4.2 设计与制作便携式降温装置 教学设计-2023-2024学年高中通用技术苏教版(2019)必修《技术与设计2》

4.2 开环控制系统的工作过程 【学科核心素养】 技术意识：掌握控制系统的输入量、控制器、执行器、控制量、被控对象等概念及 作用。 创新设计：在市面上已有的便携式降温装置的基础上进行改进设计，并对自己设计 的降温装置模型进行试验。 图样表达：能识读常见的控制系统方框图；熟悉开环控制系统的基本组成，能画出 简单开环控制系统方框图。 工程思维：结合现实生活中的具体案例，分析开环控制系统的基本组成和工作过程。 物化能力：具备搭建降温实验装置的能力。 【课标内容要求】 1.理解控制、控制系统的含义及在生产生活中的应用。 2.熟悉简单的开环控制系统的基本组成和工作过程，并能用方框图表达开环控制系 统的工作过程。 【教材分析】 本节是苏教版通用技术必修模块《技术与设计 2》第四章《控制及其设计》的第二 节“开环控制系统的工作过程 ”的有关内容，包括“理解控制系统 ”和“分析开环控制 系统的工作过程”两个任务，同时本节也是第三节“闭环控制系统的工作过程"的学习 基础。本节内容通过技术体验活动让学生理解控制系统的含义， 熟悉开环控制系统的基 本组成和工作过程，对开环控制系统产生学习兴趣，为后面进一步学习打下基础。 【学情分析】 本单元的教学对象是高中二年级学生，学生已经系统学习过结构、流程及系统有关 的知识，经历了一些设计和制作的全过程，一定程度上了解设计过程的各个环节及制作 的基本方法和手段；同时学生每天都在经历控制活动，对控制并不陌生，经过本章第一 节的学习学生已经了解了控制的含义及其应用，但是对于控制系统以及开环控制系统是 完全陌生的状态。因此， 课堂教学过程中，要紧密联系生活实际，由浅入深的从学生现 实生活所接触的现象向技术内容延伸，学生从中得到感染并与之产生共鸣，从而获得积 极的情感体验。 【教学目标】 1.通过技术体验互动，理解控制系统的含义，熟悉简单开环控制系统的基本组成和 工作过程，理解其中控制装置、执行装置等的作用，辨析开环控制系统的特征。 2.会用方框图表达简单开环控制系统工作过程。 1 学科网（北京）股份有限公司 【教学重点和难点】 教学重点：理解控制系统的含义，熟悉简单开环控制系统的基本组成和工作过程。 教学难点：会用方框图表达简单开环控制系统工作过程。 【教学理念与方法】 为了达到教学目标，突破教学重难点，促进学生更好的学习，我所用的教学方法有 情境式教学,任务驱动教学法，给学生提供一个熟悉的且有趣的情境，在情境中解决问 题从而进行学习。课堂中也运用到了小组合作的方法， 锻炼学生的合作能力，突出学生 的主体地位。教学评一体化更是激发学生的学习动力，同时也将更好的检验教学效果， 以评促教，以评促学。本节课均以学生为主体， 教师为主导，引导学生进行自主、合作、 探究实验的学习方式，让学生在实验探究中自主建构知识，在设计中分析问题，在活动 中体验过程、方法。 【课时安排】 本节课：1 课时 【教学准备】 学案准备：教师设计的导学案； 教学用具：泡沫温控试验箱（7 号开孔封盖箱×2，5 号开孔封盖箱×1,7 号不封盖 箱×1）、半导体制冷片、风扇、温控器、数字温度计、电源线、插排。 【教学实施】 单元情境：为了保障城市生活、生产的有序运转，千千万万在户外始终坚守岗位的 工作者们用奉献和汗水诠释了奋斗的意义，为了减少他们在工作中被高温伤害，我们能 否设计一款便携式降温装置，让他们在酷暑中感受到一丝清爽和一份关爱呢？ 任务一 理解控制系统 活动 1：回顾旧知：探究风扇降温装置控制系统。 上一节课我们对降温装置中可以使用的不同种类的风扇进行了控制目的、控制对 象、控制手段方面的分析。当我们把这些风扇佩戴在身上就成为了简易的降温装置。 小组讨论：在以上展示的这些风扇或日常生活遇到的风扇中选出你觉得最适合用在 便携降温装置中的风扇，并完成以下表格。 设计意图：回顾旧知，引出新知。延用上一节课的案例，让学生在熟悉感中过渡到 新知识的学习。 2 学科网（北京）股份有限公司 小组讨论：用方框图来表示本组选择的风扇型降温装置控制系统的工作过程。 知识小结： 任何控制都要通过若干环节来实现，这些环节所涉及的装置。构成了一个系统，称 为控制系统。控制系统的输出与输入之间有一定的对应关系。输入量即是控制系统的给 定量；输出量即控制系统所要控制的量，也是控制系统的输出信号。 设计意图：通过问题串的形式让学生在小组讨论，任务完成中加深对控制环节的理 解，明确控制系统的含义，培养学生的工程思维。同时控制系统方框图的绘制也为后续 开环控制系统的学习奠定基础。 任务二 分析开环控制系统工作过程。 已知人类夏季舒适体感温度在 17-26.1℃,周宇同学在对市面上常用的风扇型降温 装置进行实验后发现，高温天气户外使用这种风扇型降温装置吹出