1.3 开环电子控制系统和闭环电子控制系统（教学设计）通用技术苏教版选择性必修1

1.3 开环电子控制系统和闭环电子控制系统

课时

1课时

教材版本

苏教版通用技术选择性必修1

年级

高二

教学目标

技术意识：

通过对电子控制系统的分析，理解反馈在电子控制系统中的作用。

工程思维：

能辨析开环控制系统和闭环控制系统。

图样表达：

能分析常见的电子控制系统的类型，并用方框图准确表达。

教学重难点

重点：电子控制系统的基本组成及其工作原理。

难点：利用方框图分析电子控制系统的工作过程。

学情分析

学生已学习《技术与设计2》第四单元控制与设计，理解系统的基本特性和开闭环控制的概念，并具备点单电路知识。学生认知的难点在于：一是易混淆有无反馈的表象，造成开环与闭环本质区别的认知混乱；二是反馈的抽象性，学生难以理解输出量返回到输入端的动态过程。课堂教学需要关注教学重难点以及学生认知障碍的成因，适当调整课堂教学进度。

课前准备

教学硬件环境：多媒体教室

教学资源：PPT课件、自动控制路灯搭建材料

教学环节

教学过程

一、
课堂导入

创设情境

教师活动：

提问：张萌初步学习了电子控制系统的理论知识，了解了电子控制系统按控制信号的传输方式分为开环控制系统和闭环控制系统两类，那么指纹锁电子控制系统属于哪一类呢？

预设：开环电子控制系统

学生活动：思考并回答问题。

设计意图：回顾控制系统的知识，并引出电子控制系统的分类，激发学生的学习兴趣。

任务一：辨析开环电子控制系统及其应用

二、

探究活动

新知讲解

教师活动：

控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。在电子控制系统中，根据信息有无反馈，可把电子控制系统分为开环电子控制系统和闭环电子控制系统。学生活动：根据已有知识，尝试画出指纹锁电子控制系统的组成方框图

师：电子控制系统的输出结果不对系统的控制产生影响，被控量的变化不会引起控制量的改变，即没有反馈。

请学生根据开环电子控制系统的组成方框图和已有的控制系统基础，分析声控灯电子控制系统的组成。

学生活动：用方框图画出声控灯电子控制系统的工作过程

总结：从分析声控电路的工作过程可知，它的输出量（灯泡的亮度）的变化对系统的控制状态并不产生影响，即不存在反馈。所以，声控电路是一个开环电子控制系统。

总结（板书形式）

马上行动：分析下列电子控制系统中的被控量、控制器和它们工作过程的共同点。

师：注意这些不同电子控制系统的组成部分及共同工作特点，重点辨析开环电子控制系统的输出和开环控制系统的输出是不一样的。前者输出为电子控制系统基本组成部分的输出，后者为被控对象的输出。

技术体验：搭建自动控制路灯模型

分析自动控制路灯电路图的工作原理，介绍面包板的电源区和电子元器件区的相通规律，引导学生完成电路搭建

师：模拟夜晚时，用纸遮住光敏电阻Rg，外界光照射不到光敏电阻时，Rg阻值很大，三极管导通，代表路灯的发光二极管就会自动发光。

设计意图：通过此例，加深学生对开环电子控制系统的理解。

任务二：体验闭环电子控制系统及其应用

1.闭环电子控制系统的含义

师： 闭环电子控制系统能对输出结果进行检测，并将检测信号反馈到控制（处理）部分，从而对系统的控制产生影响。

2.   闭环电子控制系统的组成

3.   分析家用电冰箱电子控制系统的组成和工作过程

总结：闭环电子控制系统的优点

师：闭环电子控制系统具有检测和反馈的功能，可以克服干扰因素的影响，提高控制的精度，而且能实现控制的自动化。

学生活动：根据开环电子控制系统和闭环电子控制系统的区别，判断以下电子控制系统的种类。

三、

课堂小结

设计意图：以思维导图的形式总结本节课的内容，能帮助学生理顺本节课的知识点。