范文村控制与设计（通用16篇）
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控制与设计（通用16篇）
控制与设计 篇1
[知识要点]
一、控制的含义
人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着某一确定的方向发展，就形成了控制。这里的手段就是控制技术。现代控制技术是指自动控制技术。自动控制是科学和技术的一个重要分支。自动控制系统能在无人直接参与的情形下运行，并承担人的某些职能。
二、控制的意义
控制技术的广泛应用，提高了产品质量，降低了生产成本，增长了劳动生产率，使人们从繁重或危险的体力劳动和重复的手工操作中解放出来。
三、控制系统典型案例分析
1.自动门
(1)系统组成
①门
②电动机
③控制器
④传感器
(2)工作过程
(1)当有人到达门前某 一距离（如1米）时，传感器感知，并发出“有人”的信号；
(2)控制器接到传感器传来的信号后，经变换放大后传给电动机（这里的电动机叫做执行器，也称为驱动器）；
(3)电动机根据传来的开门信号转动，门被打开（这里的门叫做被控对象，也称为控制对象，简称对象）；
(4)控制器保持开门信号延时（如 10 s）后，自动发出关门信号，电动机反转，门重新关闭。
2.水箱水位控制
(1)控制方式
①人工控制
②自动控制
(2)系统组成
①人工控制：水箱(包括水箱内的水)、进水阀门。
②自动控制：水箱(包括水箱内的水)、阀门、连杆机构、浮子(俗称水漂)。
(3)工作过程
①人工控制：当水面低于设定水位时，人打开阀门放水人水箱，人眼监视水面高度。当水面达到设定的水位时，人关闭阀门。
②自动控制：当水面低于设定水位时，浮子下落，阀门打开，进水；浮子监测水面高度，并随着水面升高而浮升。当水面达到设定的水位时，浮子传感，通过连杆机构，将阀门关闭。
当水位差（给定水位与实际水位之差）不为零时，此信号经连杆机构使阀门打开，放水入水箱；同时，浮子将实际水位的信号反传给比较环节，从而形成水位差信号。当水位差为零时，阀门将关闭，不再进水。
四、开环控制与闭环控制
1.含义
案例(水箱水位自动控制)中，信息流经一个闭合环路，这类系统称为闭环控制系统。闭环控制系统中，将输出信息反传给比较环节的做法，称为反馈。而另一案例(自动门)中，没有反馈，也就不存在闭环，这类系统称为开环控制系统。
2.比较
种类构成本质精度抗干扰输出量对输入的影响
开环控制无反馈前向通道低弱无
闭环控制有反馈前向通道反馈通道高强有
五、控制系统的基本组成与工作过程
1.控制系统的基本组成
简单的控制系统由被控对象和控制装置两部分组成，。控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节与比较环节。
2.闭环控制系统的工作过程
对于闭环控制系统来说，输人信号和反馈环节传回来的反馈信号相比较，产生偏差信号,控制器根据偏差信号的大小和极性（正或负），产生控制作用，传给执行器,执行器将此信号放大、变换后，传到被控对象上,被控对象受执行器传来的信号（称为控制信号）的驱动，产生输出信号；同时，反馈环节又将感知到的被控对象的输出信号，经变换后产生反馈信号。
六、控制系统框图
1.绘制框图的方法
①按下面的顺序确定系统各个环节： a——被控对象，b——执行器，c——控制器，d—一反馈环节（对闭环系统而言，以下同）
②确定被控量（输出量）、控制量、输入量、反馈量和偏差量。
③用带箭头的直线表示信息在系统中流动、传递的方向与过程。
④加上比较环节，闭环。
有时，将控制器与执行器一起总称为广义控制器。
2.绘制的技巧
自右往左画：先画被控对象，再画执行器，接着画控制器、反馈环节，最后画○ⅹ,连线闭环，并标注各量。
3.闭环控制系统框图格式
七、与控制有关的几个概念
二、控制系统框图中的通道与环节的作用
1.通道
框图中，信息流经的路径叫做通道。对于闭环控制系统来说，有两类基本通道，即前向通道和反馈通道。
(1)前向通道，信息流自系统输入量，经比较环节、控制器、执行器，直至被控对象。
(2)反馈通道，信息流采自被控环节的输出量，流经反馈环节，再反馈到系统的输入端（比较环节）。
2.环节及其作用
(1)传感器：也称敏感器。实质上是一个监测元件。其功能与反射弧中的感受器类似。
(2)控制器：产生控制器输出信号并传送给下一个环节。而且还要起到信号的变换与放大作用。其功能与反射弧中的神经中枢类似。
(3)执行器：是控制器输出信号的执行机构，也称执行元件。电动机，是常用的执行器之一。它根据控制器的输出信号产生旋转运动，从而驱动控制对象作相应运动。执行器也可称为驱动器。其功能与反射弧中的效应器类似
(4)比较环节，它根据输人量与反馈量的大小与极性，产生偏差，再传给控制器。
3. 干扰因素与干扰作用
外界环境的变化会对控制系统的运行带来影响。这种外界环境的变化叫做干扰因素，干扰因素通常标注在框图中的被控对象上。这类影响叫做干扰作用。
一个控制系统的干扰因素不止一个，所有的控制系统的工作运行，都会受到干扰因素的影响。干扰因素对控制系统的影响，有时是破坏性的，甚至是致命的。例如，过高或过低的环境温度，可以使人生病，甚至死亡；过于恶劣的气候条件会威胁飞机的飞行安全。
4.干扰与抗干扰性
(1)干扰
控制系统的外部环境或条件对系统的工作准确性产生的影响。
(2)抗干扰性
如果一个控制系统能够很好地避开或抑制干扰，使干扰对系统产生的影响很小，我们就说这个系统抗干扰性强。
[典型例题分析]
1.小强用恒温箱进行实验时，发现恒温箱的温度持续升高，无法自动控制。经检查，恒温箱的控制器没有故障。参照右图，下列故障判断正确的是( )
a.只可能是热敏电阻出现故障
b.只可能是温度设定装置出现故障
c.热敏电阻和温度设定装置都可能出现故障
d.可能是加热器出现故障
解答：此题旨在考查简单控制系统的设计与分析。答案：c
2.某办公楼大厅采用自然光照明，控制系统如下图，大阳光经过反光镜反射到反光球面镜上，反光球面镜再将光线反射到大厅，从而达到采集自然光的目的。当大阳移动后，光线到达反光球面镜的位置也随之发生偏移，相应的传感器就会受到光照产生电信号，控制器根据不同传感器送来的信号控制反光镜作相应的调整。( )
(1)该系统是开环控制系统还是闭环控制系统？
(2)该系统中，被控对象是_____________。
(3)控制器与人体哪个器官的功能是类似的？
(4)请再写出两种利用太阳能的产品。
解答：(1)判定是开环控制或闭环控制，主要看其工作过程中有无反馈，或输出量对控制有无影响。依题意可知该系统为闭环控制系统。
(2)依题干可知被控对象是反光镜
(3)大脑
(4)太阳能热水器、太阳能电池、太阳能飞机、太阳能路灯等
[探究互动]
一、选择题
1.下列控制系统中，属于开环控制系统的是( )
a.电冰箱的温度控制
b.高级笔记本电脑里风扇的转速控制
c.现代化农业温室的温度控制
d.红绿灯定时控制系统
2.按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”，系统中被控对象是( )
a.控制电路 b.红绿灯
c.开关装置 d.路面车辆
3.下列属于闭环控制的是( )
a.电灯 b.电视机
c.电风扇 d.空调机
4.在电冰箱的温度控制系统中，下列情况不属于影响其温度控制的干扰因素( )
a.开电冰箱门
b.电冰箱所在房间的温度从20摄氏度变到32摄氏度
c.热菜或热饭放入电冰箱中
d.在电冰箱外放一盆冷水
5.在公共楼道里，常安装声控灯，既方便，又节电。从控制系统方面来分析，声控灯是( )
a.闭环控制系统 b.开环控制系统
c.声音控制系统 d.循环控制系统
6.电冰箱能够将温度控制在一定范围内，从而保持蔬菜新鲜。电冰箱所采用的设计思想是( )
a.没有反馈信息的控制
b.有反馈信息的控制
c.系统设计流程化
d.系统设计结构化
7.“长征”火箭能把各种卫星准确送入太空轨道，“神舟”飞船能准确地返回地面，这些高技术成果的核心技术之一是( )
a.抗干扰技术 b.流程设计技术
c.控制技术 d.系统优化技术
8.使用电饭煲能方便地蒸出香喷喷的米饭而不糊锅。电饭煲的设计思想采用了( )
a.开环控制 b.闭环控制
c.结构设计 d.实用设计
9.进入阅卷机的答题卡如果破损或被污染了（特别是黑白相间的“同步框”区域），或者被折叠了，阅卷机会自动停止，同时微机屏幕上显示有关的提示。这属于( )
a.开环控制 b.闭环控制
c.分支控制 d.顺序控制
10.现代技术大多是自动控制的，“鹰眼”导弹 能自动寻找目标，识别目标，分析这个过程，其控制的对象是( )
a.操作员 b.导弹 c.弹头 d.目标
11.卫生间的抽水箱，当放水冲刷时，水箱水位下降，浮球也随之下沉，这时与浮球以杠杆相连接的活塞式进水阀门打开，开始注水。水位升高，浮球上升，进水阀门逐渐关小，浮球升到一定位置，进水停止。这种控制系统是( )
a.闭环控制系统 b.开环控制系统
c.浮球控制系统 d.活塞控制系统
12.下面控制系统中，属于闭环控制系统的是( )
a.电风扇机械定时开关控制系统
b.电子门铃控制系统
c.加热炉温自动控制系统
d.自动门
13.新型电热水壶水开自动断电的工作原理为：装水后接通电源，发热器对水进行加热，当水沸腾时，产生的蒸汽冲击开关的双金属片，使其受热膨胀变形，弹开开关触点，断开电源。该控制系统中的控制器是( )
a.开始通电时的手动开关
b.用于水干时断电的防干烧温控器
c.由双金属片等组成的蒸汽开关
d.由电热管组成的发热器
14.用电视遥控器选台属于( )
a.人工控制 b.自动控制
c.气动控制 d.液压控制
15.控制系统中属于自动控制系统的是( )
a.按钮开关控制 b.普通自来水龙头
c.花房恒温控制 d.汽车驾驶
二、填空题
1.下列生活中的控制系统各属于什么类型？请将序号填入相应的空格
①声控灯 ②电铃 ③电饭煲 ④饮水机 ⑤空调 ⑥冰箱
开环控制系统有
闭环控制系统有
