控制系统、开环控制系统等基本概念。

②控制系统设计方法的理解，如系统分析、设计规范、选型等步骤。

③实际控制系统的搭建与调试，包括硬件选择、电路连接、参数调整等。

2.教学难点

①理解复杂控制系统的动态行为，包括稳定性、快速性、准确性等性能指标。

②控制系统中的非线性因素对系统性能的影响，如摩擦、滞后等。

③在设计过程中，如何综合考虑成本、可靠性、维护性等因素，进行合理的设计决策。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有本节课所需的《技术与设计2》教材。

2.辅助材料：准备与控制系统相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以辅助学生理解。

3.实验器材：准备控制系统搭建所需的传感器、执行器、电路板等实验器材，确保其完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，布置实验操作台，确保学生能够进行小组合作和动手实践。

教学过程设计

导入环节（5分钟）

1.播放视频：展示工业自动化生产线中控制系统的应用场景。

2.提问：同学们观察视频中控制系统的作用，并思考其在生产过程中的重要性。

3.引导学生回顾所学内容，提出问题：“我们之前学习了哪些关于系统的知识？”

讲授新课（15分钟）

1.介绍控制系统基本概念：反馈控制系统、开环控制系统等。

2.讲解系统分析步骤：明确设计目标、系统需求分析、可行性研究等。

3.讲解设计规范：系统可靠性、安全性、易用性等。

4.讲解选型方法：根据系统需求选择合适的传感器、执行器、控制器等。

5.强调控制系统设计中的创新思维和团队协作。

巩固练习（10分钟）

1.分组讨论：每组选择一个控制系统案例，讨论其设计过程。

2.小组汇报：每组选取代表进行汇报，分享设计思路和经验。

3.教师点评：针对每组汇报，指出优点和不足，提出改进建议。

课堂提问（5分钟）

1.提问：如何提高控制系统的稳定性？

2.提问：在控制系统设计中，如何考虑非线性因素对系统性能的影响？

3.提问：如何综合考虑成本、可靠性、维护性等因素进行设计决策？

师生互动环节（5分钟）

1.教师引导学生进行小组合作，共同完成控制系统搭建任务。

2.学生提出问题，教师解答，帮助学生解决实际操作中的难题。

3.教师与学生分享自己在控制系统设计中的经验和心得。

课堂总结（5分钟）

1.回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

2.鼓励学生在课后进行深入研究，提升自己的控制系统设计能力。

教学过程流程环节：

1.导入环节：5分钟

2.讲授新课：15分钟

a.介绍控制系统基本概念：3分钟

b.讲解系统分析步骤：5分钟

c.讲解设计规范：4分钟

d.讲解选型方法：3分钟

e.强调创新思维和团队协作：1分钟

3.巩固练习：10分钟

4.课堂提问：5分钟

5.师生互动环节：5分钟

6.课堂总结：5分钟

总计用时：45分钟

学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：通过本节课的学习，学生能够理解控制系统的基本原理，包括反馈控制系统、开环控制系统等概念，并能区分它们在设计和应用中的差异。

2.技能提升：学生在实验和实践中，掌握了控制系统的搭建与调试技巧，包括硬件选择、电路连接、参数调整等，提高了动手操作能力。

3.思维发展：学生在设计过程中，培养了创新意识，能够提出新思路和解决方案，提升了问题解决能力。

4.团队协作：通过小组讨论和合作，学生学会了与他人沟通、协调，增强了团队协作能力。

5.理论与实践结合：学生将所学理论知识应用于实际操作，理解了理论与实践相结合的重要性，为今后学习更复杂的技术奠定了基础。

6.实用性增强：学生通过学习，了解了控制系统在工业、农业、家居等领域的应用，认识到所学知识在实际生活中的实用性。

7.安全意识提高：学生在实验过程中，了解了控制系统设计中的安全规范，提高了安全意识。

8.学习兴趣激发：通过本节课的学习，学生对通用技术产生了浓厚兴趣，激发了进一