4.1 了解控制 教案-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）必修 技术与设计2

通用技术 必修 技术与设计2 第四章　控制及其设计 第一节　了解控制 教学背景 党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。 通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。 教学目标： 理解控制、控制系统的含义及其在生活和生产中的应用。 了解手动控制、自动控制和智能控制的特点。 熟悉什么是开环控制、什么是闭环控制，并能够进行简单区分。 经历将基础知识应用于技术实践和创新的过程，同学们会养成实事求是、精益求精的习惯，能运用规范的技术语言和设计制作方法去解决一些实际的技术问题。 教材分析 本节内容相比于结构，流程与系统，具有一定的独立性;而控制环节的设计与改进，反馈条件的应用等，又与其他章节又有一定的关联性，也是对流程与系统的延伸与拓展，是深入学习设计控制系统的基础，是巩固学科核心素养的保障。 学情分析: 通过这一段时间的学习，学生对于控制的实践领域并不陌生，但对于理论层面的抽象认知和系统概括还有一定的提升空间。 教学重难点: 重点:理解控制的含义，知道常见控制类型有手动控制、自动控制、智能控制、开环控制、闭环控制等。 难点:开环控制、闭环控制的区分。 教学策略: 本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。 教学准备: 展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。 教学过程: 情景导入: 老师：本节课我们学习通用技术 必修 技术与设计2第四章控制及其设计 第一节了解控制。 控制是一门综合性学科，控制和控制系统在人们的生活和生产中有广泛的应用，学习控制及其设计的知识，了解不同种类的控制，理解控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机制等，有助于发展我们良好的逻辑思维及运用控制方法解决实际问题的能力。 北京时间2022年10月31日15时37分，梦天实验舱由长征五号B运载火静在我国文昌航天发射场成功发射。梦天实验舱成功进入400km的预定领道后，成功与空间站组合体完成交会对接，然后进行转位，与天和核心舱、问天实验舱一起形成三舱结构的“T”字基本构型空间站，标志着我国空间站基本构型在轨组装完成，向着建成空间站的目标迈出了关键一步。 梦天实验舱此次转位过程包括转位准备、两舱分离、舱体转位、侧向捕获以及转位后的状态恢复等几个阶段，在浩瀚的太空，完成这一系列动作的关键就是精确的控制。 导学思考 什么是控制?控制的目的是什么? 一、控制 控制技术及其组成的系统在我们的生活中普遍存在，它们为人们的美好生活和高效工作提供了便利。 实践 一个简易的磁控系统 体验目的 体验控制技术的神奇，感受控制技术广泛的应用领域。 材料准备 所需材料如图4-2所示。 电池接线端、9V电池、干黄管、发光二极管、小磁铁、电阻、方能板、导线。 实验工具 电烙铁，焊接锡丝 实验步骤 接图4-3将元器件焊接在万能板上，然后用小磁铁靠近干黄管，观察发光二极管的变化。 讨论 1.如果将本实验改为一个电风扇的控制电路，你认为应该怎祥改? 2.该实验可否改为房门或窗户的开关报警电路? 3.查阅资料，了解干黄管的多种应用，体会电子控制技术的丰富多彩。 控制并不只出现在高精尖的应用上，我们经常可以听到“控制情绪”“控制温度”“控制速度”等说法。在日常生活中，我们都在有意或无意地进行着控制：骑自行车时，如果车速太快，我们会刹车使车速慢下来（图4-5):；当室内温度太高时，我们可以打开空调，使室温变得更加舒适（图4-6) 等。 实际上，如果我们希望某一事物按照自己的意愿发展，就要对其进行干预，这样根据自己的目的，通过一定的方法使事物向着期望的目标发展，就形成了控制。 人类利用控制技术为自身服务已有很长的历史。例如，古老的辘轳(图4-7)和操控它的人构成一个控制系统，它在人的操控下可将水从水井里提升上来。 在现代社会的生产和生活中，控制无处不在，并在各行各业中发挥着巨大的作用(图4-8至图4-11)。 射箭是一项既古老又现代的体育运动（图4-12)。射箭时，运动员的脑子里会确定期望的目标（靶心)，然后根据场地的情况及自己的经验，通过手臂控制弓箭，将箭射出。 1.射出的箭能否等在靶心，主要取决于哪些因素? 2.射箭时，风是否会对箭的飞行造成干扰? 案例 1.电饭煲