2.“嫦娥一号”卫星在运行过程中，太阳能帆板和天线都要不停地调整方向，为的是精确地对着太阳和地球，它们的控制系统都属于 环控制系统。
3.根据消防要求，仓库、图书馆、轮船甚至家庭等处，都需要安装火灾自动报警控制系统，如发生火灾，控制系统就能检测到室内浓烈的烟雾，从而报警，请将下列火灾自动报警控制系统的控制过程框图补充完整。
烟雾→感应控制器→ →报警器→
4.老鹰抓兔子时，老鹰的控制系统主要由眼睛、大脑和翅膀三部分组成。老鹰的眼睛在盯住兔子的同时，也注意自己的位置，并把二者作一比较。比较后的信号代表老鹰的位置与兔子的位置的差距，这种差距信号传递到大脑，大脑接收这种信号后，经过处理，变换相应的控制信号，指挥翅膀改变鹰的俯冲度及方向，一直到逮到兔子。老鹰的控制系统是 （开环/闭环）控制系统。该系统中，控制器是 。该控制系统要达到跟踪的目的，须建立反馈机制，该机制中的反馈环节是 。
5.控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并进行比较的过程，就是 。
6.在水箱水位自动控制系统中，其连杆机构、阀门、水箱等结构从功能上看，分别属于控制系统的 、 、 环节，浮子的作用是 ，这是一个 控制系统。
7控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统称为 控制系统。
[参考答案]
一、选择题
1.d 2.b 3.d 4.d 5.b 6.b 7.c 8.b 9.b 10.c 11.a 12.c 13.c 14.b 15.c
二、填空题
1.①② ③④⑤⑥
2.闭
3.控制器 报警
4.闭环 脑 鹰眼
5.反馈
6.控制器 执行器 被控对象 检测输出量和输入量之间的差值（反馈作用） 闭环
7.开环
控制与设计 篇2
一、控制的含义：控制是人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展。
师：师生分析控制的三要素：有目的、有对象、有手段
举例：一群孩子一块玩，有一人想控制其他 遥控器、电灯开关……
大禹治水：[目的]泄洪 [手段]疏通河道，泄洪为主 禹的父亲鲧（gǔn）
二、控制的分类
人工控制：人工纺纱、普通自来水龙头，旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等；
自动控制：数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等 ，按照执行部件的不同，控制分为：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等 ；
对于自动控制，按控制方式分为：开环控制、闭环控制
1、开环控制——我行我素（学生理解的用成语表达开环控制系统的特点，有趣）
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响。如：红绿灯、电风扇的速度控制
联系《算法与程序设计》，是顺序结构
[实例]自动门的控制系统：人走近门时，门上方的红外装置检测到人体热辐射发出的红外信息，控制电路接收到该信号后，便会发出相应的指令，启动电机运转，从而带动门自动开启，当门开启后，控制电路将做出判断，如果没有人在门四周，就通知电机做反向运转，使门关闭。
[分析]输入量（给定量）：红外装置是否检测到人体热辐射发出的信号；控制器：电路；执行器：电机；被控对象：自动门；输出量：门开启或关闭
2、闭环控制——随机应变、见风使舵
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响。
联系《算法与程序设计》，是循环结构
实例：饮水机
简单的自动水位控制装置
在工厂化的家禽饲养中，由于饲养的空间很小，家禽密度很高，饮水槽不可以做的很大，否则将被家禽践踏而使引水受到污染。但又要保持有充足的水量，不断的自动补充新鲜的饮水。解决这个矛盾的办法就是需要一套自动水位控制系统，使得很小、很浅的饮水槽中始终有水而且水位维持不变。
这个水位控制系统其实非常的简单，基本结构如下图所示
由于蓄水桶上方密闭的空间气压比外界大气压强低，所以能够保持蓄水桶中的水位高于水槽中的水位，当水槽中的水被饮用之后，外部的空气将通过蓄水桶的下方桶口进入到桶上方的密闭区域中，增加了密闭区的压强，蓄水桶中的水位降低，补充了水槽中的水，直至水槽中的水平面高过蓄水桶下方的桶口。
这个水位控制系统，非常可靠，而且极其简单，似乎没有如前所述的检测装置和反馈环节。
其实，这个系统巧妙地利用了空气压力的变化作为“检测信号”，蓄水桶下部桶口的边缘高度就是水位的“给定量”； 进入到桶上方的密闭区域中的空气就是“反馈信号”，通过空气的反馈，达到控制水位的目的，非常巧妙的设计。
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三、干扰的概念
1.
【涵义】：干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动，即除给定量外，引起被控量量值变化的各种因素。
要点：系统行为、被控量量值变化；引起变化的各种因素。
干扰因素
真正的控制系统在运行的过程中还会存在很多的因素影响。在控制系统中，除输入量以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
（1）在电冰箱的温度控制系统中，下列情况是否属于影响其温度控制的干扰因素：
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 开电冰箱门。
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 电冰箱所在的房间的温度从20℃升高到30℃
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 把热菜或热饭放入电冰箱中
10)this.width=10" border=0 twffan="done"> 在电冰箱外放一盆冷水
[拓展知识]通过讲解冰箱工作原理帮助学生理解电冰箱所在房间的温度从20℃升高到30℃是干扰因素；热菜或热饭不能放入冰箱，蜂蜜本身具有抑制细菌生成的功能，所以不必将其放入冰箱内。
（2）骑自行车的干扰因素：逆风、上坡路……
四、反馈：（比较容易理解）出现在闭环控制系统中，举例机器人扑灭蜡烛
【思考与分析】
（1）在出现干扰的情况下，开环控制系统和闭环控制系统哪种受干扰的影响小？为什么？
是开环控制系统，它本身不能对被控量的偏差进行调整和补偿
（2）举出一些由于干扰而使控制系统受到影响的例子。
大雪天出行、病毒攻击、手机干扰、飞机
手机辐射较大时的几种情况：
a 一格电时 b 充电时 c 刚接电话的瞬间 d 开关机的瞬间
五、控制系统设计
功能模拟法（人机对奕）
黑箱方法（中医“望闻问切”、挑西瓜）
六、跟踪练习
题目中涉及到atm自动取款机：联系“许霆案”，和学生讨论当你到自动取款机取款，遇到类似的情况，怎样处理？学生很感兴趣，多数学生对法院判其无期徒刑不理解，顺势给学生讲了已经构成盗窃国家金融机构罪。
控制与设计 篇3
奉化市教师进修学校黄育稼
第四单元控制与设计
一、课程标准内容
本单元内容体现了《通用技术课程标准》以下几点要求：
1、理解控制的含义及其在生产和生活中的应用。
2、分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
3、能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
4、能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
5、了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案。
6、能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
二、教学要求
第一节 控制的手段与应用
基本要求
1、理解控制的含义，明确控制的目的和对象。
2、了解控制的手段，知道人工控制和自动控制。
3、理解控制在生产和生活中的应用。
第二节 控制系统的工作过程与方式
基本要求
1、会分析典型案例，知道简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
2、知道闭环控制系统的基本组成，能画出简单的闭环控制系统的方框图，并知道其中的控制器和执行器的作用。
第三节 闭环控制系统的干扰与反馈
基本要求
1、能结合案例，找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素。
2、理解反馈的含义，知道闭环控制系统中反馈环节的作用。
3、知道闭环控制系统的工作过程。
4、了解功能模拟方法和黑箱方法。
第四节 控制系统的设计与实施
基本要求
1、了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计方案。
2、能根据开环系统的设计方法，制作一个控制装置。
三、设计思路
本单元所研究的控制与设计，是在前一单元系统与设计基础上的延伸。本单元从学生熟悉的生活事例入手，运用案例分析方法，由浅入深在展开控制的概念、控制的应用、开环控制系统和闭环控制系统的工作过程以及简单控制系统的设计等。有利于学生掌握控制系统的基本知识与运用。
无论是自动机器，还是神经系统、生命系统，以至经济系统、社会系统，撇开各自的质态特点，都可以看作是一个自动控制系统。在这类系统中有专门的调节装置来控制系统的运转，维持自身的稳定和系统的目的功能。控制机构发出指令，作为控制信息传递到系统的各个部分（即控制对象）中去，由它们按指令执行之后再把执行的情况作为反馈信息输送回来，并作为决定下一步调整控制的依据。
