1.2 电子控制系统的基本组成 教学设计-2023-2024学年高中通用技术粤科版（2019）选择性必修1 电子控制技术

普 通 高 中 教 科 书 《通用技术》选择性必修1 电子控制技术 第一章电子控制系统初探 第 二 节 电子控制系统的基本组成 教学设计 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： 知识与技能目标: 1. 体会电子控制系统的基本组成。 2. 理解电子控制系统的基本组成。 　　教学内容分析: 本章从与学生生活密切相关的典型实例出发，通过调查、讨论等活动，使同学们感知生产和生活中电子控制产品应用的广泛性，形成对电子控制技术价值的认识。 电子控制技术是以控制系统的思想和方法为基础，运用电子电路实现信号采集、处理和驱动执行的技术。现代产业几乎都涉及电子控制技术，大到遨游在浩瀚宇宙中的航天飞船， 小到普通家用电器的遥控器，都离不开电子控制技术。通过本章学习，你将了解电子控制系统的基本组成， 体会电子控制系统的优越性。 学情分析: 　　作为高中生，对生活中的技术产品，依据已有的知识和生活经验有了一定的评价意识和评价标准；在学习过程中，学生也已经理解了技术，只是对这些技术的理解和运用是感性的、不全面的。 教学重难点: 体会电子控制系统的基本组成。 教学策略: 本节课教学主要由教师通过实物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。以为主线案例，其他实物和图片为辅线案例，贯穿教学始终。 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: 　　情景倒入: 老师：本节课我们学习《通用技术》选修1第一章第 二 节 电子控制系统的基本组成。 电子控制系统是控制系统的一个类别，所以可以用关于控制系统的组成方框图去描述，但在实际的构造上，电子控制系统与其他控制系统有何差别呢？ 案例 风扇控制技术的发展 利用风扇制造风，是人们在夏日取凉或实现特定生产需求时常采用的一种方法，风扇在历史上早就存在，随着时代的进步和技术的发展，风扇的驱动方式和控制方式也在不断地变化。 图1-9（参见教材P5）所示的电风扇是由电动机驱动扇叶转动的，比起完全靠人力驱动的扇子，性能要优越许多。但这类电风扇的风速、定时等控制还需要人工按动按钮或旋转机械开关来完成，所以属于人工手动控制。 图1-10（参见教材P5）是常用的遥控电风扇，由于遥控信号的产生、接收和处理都要通过电子电路实现，所以遥控电风扇是应用了电子控制技术的产品。 图1-11（参见教材P6）和图1-12（参见教材P6）分别是手动控制和遥控电风扇的控制部件。图1-11（参见教材P6）所示的控制部件就是一组机械开关，按下不同的按键，就直接改变了电路的连接，从而使电风扇转换到不同的工作状态。图1-12（参见教材P6）所示的控制部件，按键开关并不直接改变电风扇的电路连接，而是通过控制电路（图中的集成电路）接收按键信息，经过识别、处理后发出控制信号，通过执行器使电风扇在不同的模式下工作，所以图1-12（参见教材P6）为采用了电子控制技术的电子控制板。 图1-11 机械控制开关 图1-12 电子控制板 最基本的电子控制系统由输入、控制、输出和被控对象四个部分组成。其中输入部分通常是把非电信号转换成电信号，其大多由传感器等组成；控制部分对输入信号进行处理、判断，输出控制信号，通常由数字电路、单片机等组成；输出部分控制被控对象的工作，可由电磁继电器等组成；被控对象接受控制信号，改变自己的工作状态。 我们可以将最基本的开环电子控制系统的组成用图1-13（参见教材P6）来表述。 图1-13 开环电子控制系统的基本组成 输入部分→控制部分→输出部分→被控对象→被控量 随着技术的发展，具备声控、自动感知温度和Wi-Fi功能的智能电风扇也渐渐走进人们的生活，支持实现通过手机远程控制开关、风速、定时、预约等智能功能，大大方便了人们的生活。 对于功能较为丰富的控制系统将会涉及闭环控制，根据学过的知识，我们可用图1-14（参见教材P6）来描述这类控制系统。 图1-14 闭环电子控制系统的基本组成（参见教材P6） 讨论 表1-5所列器件属于电子控制系统中的哪个组成部分？ 表1-5 各类器件在电子控制系统中的组成部分 器件名称 单片机 按键开关 光电传感器