在社会生活中，控制具有十分重要的实践意义，通过对控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机理等的理解，有助于学生运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。
第一节控制的手段与应用，通过大禹治水、射手射击等控制的事例，说明人们要实现自己的意愿或目的，就要通过一定的控制手段。通过控制在人们日常生活和生产中运用的实例分析，进一步明确控制应用的广泛和重要。
第二节控制系统的工作过程与方式，通过水泵抽水、自动门等案例，理解开环控制系统的特点是输出量直接受输入量的控制，从游泳场的水位控制案例理解闭环控制的关键是增加了一个对输出量的检测装置，使输出量能反馈到输入端并与给定量比较，从而使输出量稳定在一定范围内。
第三节闭环控制系统的干扰与反馈，干扰因素和反馈是闭环控制系统中的两个重要的核心概念，闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。功能模拟方法和黑箱方法是控制论的主要方法。功能模拟法以功能行为相似为基础而建立模型，为仿生学、人工智能、价值工程提供了科学方法，黑箱方法是通过考察系统的输入与输出关系认识系统功能的研究方法，是探索复杂大系统的重要工具。
第四节控制系统的设计与实施，分别通过简单的开环控制系统和闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计强化学生对设计的多方案的理解。
四、教学准备
1、相关学科知识。本单元要求学生具有初中物理学科电学基础知识。
2、教学器材和材料。本单元需要的教学设备和器材主要有，学生技术试验用齿轮、齿条、硬纸板、线、剪刀、可调光台灯的试验电路板和配套电器元件等。若教师选择其他试验载体，则应准备相应器材、材料和工具。
五、课时安排
本单元建议使用8课时，具体安排可参考下表。
节次 内容 建议课时数
第一节控制的手段与应用 1
第二节控制系统的工作过程与方式 2
第三节闭环控制系统的干扰与反馈 3
第四节控制系统的设计与实施 2
合计 8
六、教学建议
1、本单元的教学内容有一定的难度，教师需查阅有关自动控制方面的书籍，熟悉有关自动控制的专业知识，理解控制系统的基本理论和工作原理，重点对开环控制系统和闭环控制系统其及它们之间的异同进行研究和分析，教学中要注意深度、难度的把握。
2、应充分挖掘日常生活中运用控制的事例，启发学生从实例出发理解控制系统的工作原理。特别是控制系统的方框图的绘制，应结合学生生活实际选取典型案例进行分析和讲解。教师除了选择教科书中的试验和设计案例外，还可根据学生对控制系统的理解水平，有针对性地选择其他小试验和设计载体，并指导学生收集资料和实物。
3、教师在教学设计中，应恰当安排课内时间，对于学生方案设计的讨论和点评，可放在课内进行，而方案设计的思考过程以及设计作品的制作形成过程，则可以“家庭作业”的形式放在课外，以解决课时不够的问题。
4、教学中要重视在作品制作过程中的用电安全管理。
5、建议第一节可安排适当的小组讨论，列举控制在日常生活中的应用，讨论的对象应该是学生熟悉的电风扇、自行车、洗衣机等；第二节可安排小制作，如教材中提供的“活动猴”的制作，也可以采用其他项目；第三节可让学生在讨论分析的基础上，画出相关控制系统的框图；第四节让学生设计方案，并进行制作。
七、教学评价
1、对学生技术试验的评价，应注意紧扣试验目标和试验要求进行，例如制作小猴动作控制的小试验，教师评价学生试验是否成功的首要标准应该是小猴的动作是否与线的拉动有对应关系，也就是这一控制系统的输入与输出之间的对应关系，而非小猴做得是否逼真可爱，进而还可进一步评价当给以较小的输入量时，是否有输出动作对应。
2、对学生设计制作的作品评价也应如此。通过观察学生在完成实际的设计制作任务时的表现，来评价其知识技能和方法的掌握程度、运用技术解决问题的能力等。表现性评价强调的是做而不是知道，一般较少有单一正确的答案，多种行为表现和问题解决的方案都可以认为优秀。
3、本单元结束后，将面临着学生的学分认定。学分认定当然是过程评价与终结评价相结合。过程性评价可以根据学生在本模块学习过程中的表现记录进行衡量。终结评价不排除书面测试这种方式，关键是教师应事先规划测试的内容、目标、不同内容所要求的能力层次和恰当的题量，并设计有效的测试题目。教师在终结评价时还应设计1——2道操作试题，试题的设计一定是使学生在一定时间内可做完，并能客观地反映学生操作水平的题目。
控制与设计 篇4
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第四单元控制与设计
第三节 闭环控制系统的干扰与反馈
一、教学内容分析：
本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系，是全书的重点章节，也是控制系统的具体应用章节。为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基础。
本节内容在《控制和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可以使学生对闭环控制系统中的反馈（feedback）有很深的认识，而且也为闭环控制系统的设计与实施打好基础。本节教材主要包含三部分内容：干扰因素、反馈、功能模拟法、黑箱法。本节是本单元的重点，也是一个难点，分析干扰因素及反馈给控制系统带来的影响，综合了本单元前两节的知识。从模块角度看，该节融合了该模块第二单元流程与设计，以及第三单元系统与设计的内容，控制过程本身的工作过程就是一个流程，闭环控制系统大致包括控制环节、执行环节、反馈环节和比较环；反馈也体现了系统的环境适应性，因此，本节是本模块的综合应用。本单元是本课程知识的综合应用，综合了必修1、必修2的知识，讲了闭环自适应控制，体现了技术以人为本的理念。
二、教学对象分析：
学生对控制机理比较陌生，整个教学都应以案例分析为主，所举案例应力求简单。
三、目标：
1.知识与技能：
（1）能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
（2）熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用。
（3）熟悉闭环控制系统的工作过程。
（4）了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用。
2.过程与方法：
用方框图分析生活中常见控制系统，通过实践、游戏、讨论、分析、讲授法、问题教学法、小组讨论法、设计教学法等方法使学生懂得反馈在闭环控制系统中的作用，了解功能模拟方法和黑箱方法在控制系统中的应用；结合案例分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素及克服方法。
3.情感态度价值观：
通过学习，联系生活，能具体问题，具体分析，能在生活中应用反馈原理，调节自身的心理、学习与生活。培养学生的观察能力，体验学习乐趣。渗透安全教育、德育教育、环保等教育。
四、教学重难点：
1.教学重点：
干扰因素；反馈与闭环系统的工作原理；开环控制系统与闭环控制系统的选用。
2.教学难点：
干扰因素的判定；闭环系统的工作原理；功能模拟方法、黑箱方法。
五、教学概述：
通过人们熟悉的例子来说明在控制系统中除输入量以外能引起被控量变化的各种因素都是控制系统的干扰。用方框图分析生活中常见控制系统，通过实践、游戏、讨论、分析等方法使学生懂得反馈在闭环控制系统中的作用。
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控制与设计 篇5
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第四单元控制与设计
第一节 控制的手段及应用
一、教学内容分析：
本节内容是苏教版《技术与设计2》第四单元第一节“控制的手段与应用”，主要内容有“控制的手段”、“控制的应用”，其中控制的应用在《控制与设计》这一单元中具有较重要的地位和作用，要求学生能从应用的角度来理解控制的含义。通过案例的分析，归纳出对控制的认识，学会用整体的、互相联系的观点解决实际生活中的问题。本节内容有助于提高学生的观察能力和分析能力，在日常生活中有广泛的应用，并且为后续的教学内容――“控制系统的设计”作准备，有着承上启下的作用。
本节内容："1.控制的手段"、2."控制的应用"
二、教学对象分析：
学生已具有了流程与系统的基本理念，具有了观察和使用简单控制系统的生活体验，这些知识和经验为教学提供了条件，结合教材的深入讲解，学生不会感到知识的跳跃性过大。
三、目标：
1.知识与技能：
1、理解控制的含义。
2、了解控制的手段。
3、理解控制在生产和生活中的应用。
2.过程与方法：
通过视频导出新课，通过案例分析和课堂讨论理解控制的含义和了解控制的手段，并知道控制的应用。
3.情感态度价值观：
通过对控制现象的分析，对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。
形成认真严谨的态度，一定的创新精神和实践能力，进而树立正确的设计理念。
四、教学重难点：
1.教学重点：
（1）理解控制的含义，理解手动控制与自动控制。
2.教学难点：
发现并理解生活中的控制现象，对其分析并明确控制的"三要素"。
五、教学概述：
1.通过对典型案例的分析与讨论，让学生了解控制的含义及其在生活、生产中的作用。
2.组织学生阅读、讨论、分析，知道如何从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各种受控对象。
2课时。
六、教学器材：
典型案例图片收集，课件制作，收集相关视频材料。
七、教学过程：
一）引入新课：
想一想：分析下列事物发展与变化的多种可能性：
鲜花：
鱼塘：
成熟的西瓜：
结论：事物的发展与变化呈现多样性，发展结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的，如果人们想达到某一特定目的，就必须借助适当的手段来实现。
第四单元控制与设计
第一节控制的手段及应用
二）新课教学
一、控制的手段:
用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存在，对控制有初步的认识，打破其神秘感。
现代社会中控制的例子：
学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统、音乐喷泉系统、后门口自动伸缩门等。
家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等、自动伞、自动热酒壶。
社会：饮水机、幻彩声控灯、验钞机、干手机、交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等
古代社会中的例子：
案例1：大禹治水（图片）p096
问题：大禹治水过程中，通过什么手段实现了什么样的目的？
事例
对象
目的
手段
结果
古代治水
洪水
远离洪水
垒坝筑堰，填塞洪水（尧）
愈治愈泛、被帝治死
疏通河道，泄洪为主（禹）
水患大治、传奇英雄
现代治水
加深加宽过水平面，炸除礁石，建堤防，河道整治，植树造林，保护流域生态环境
答案：通过“疏通河道，泄洪为主” 手段实现治理好水患的目的。
【案例分析】
采取不同的控制手段，所获得的结果是不同的，在当时的具体条件下，垒坝筑堰、填塞洪水短期内也许是可行的，但是长远来讲疏通河道，泄洪才能从根本上解决问题。
所以，我们必须采取适当合理的控制手段才能使事物向我们期望的目标发展，这就是控制。
案例2：木牛流马：
《三国演义》第一百二十回“司马懿占北原渭桥 诸葛亮造木牛流马”其中描写诸葛亮六出祁山，七擒孟获，威震中原，发明了一种新的运输工具，叫“木牛流马”，解决了几十万大军的粮草运输问题，这种工具比现在的还先进，不用能源，不会造成能源危机。
据研究：木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计，通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手推车，载重大，前由人拉、后由人推，运行较慢；流马载重小，轮子稍大一些，由一人推，运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小：木牛行动较笨而慢，像牛；流马行动敏捷而快，像马。不是说它们外形像牛像马。
目的：帮助军队运送战略物资。
案例3：希罗自动门（图片相关材料见教参p66或江苏版p107。）
公元1世纪,希腊人希罗建造的自动打开庙门的装置(图1)是最早利用气压和液压为动力的自动门。如图所示，祭坛点火使1的空气膨胀，水流入2，利用水的重量使轴3转动,将门打开。祭坛灭火，门即自动关闭。
希罗自动门如何实现自动开关门的？
利用气压和液压动力装置，实现自动开门、关门。
总结：事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。
1.控制的涵义
（引入控制的概念）
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向预期的目标发展，这就是控制（control）。
那么，运用什么手段来实现呢？
2.控制的三大要素：
1）控制的对象是什么；
2）控制要达到什么目的；
3）采取什么控制手段。
[马上行动] 找出自行车中存在的各种控制现象：
同学每天都是骑自行车来上学的，在行车过程中，我们通常要控制自行车的速度，方向，遇到人多的情况还需要控制刹车使车减速。
自行车在行驶时的方向控制问题，其控制的对象就是自行车，控制的目的是为了改变自行车的前进方向，控制的手段就是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮改变方向。
自行车在行驶时的速度控制问题，其控制的对象就是自行车，控制的目的是为了改变自行车的前进速度，控制的手段就是骑车人通过车闸，改变自行车的速度。
马上行动：结合事例（用音乐喷泉的事例），重点阐明控制的对象是什么；控制要达到什么目的；采取什么控制手段。
控制事例
控制的对象
控制的目的
控制的手段
电风扇扇叶转速快慢的控制
电风扇
调节速度
换档
音响的音量控制
音响
音量的调节
旋钮
燃气热水器温度的控制
热水器
调节出水口温度的高低
改变燃气火头的大小
用喷雾器喷洒农药
喷雾器
给庄稼治病
操作喷雾器的手柄
大禹治水
洪水
安息洪波、大治水患
疏通河道，泄洪为主
人力三轮车转弯中的方向控制
人力三轮车
改变三轮车行驶的方向
双手转动车把
3.控制的分类：
控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形来分，控制有人工控制和自动控制。
人工控制：控制的过程必须在人的直接干预和全程干预下才能完成控制任务。
自动控制：在控制的过程中不需要人的直接干预，使事物的变化准确的按照期望的方向发展。
案例分析：从手摇扇到空调器，手动——手动控制——自动控制
【举例】电扇的风速控制：由人操作电扇风速档位，电机以一定的转速带动扇叶转动，输出预定的风速。
风扇的风速控制过程中是由人直接参与的，属于人工控制。
空调的温度调节控制：由温度传感器检测室内温度是否达到预设温度，对制冷压缩机进行调控，若室内温度高于预设温度，空调的制冷控制电路就会启动制冷压缩机，送出冷风，当温度下降到预设温度以下，制冷压缩机停止工作。
【学生活动】请同学区分人工控制和自动控制。
音响的音量控制
人工
全自动洗衣机
自动
普通水龙头出水的控制
人工
电冰箱内温度控制
自动
自动取款机
自动
篮球运动员投篮过程控制
人工
自动烘手机
自动
自动感应门的开关控制
自动
电梯的上下运行过程控制
自动
飞镖的投掷过程控制
人工
肥胖人群体形控制
人工
声控走廊灯的控制
自动
红外自动水龙头出水控制
自动
红绿灯的转换过程控制
自动
手摇晾衣架的控制
人工
光控路灯的控制
自动
马上行动：把你了解的人工控制和自动控制的事例填写在下面的横线上：
人工控制：人工纺纱、普通自来水龙头，旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等。
自动控制：数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等。
按照执行部件的不同，控制分为：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等
对于自动控制按控制方式分为：开环控制、闭环控制和复合控制。
二、控制的应用
控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。
通过事例说明控制在社会生产生活的各个领域的应用。
1.控制在工业生产中的应用
控制应用到工业生产中，提高了产品的质量和生产效率，减轻了工人的劳动强度，为工人提供了安全保障。
案例1：汽车自动化生产线。（图片）
汽车焊装、汽车油漆、汽车检测
【讲解】汽车自动装配生产线实现了汽车零件的自动装配、喷漆等，并能对零件的传送速度进行控制，便于生产操作，大大减轻了工人的劳动强度，提高了产品质量和生产效率。
2.控制在农业生产中的应用
控制应用到农业生产中，提高了劳动效率，减轻了农民的劳动强度，使农民减少在农田里日晒雨淋的时间。
案例2：农业现代化设施。（图片）
折射式微喷、锤式微灌、射流式微喷
【讲解】农田节水灌溉控制，在控制农田灌溉水量、实现水量均匀喷灌的同时减轻了农民的劳动强度。
3.控制在日常生活中的应用
控制应用到日常生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的要求。
空调机
自动取款机
自动控制水龙头
… …
案例3：现代网络家电。（图片）
a.海尔my-2070egz网络微波炉
1、远程控制：通过因特网、手机短信和移动/固定电话等网络，主人可以在任何时间、任何地点远程操作家里的微波炉，给独自在家的儿童做一顿美餐；
2、无线通讯：主人所发送的控制信号通过家庭网关无线通讯至微波炉，没有繁杂的走线，消除厨房安全隐患；
3、菜单下载：从因特网下载烹调菜单，享受最新的美味；
4、自动反馈：微波炉的运行状况、机身故障等信息可通过因特网、e－mail、手机短信和电话等网络即时通知用户或售后厂商；
5、智能安全管理：远程加、解锁，保护家中儿童；
b.无线遥控技术，使安装高度不再受限，操作更加自如智能变速技术,只要你选择智能变速技术，系统便会自动转换功率，从而实现更多的热水出水量，让我们的洗浴更加舒适
专利防电墙技术，确保您即使在不安全用电环境下的洗浴安全安全预警技术，时刻监测用电环境，当用户家地线带电，显示屏报故障显示“e4"，蜂鸣器发出警示音，提醒用户家中存在用电隐患
c. 网络超薄氧吧换新风空调
1、远程控制：通过因特网、手机短信和移动/固定电话等网络，主人可以在任何时间、任何地点远程操作家里的空调；
2、无线通讯：主人所发送的控制信号通过家庭网关无线通讯至空调，无须布线，不影响房间美观；
3、操作简单：无须下载任何管理软件；
4、自动反馈：空调的运行状况、机身故障等信息可通过因特网、e－mail、手机短信和电话等网络即时通知用户或售后厂商；
5、智能享受：主人在快到家时预先打开家里的空调，长期不在家时也可以打开空调进行除湿等操作，既节能环保又能够最大限度的享受舒适的生活；
6、智能化空气调节：如果配上相应的网络空气质量传感器，当家庭中某项指标超标时，空调会自动启动相应的功能进行调节；
7、功能简介：正压换新风氧吧，健康除菌光，超薄时尚外观，自动可关闭进风口，强力杀菌媒，辅助电加热，停电补偿技术，健康负离子，夜光按键遥控器。
4.控制在社会生活中的应用
控制应用到社会生活中，使整个社会能协调、健康、有序地发展。
控制人口增长，提高人口素质
各种法律制度
交通管理
… …
5.控制在军事、国防中的应用
控制应用到军事国防中，提高了国家防备和抵抗侵略的能力，为保卫国家的主权、统一、领土完整和安全提供了必要的条件。
【辩论】自动控制技术在各行各业的应用，一方面减轻了人的劳动强度，解放了生产力，另一方面也可能造成失业人数的增加，对此，你持什么观点呢？请分小组讨论，并说明原因。
这两个命题并不矛盾。从经济学角度，发展密集型产业，解放劳动力，是社会发展的趋势，而富余的劳动力，则可以通过发展第三产业得以解决。
小结：
一、控制的手段:
1.控制的涵义
2.控制的三大要素：
3.控制的分类：
二、控制的应用
练习：
2.机械控制：普通水龙头、浮子——杠杆水位控制、电饭煲等。
电子控制：电子计算器、家用电冰箱、自动门、汽车自动变速器的电子控制装置。
气动控制：化工生产中常用的气动阀门、公交车车门开关控制。
液压控制：建筑工地打桩机、修理汽车用的油压千斤顶。
控制与设计 篇6
一、控制的手段与应用
一、
二、
1、
2、
3、
1、控制的含义：b
人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
按人工干预来分：人工控制、自动控制
按执行部件来分：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制
2、控制的手段：a
3、控制的应用：b
（1）生活：控制应用到生活中，提高了人们的生活质量，人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的环境，使之满足人们的需要。
（2）生产：生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及加工动作等进行控制，控制在生产中得到了极为广泛的应用。
（3）军事国防：控制在军事、国防等领域也有着广泛的应用。
二、控制系统的工作过程与方式
1、简单开环控制系统的基本组成和工作过程：c
概念：控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统。
例：红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾自动报警系统、公园的音乐喷泉自动控制系统、
红外线自动门控制系统、普通电风扇风速控制系统、可调光台灯控制系统等。
特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。
方框图：
输入量：控制系统的给定量。
控制器：对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。
执行器：直接对被控对象进行控制的装置或元件
控制量：执行器的输出信号。
被控对象：控制系统中所要控制的装置或生产过程
输出量：控制系统所要控制的量。
2、闭环控制系统的基本组成：b
概念：系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统。
例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统、花房温度控制系统、投篮、
家用电饭锅保温控制系统、家用电冰箱温度控制系统等。
基本组成：与开环控制系统相比，闭环控制系统多了检测装置、比较器。
3、闭环控制系统的方框图： c
4、控制器和执行器的作用：c
控制器：对输入信号（偏差值）进行运算处理，并发出控制命令。
执行器：根据指令对被控对象直接控制。
三、闭环控制系统的干扰与反馈
1、干扰因素：c
在控制系统中，除输入量（给定值）以外，引起被控量变化的各种因素称为干扰因素。
有的干扰因素是环境造成的，如影响自行车行驶速度的变化的自然风等；
有的干扰因素是人为原因所致，如影响飞机导航信号的手机信号等。
2、反馈的含义：b
控制系统中，将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较的过程，就是反馈。
例：投篮、自动电水壶
3、反馈环节的作用：a
通过将输出量通过适当的检测装置，返回到输入并与输入量进行比较，从而减少输出量的偏差，稳定输出量。
4、闭环控制系统的工作过程：a
（1）闭环控制系统的核心是通过反馈来减少被控制量（输出量）的偏差。
（2）工作过程：
1由于干扰因素的存在，系统的被控量偏离给定值时；2闭环控制系统中的反馈环节能及时检测出被控量的值，并迅速反馈到输入端，与给定值进行比较；3控制器根据比较得到的偏差信号进行调节，从而是系统的被控量接近给定值，达到精确控制的目的。
例：供水水箱的水位自动控制系统、加热炉的温度自动控制系统
5、功能模拟方法：a 以功能和行为的相似性为基础，用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法，就是功能模拟方法。
黑箱方法：a 把将要研究的系统作为黑箱，通过对系统输入与输出关系的研究，进而推断出系统内部结构及其功能的方法，就是黑箱方法。
例：通过输入图像、电或声音信号，观测、分析脑电波的输出反应，研究人脑对视觉或听觉信息的传递、变换和处理功能，得知人脑内部结构的细节，就是黑箱方法的运用。
6、开环控制系统与闭环控制系统的比较：
开环控制系统一般结构简单，适用于控制精度要求不高而系统本身的元件又比较稳定的场合。
闭环控制系统设计比较麻烦，结构相对复杂，构成控制系统的成本较高。闭环控制系统是自动控制中广泛采用的一种方式，用于要求高精度和高可靠性的场合。
四、控制系统的设计与实施 p118 c
1、控制系统设计的一般思路：
系统要达到的目标？控制的对象？被控对象的特性？被控量和控制量？外界的主要干扰因素？怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现？设备和元件？
2、开环控制系统的设计(书本p119案例分析：电吹风控制系统的设计)
开环控制系统的设计相对比较简单，在明确设计要求，明确被控对象、被控量和控制量后，即可考虑具体控制系统的方案。
3、闭环控制系统的设计(书本p120案例分析：抽水马桶水箱的自动控制系统的设计)
基本要求：第一、一个闭环控制系统要正常工作，首先必须是稳定的。
第二、控制系统的控制精度必须符合要求，即系统的输出量与给定值之差应控制
在允许的范围之内。
第三、闭环控制系统应有较好的抗干扰性能。
在进行闭环控制系统的设计时，几项控制要求之间往往会产生矛盾，需要结合具体问题全面解决或有所侧重地解决。
控制与设计 篇7
本单元从学生熟悉的生活事例入手，运用案例分析方法，由浅入深在展开控制的概念、控制的应用、开环控制系统和闭环控制系统的工作过程以及简单控制系统的设计等。
一、教学目标
1、理解控制的含义及其在生产和生活中的应用。
2、分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
3、能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
4、能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
5、了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案。
二、设计思路
本单元所研究的控制与设计，是在前一单元系统与设计基础上的延伸。
无论是自动机器，还是神经系统、生命系统，以至经济系统、社会系统，撇开各自的质态特点，都可以看作是一个自动控制系统。在这类系统中有专门的调节装置来控制系统的运转，维持自身的稳定和系统的目的功能。控制机构发出指令，作为控制信息传递到系统的各个部分（即控制对象）中去，由它们按指令执行之后再把执行的情况作为反馈信息输送回来，并作为决定下一步调整控制的依据。
在社会生活中，控制具有十分重要的实践意义，通过对控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机理等的理解，有助于学生运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。
本单元从学生熟悉的生活事例入手，运用案例分析方法，由浅入深在展开控制的概念、控制的应用、开环控制系统和闭环控制系统的工作过程以及简单控制系统的设计等，有利于学生掌握控制系统的基本知识与运用。
本单元的内容有：
1、控制的手段与应用
通过大禹治水、射手射击等控制的事例，说明人们要实现自己的意愿或目的，就要通过一定的控制手段。通过控制在人们日常生活和生产中运用的实例分析，进一步明确控制应用的广泛和重要。
2、控制系统的工作过程与方式
通过水泵抽水、自动门等案例，理解开环控制系统的特点是输出量直接受输入量的控制，从游泳场的水位控制案例理解闭环控制的关键是增加了一个对输出量的检测装置，使输出量能反馈到输入端并与给定量比较，从而使输出量稳定在一定范围内。
3、闭环控制系统的干扰与反馈
干扰因素和反馈是闭环控制系统中的两个重要的核心概念，闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。
功能模拟方法和黑箱方法是控制论的主要方法。功能模拟法以功能行为相似为基础而建立模型，为仿生学、人工智能、价值工程提供了科学方法，黑箱方法是通过考察系统的输入与输出关系认识系统功能的研究方法，是探索复杂大系统的重要工具。
4、控制系统的设计与实施
分别通过简单的开环控制系统和闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计强化学生对设计的多方案的理解。
三、教学准备
1、相关学科知识
本单元要求学生具有初中物理学科电学基础知识。
2、教学器材和材料
本单元需要的教学设备和器材主要有，学生技术试验用齿轮、齿条、硬纸板、线、剪刀、可调光台灯的试验电路板和配套电器元件等。
若教师选择其他试验载体，则应准备相应器材、材料和工具。
四、课时安排
本单元建议使用10学时，具体安排可参考下表。
节次 内容 建议学时数
第一节 控制的手段与应用 2
第二节 控制系统的工作过程与方式 2
第三节 闭环控制系统的干扰与反馈 3
第四节 控制系统的设计与实施 3
合计 10
五、教学建议
1、教师需查阅有关自动控制方面的书籍，重点对开环控制系统和闭环控制系统其及它们之间的异同进行研究和分析。
2、教师除了选择教科书中的试验和设计案例外，还可根据学生对控制系统的理解水平，有针对性地选择其他小试验和设计载体，并指导学生收集资料和实物。
3、教师在教学设计中，应恰当安排课内时间，对于学生方案设计的讨论和点评，可放在课内进行，而方案设计的思考过程以及设计作品的制作形成过程，则可以“家庭作业”的形式放在课外，以解决课时不够的问题。
六、教学评价
1、对学生技术试验的评价，应注意紧扣试验目标和试验要求进行，例如制作小猴动作控制的小试验，教师评价学生试验是否成功的首要标准应该是小猴的动作是否与线的拉动有对应关系，也就是这一控制系统的输入与输出之间的对应关系，而非小猴做得是否逼真可，进而还可进一步评价当给以较小的输入量时，是否有输出动作对应。
2、对学生设计制作的作品评价也应如此。通过观察学生在完成实际的设计制作任务时的表现，来评价其知识技能和方法的掌握程度、运用技术解决问题的能力等。
表现性评价强调的是做，而不是知道，一般较少有单一正确的答案，多种行为表现和问题解决的方案都可以认为优秀。
3、本单元结束后，将面临着学生的学分认定。学分认定当然是过程评价与终结评价相结合。
过程性评价可以根据学生在本模块学习过程中的表现记录进行衡量。终结评价不排除书面测试这种方式，关键是教师应事先规划测试的内容、目标、不同内容所要求的能力层次和恰当的题量，并设计有效的测试题目。教师在终结评价时还应设计1——2道操作试题，试题的设计一定是使学生在一定时间内可做完，并能客观地反映学生操作水平的题目。
七、参考资料
1、《控制论》，罗伯特•维纳，科学出版社
2、《自动控制与系统工程》，宋健，中国大百科全书出版社
3、《控制控制基础》，王积伟，高等教育出版社
控制与设计 篇8
点击下载完整稿《控制系统的工作过程与方式》.doc
点击下载完整稿《控制系统的工作过程与方式》.ppt
第四单元控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式
一、教学内容分析：
《控制系统的工作过程与方式》选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术-技术与设计 2 》的第四单元第二节（江苏教育出版社）。
《控制系统的工作过程与方式》这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。
生活中不乏简单控制系统的应用，人们对此往往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、用控制的思维看周围的存在，分析其道理。
本课教学内容，从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。
二、教学对象分析：
学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。本节课的教学除了继续加深对技术与设计的知识深度和技能程度外，更是培养技术思想和方法的很好的平台和载体。因此，应多贴近学生生活经验出发，从实例分析入手，逐步归纳出对控制系统的一般认识，并能对开环控制系统的工作过程、方框图进行分析。
三、目标：
1.知识与技能：
1.分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
2.熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图。
3.理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用。
2.过程与方法：
鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。注意引导学生体会控制系统的工作过程和方式，特别是理解闭环控制的工作过程以及其构成的作用。
3.情感态度价值观：
提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望，并能保持积极审慎的态度。
四、教学重难点：
1.教学重点：控制系统的构成；开环系统与闭环系统的构成与判断。
2.教学难点：开环系统与闭环系统的构成与判断。
五、教学概述：
本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“案例情景—机理分析—总结归纳－认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。让学生本着“回想—分析—联想—猜想”的思维过程，对教学内容进行步步展开，使学生亲历自主探索和思维升华的过程。
在重要的“问题分析”环节上立足于“控制系统设计的目的性”，让学生抓住问题的主要矛盾，“归纳总结”阶段着重引导学生完善知识框架。让学生在自主探索中经历思维升华的过程。
2课时
六、教学器材：
多媒体课件等。
七、教学过程：
一）引入新课：
日常生活中的控制举例：
a.拔动教室电灯开关，灯的亮与不亮与手动有关。
b.声光感应开关，当有声音时灯亮。
c.红外感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离开则不出水。
d.宾馆自动门，当有人进入，门自动打开。
e.当手靠近自动烘手机时，机器启动；当手离开时，机器关闭。
（是靠着红外线感知手的靠近过程，没有人用的时候，鼓风机和加热电炉丝都自动切断了电源。当手的温度在红外传感器监视范围之内的时候，烘手机就启动。）
师生归纳、抽象以上活动的特征：
一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）。
这些控制是怎样实现这个功能的呢？或者说，它们工作过程是怎样的呢？这个知识我们这节课就要学到。今天我们来学习第二节：控制系统的工作过程与方式
二）新课教学....
控制与设计 篇9
教学案例
二 控制系统的工作过程与方式
教学目标
1 分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程
2 熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图
3 理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用
教学内容分析
《控制系统的工作过程与方式》选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术-技术与设计 2 》的第四单元第二节（江苏教育出版社）。
《控制系统的工作过程与方式》这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。
根据学生已经学习的内容和认知特点，我们利用两个课时来完成本节的教学，让学生通过对相关典型控制应用案例的深入分析，引导学生在对控制系统的生活生产应用分析，进而熟悉控制系统的基本组成和工作过程，通过对开环和闭环控制基本组成和其工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用。
教学对象分析
学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。结合前面的应用案例分析，进一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。
教学策略
教法：
本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“案例情景—机理分析—总结归纳－认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学置于具体的案例情景当中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，使学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。让学生本着“回想—分析—联想—猜想”的思维过程，对教学内容进行步步展开，使学生亲历自主探索和思维升华的过程。
学法：
鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。注意引导学生体会控制系统的工作过程和方式，特别是理解闭环控制的工作过程以及其构成的作用。
教学过程
1、控制系统：
【案例分析】
自行车速度的控制的实现过程、电风扇风速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更换的控制过程、航空模型的控制过程
（画出控制过程方框图）
【总结】
一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，我们称之为控制系统。
控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
【马上行动】（课文p102）
控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2、开环控制：
【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控制过程分别引出两个名词：输入量和输出量】
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制系统成为开环控制系统。
开环控制系统的方框图：
【案例分析】
自动门的控制系统、水泵抽水控制系统
【学生课堂举例并分析】
公共汽车车门控制系统
（红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统等等）
（要求学生能画出其控制方框图）
3、闭环控制：
【教师分析与学生讨论：在游泳池注水控制系统增加水位测量设备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环控制过程有何区别，输出量输入量之间产生了什么关系和作用。】
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。
闭环控制系统方框图：
（解释方框图中的一些图标代表的含义）
（让学生观察并解释闭环控制系统与开环控制系统的区别？然后教师归纳总结）
【生活案例】保温电饭锅的保温控制、空调的温度控制等等
【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温控制等等
【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控制
【马上行动】（课堂练习）p106
（让学生谈谈生活生产中的闭环控制系统并分析其工作过程）
教学反思
把教学的案例情景设置在学生身边经常遇到的例子，如自行车等生活常用工具和产品，根据目标对教学内容进行筛选，尽量去掉教材中易使学生厌烦的信息，留下学生能够参与和感兴趣的信息，激发学生的学习热情。如果有可能，就尽量减少教师的课堂讲解，要给学生充足的时间和空间来思考和发展，使学生有时间和空间进行自我调控、自主学习、自我分析、互相评价、促进学生学会学习。
我们不能仅仅经常问学生“为什么这样？”，还要努力促进学生被动的回答教师的“为什么”转化发展为经常向自己提出“为什么”。这个转化过程的引导值得我们进一步研究和探索。在课堂的互动中，所有学生都应学会如何与其他同学合作，互相补充，为求最佳解答方案而竞争，自主地进行独立学习。而教师则要进一步丰富自己的系统和控制技术和社科知识，提高教育心理学和学习心理学的水平。
作者：海南中学 周仁忠
控制与设计 篇10
第四章 控制与设计
第一节 了解控制
授课教师:马 姣
课 目:通用技术
职 称
中二
毕业专业
教育技术专业
电 话
13469584922
电子邮箱
作品名称
案例4.1.1 控制与设计-----了解控制
工作单位意见
（签章）
县（区）教研室意见
（签章）
市教研室意见
（签章）
自治区教研室评审结果
（签章）
备注
案例 4.1.1 控制与设计----- 了解控制
设 计 者
马 姣
单 位
宁夏银川市育才中学
案例名称
控制与设计-----了解控制
适用范围
必修模块2通用技术”技术与设计2”
课 时
1课时
案例背景:
普通高中通用技术新课程的总目标是提高学生的技术素养,促进学生富有个性的发展.技术与设计2将“结构与设计”、“流程与设计”、“系统与设计”、“控制与设计”设置为四个相对独立的专题来讲述。每一章都是从同学们身边或典型的实例入手，引导大家了解相关技术与生活、生产的密切关系。虽然四章是相对独立的，可是彼此之间又相互联系。通过对事例的分析，让同学们明白在任何一件设计或活动中，这四部分都是必不可少的，而最本节课所学的控制与设计更是重中之重。从一开始就让学生对控制产生一种好奇，想学习的念头。为我们的教学做下更好的铺垫。而控制本身就是一个充满新奇和挑战的话题.让学生通过身边的例子,了解控制的涵义,并对控制的一般性分类有一个基本认识,同时感受控制技术与生活、生产的密切关系
一、 学生情况分析
学生在日常生活中，早就对控制有所了解，他们需要通过一个途径从中了解真正的原因，从而更加清楚的体会到控制普遍存在于当今社会的各个方面。并调动学生对控制及其设计的兴趣，引起他们的重视，激发他们的学习热情。
本节课内容多半以概念为主，可能引起学生的兴趣不是很大，需要通过一定的事例讲解“概念”内涵，而不要只是单纯的进行传统的传授式教学，以免使学生对教学内容感到枯燥乏味。
二、 教材内容分析
1、 本节主要内容及在本章中的地们
《了解控制》是通用技术必修模块“技术与设计2”第四章第一节的内容。本意主要通过一定的事例让学生感受什么是控制，以及控制的概念和控制的分类，着重介绍手动控制、自动控制，它是学习控制与设计的一个导入与基础。
2、 教学重点、难点
重点：理解控制的涵义、手动控制、自动控制。
难点：学会控制系统的分类。
3、 课时安排：1课时
三、 教学目标
（一） 知识与技能
1、 理解控制的涵义及其在生产、生活中的应用。
2、 简单熟悉手动、自动控制系统。
3、 能正确判断生产、生活中的各种实例的类别。
（二）、过程与方法
通过案例分析体会控制在生活、生产中的应用，以及人在其过程中所起的作用。
（三）、情感态度与价值观
通过介绍现在控制技术的发展,使同学们感受对控制技术对人类生活的影响,升华情感。
四、 教学策略
教学理念与方法：以培养学生富有个性的发展为前提，根据本节课中各个知识点的联系，采用“主题任务”的教学模式。通过任务驱动法，得用多媒体教学系统和投影设备以及加入一些身边的游戏活动，使学生在任务中学习，在游戏实践中探究。在探究中总结归纳知识规律和方法，加强知识的实际应用。
五、 设计思路
在本节的教学中，通过分析生活中的事例，以及渗入一定的游戏，引导学生讨论、自主探究、自动构建知识，实现学生能力拓展，开阔学生视野，达到知识迁移目的。总体教学流程为：“创设情境（整体回顾）——相互交流——游戏导入——讲授新课、归纳知识点——能力拓展——开阔视野——情感升华——总结”。 首先从一个电动（手动发电）小猪来引出“控制”一词，并对技术与设计的四大模块进行回忆。让同学们亲身感受到控制在日常生活中的重要性。再次让师生相互交流，学生说出一些身边的控制事例，老师进行总结并不断升华。接着三个游戏活动，指出在控制涵义中的三个最主要的方面。师生一起来总结出控制的涵义，并对一些典型事例进行分析，提高学生的能力。最后结合书中内容和多媒体的展示，了解手动控制和自动控制。以及控制在生活、生产中的应用，提出来一些问题让学生们思考，学生进行小组讨，从而提升学生的情感思想。最后，对本节课进行小结。
六、教学资源准备
多媒体、相关图片资料、飞 镖、手动发电机、小米老鼠、接力棒等
七、 教学过程
教学内容
教学环节
教学活动
设计意图
教师活动
学生活动
一、创设情境，引出主题
整
体
回
顾
问：同学们，老师给大学展示一个小物体，看完以后，哪位同学能告诉老师，你都是从哪些角度来观察它的呢？你最感光趣的是哪一部分呢？（展示发电小猪。）
学生回忆、再现、回答
知识准备
通过整体回顾本书的内容，从而为引出“控制”一词做出铺垫。
回顾技术与设计的四大典型模块，从而引出控制技术在日常生活中的重要性。为下面的内容做个铺垫。
二、新课导入
相互交流
1、其实我们在日常生活中，都有意无意地进行着控制。如：骑自行车、打开电灯，学习成绩等等。
问：在你的生活当中，控制技术存在于哪些方面呢？（学生回答）
根据教师的提示，带着问题进行思考并作好记录。
从简单情况开始，循序渐进，引导学生利用旧知识去解决问题。 希望学生从生活中感受到控制技术的作用。
过渡：同学们,可见在我们的生活当中,无时不刻应用着控制技术,无论是你们之前提到的,还是老师为你们举到的一些例子,我们都感觉到它的重要性,既然它如此重要你们想不想去感受一下它的魅力呢?
三、布置游戏和任务，体现问题解决步骤
控制的涵义
组织游戏1
飞镖游戏：请二、三个同学来完成这个游戏。
问：你在整个过程中是如何操作的呢？
特点：目的性
对学生完成的结果进行评价.
让同学亲身感受到控制存在于我们的身边。并对控制的定义有个更深入的了解。
通过接力比赛的游戏，使同学们亲身感受在控制过程中，关于运用何种手段，对完成某一任务的作用是非常重要的。
游戏导入
记忆深刻
目的
游戏2导入
过渡:看来只确定好目标还是不行的,为了完成任务,在确定好了目标后,更重要的就是什么呢?请学生回答,并进行分析.
那就让我们游戏一下,看看你们能不能发现答案呢?
手段
游戏2:如果同学们觉的你还没有体会到控制的魅力的话，下面我们就做一个现实的游戏，让同学们一起来亲身感觉一下什么是控制？（运动游戏）
问:1、你能告诉老师你最终的目的是什么吗？
2、那你又是如何完成这个任务的呢？
请学生完成,并对其结果进行分析.
提问:
既然有了目标,又有了一定解决的方法,同学们想一想,我们还缺什么呢?
学生根据已有的知识进行思考回答。
加深记忆， 理解控制的内涵。
手段
组织游戏3
导入；同学们和老师一起欣赏一张图片，看完后请同学们来回答老师的问题？
展示图片1：ppt演示
提问:
同学们来设想一下,图中右边的那个人为什么要掐住左边那个人的脖子呢?
通过游戏和观看图片,我们已经对控制有所了解,那位同学能来总结一下控制的涵义呢?
学生根据已有的知识进行思考回答。
事物
教师讲授新课、归纳知识点
控制的涵义并进行分析(从古至今)其实在我们的祖先早很久就能够很好的运动控制技术了？——大禹治水
理解控制的涵义
活动一：课堂能力拓展
ppt演示,学生举例讨论
过渡：同学们都知道,对待任务事物时,都是仁者见仁,智者见智,不同的人所采用的手段也不同,那么最终达到的效果也不一样,同学们都知道控制的实现需要通过一定的手段，同学们也看到了，在好多的控制当中，少不了人的干预。既然是这样，我们就可以把控制分为手动控制和自动控制。
手动控制和自动控制
活动二
请说说你所了解的人工控制和自动控制的事例
学生回答
从身边的事例来讲解一些控制技术的运用。
开阔
视
野
手动控制/人工控制
人工控制：控制过程是在人的直接干预和全程干预下进行的。ppt展示图片（手动发电机）视频
问:在汽车下坡过程中,你是如何控制的呢?
同学们可以通过图片看到哪些是人工控制的事例
自动控制
自动控制：指在无人直接参与的情况下，使事物的变化准确地按照期望的方向进行。ppt展示和视频
问:为什么视频中擦玻璃的那个人的表情会如此茫然?
.你能帮他解释一下这是为什么吗?
如果让你来擦玻璃,你将对如何控制这个门呢?
同学们可以通过图片看到哪些是自动控制的事例
过渡： 通过上述的讲解同学们是不是已经理解了什么是控制，了感觉到控制存在于当今社会的各个方面，那么下面我们就一起从不同的角度去感受一下控制技术的作用，看一看我们能不能离开它？同学们也想一想，一旦我们离开了它，我们的生活将变成什么样子呢？
控制技术在生活、生产中的应有
生活中的应用
现代网络家电
学生根据已有的知识进行思考回答。
通过对照相机的引入，使学生对电视制导的导弹这个效果有更深入的了解。
从身边的事例、小游戏引入本点知识。使学生们感受控制技术无处不在。
工业中的应用
汽车自动装配生产线
汽车油漆
农业的中的应用
水 车
温 室(视频)
军事方面的应用
控制技术不仅在日常生活中运用非常广泛，并且在军事上应用也很广：如：电视制导的导弹（讲解）
活动三：如果说在能见度很低的情况下，电视制导的导弹的效果会受影响，你能设计一个改进这种控制的方案吗？
同学参与、讨论
控制技术的发展对为人类的影响
情感升华
自动控制技术在各行各业的应用，一方面减轻了人的劳动强度，解放了劳动生产力，另一方面也可能造成失业人数增加。对此，你有什么看法？(技术的进步对人类的影响)
同学参与、讨论
情感升华
小 结
1、控制的涵义
2、手动控制和自动控制
3、控制的应用
本节课小结，知识复习
八、主题任务的设计
围绕“控制”这个主题，本节课共设计了二个游戏和两个任务以及一个探究活动和能力拓展活动
1、游戏：第一个游戏是投飞镖，这个游戏是同学们都很熟悉的活动，通过投飞镖时的目标设定从而引出控制中第一个重要因素首先要确定目标。第二个游戏是接力比赛游戏，让学生亲自示范从而达到设计的最终目的引导出控制的第二个重要因素要选择合适的手段。最后通过对一张图片的观察，从而引出在有了目标、选取了手段，还要选择合适的对象。通过二个游戏和一张图片，从而总结也控制的涵义。
2、课堂作业（能力拓展活动）
控制事例
控制的对象
控制的目的
控制的手段
用喷雾器喷洒农药
音响的音量控制
人力三轮车转弯中的方向控制
学生举例，并进行讨论。
通过本活动的进行，使同学对控制的理解更深一步，并且同学们也能自己来分析某一事例的控制过程。
3、二个任务：第一个任务是在看完一段汽车下坡的视频后，对其内容的解释，一个目的是让学生们再次了解到控制技术在我们日常生活中的应用。另一方面是让同学们了解到人工控制的含义。第二个任务是看完一段自动门的视频，让同学们帮助视频中那位迷茫的男士。通过学生的回答和老师的总结，从而理解到自动控制含义以及自动控制在我们生活中的应用，最后让同学们帮助那位男士来解决这个问题，不断的升华学生们的理念与思想。
4、探究活动：通过老师给学生们展示一些图片，让同学们了解解到控制技术在我们的生活、生产、农业、军事等其它方面的应用。从而来思考，技术的发展对人类的影响？升华情感。
九、板书（ppt展示）
十、教学反思
优点：把教学的案例情景设置在学生身边经常遇到的例子，如自行车、飞镖等生活常用工具和产品，根据目标对教学内容进行筛选，尽量去掉教材中易使学生厌烦的信息，留下学生能够参与和感兴趣的信息，激发学生的学习热情。如果有可能，就尽量减少教师的课堂讲解，要给学生充足的时间和空间来思考和发展，使学生有时间和空间进行自我调控、自主学习、自我分析、互相评价、促进学生学会学习。对本节课中几个游戏的设定，把学生们的兴趣给激发了起来。使得整个课堂很轻松，并且也发挥了学生的主动性。
不足：对部分问题的设定有点难，当时班里只有几少数的学生能回答出来，这于老师的预期设定是不符的，在下个班的教学中得改进问题的设置，使大多数学生能够参与到课堂当中来。
来源：宁夏教研网
控制与设计 篇11
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点击下载：第四单元《控制与设计》第四节《控制系统的设计与实施》.ppt
第四单元控制与设计
第四节 控制系统的设计与实施
一、教学内容分析：
本节课内容为本节的最后一节，是本节、本章、本书的最后一个课时。在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
结构是设计的基础，流程是设计的方法，系统是设计的保障，控制是设计的关键。
本节可以说是这单元的“收口”部分，让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键，只有这部分内容理解了，才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。在控制系统的设计与实施案例中，重点要让学生会分析和选择案例，并最终会设计。
本节课可使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，以电加热器的设计为例，实现发热、包层、控制、定时、过热保护等，这电加热器，大部分的学生都有一定的使用各损坏加热器的经验，作起来有一定的实践性。
二、教学对象分析：
学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验的生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。
三、目标：
1.知识与技能：
1）了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2）能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行提出改进方案。
2.过程与方法：
通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。学习权衡的思想。
3.情感态度价值观：
（1）通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
（2)培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
（3)通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。
四、教学重难点：
1.教学重点：
（1）控制系统设计的一般思路，了解简单的被控对象的基本特性，确定相关的量，会画方框图。
（2）能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置并学会调试运行，提出改进方案。
2.教学难点：
闭环系统的设计。被控量和控制量的确定。
3.关键：
案例分析与方框图的绘制。
五、教学策略：
本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下：
（1）通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。
（2）教师根据课本中的案例，引导学生解决问题，提高学习的自主能力。
（3）寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》（有开环与闭环两种）等案例，利用媒体教学手段增加课堂气氛，帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。抽水马桶水箱不适合农村的学生，自动升旗控制的设计，难度相对高些，但比较实用，但要结合学生玩电动车的经验。
（4）老师起到引导的作用，学生为主体，在学生掌握的基础上，课堂交给学生。让学生进行设计。设计个改进身边的一些控制系统，从而使得学生完成本课堂的内容。
六、教学资源准备：
以学生动手做与设计方框图为主，制作电吹风控制系统的视频，课件容纳一些视频和例子说明及方框图的展示。
七、教法设计
（1）通过教师的引导和实例，探究控制系统设计与实施的含义。
（2）通过体验活动，结合学生生活经验，归纳总结控制系统设计与实施的方法。
（3）讲解设计的一般思路，要有所侧重，从众多的因素中选出重点的，不必面面俱到。
（4）通过实践改造活动，让学生感受和领悟，创新的设计思想，并引导学生思考实现合理的设计与控制还要考虑的因素。
八、学法设计
引导学生进行“问题式学习”，通过尝试——发现，探索——研究的过程来掌握本节课的知识，在老师的帮助下，把生活中的经验逐步与控制系统联系起来，通过动手实践、改造，亲身体会这种控制实施方法，体验成就感！
九、教学过程：
....
控制与设计 篇12
第四单元 控制与设计
第二节 控制系统的工作过程与方式（第1课时）
一、教学目标
◇ 通过生活中实例的分析，理解控制系统的含义
◇ 掌握开环控制系统的基本组成和工作过程
◇ 学会开环控制系统方框图的画法
◇ 逐步形成理解和分析简单开环控制系统的一般方法
二、教学内容分析
开环控制系统教学内容，是后节闭环控制系统学习的重要基础。 “控制系统”和“开环控制”，均是本单元的重要概念。
生活中不乏简单控制系统的应用，人们对此往往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。本部分内容的学习，正是要引导学生，从技术的角度、用控制的思维看周围的存在，分析其道理。
本课教学内容，从学生生活经验出发，从实例分析入手，归纳出对控制系统的一般认识，以及根据控制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类，并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要参数进行分析。
本课要解决的重点、难点分别是：
开环控制系统的工作过程分析
用方框图描述开环控制系统的工作过程
三、学习者分析
学生已具有电学、力学的基础知识、系统的基本概念，具有信息传递的基本知识和体验，具有观察和使用简单控制系统的生活体验，所有这些知识和经验储备，一是为教学中师生共同寻找教材以外的案例进行分析归纳，提供了学习行为的保障，二是为开环控制系统试验操作提供顺利进行的可能。
四、教学策略
◇ 心理学家罗杰斯认为，学生的自发性与主动性是学习的动力。教师要强调技术课学习的需要、愿望、兴趣与技术学习的材料的内在联系，建立开放的课堂气氛，教师作为学习的参与者参加学习的活动。本课教学中，多采用问题解决这一学习活动为主线，通过激发学生的认知内驱力和自我提高内驱力，以引导学生有计划地达到解决问题的目的。
◇先行组织者策略，选择与学习开环控制系统有包容性、概括性的引导性材料，以建立新、旧知识经验之间的联系，逐步加强学生对开环控制系统工作过程和方框图的理解和应用能力。
◇ 创设情境，引导学生分析生活中的开环控制系统工作过程和方框。
◇ 设置问题，引导学生进行一般意义上的归纳总结。
◇ 动手试验，体会开环控制系统输入与输出的关系。
五、教学资源准备
多媒体设备、相关图片资料、技术试验工具、材料等
六、教学过程
序号
教学步骤
教师活动
学生活动
1
设置引导材料
1 、拔动教室电灯开关，灯的亮与不亮与手动有关
2 、播放图片，声光感应开关，当有声音时灯亮
3 、播放图片，红外感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离开则不出水
4 、播放图片，宾馆自动门，当有人进入，门自动打开
师生归纳、抽象以上活动的特征
一个输入信号（如手拔开关）对应着一个输出信号（如灯亮或不亮）
2
开环控制系统工作过程、特征与举例
灯的开关控制的过程、框图：
输入信号——开关——灯——输出信号
（图略）
学生：
1 、分析 自动烘手机工作过程：是靠着红外线感知手的靠近过程，没有人用的时候，鼓风机和加热电炉丝都自动切断了电源。当手的温度在红外传感器监视范围之内的时候，烘手机就启动。
2 、写出：
感应出水龙头控制框图，
宾馆自动门的控制框图，
最后归纳出开环控制系统的一般方框图
抽象开环控制系统事例的框图
1 、分析简单开环控制系统的工作过程
2 、导出开环控制系统特征：
系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递
引导学生分析：
1 、生活中还有哪些开环控制系统？
2 、这些开环控制系统给人们的生活生产带来什么方便？
3 、针对实例说明开环控制系统的特征。
学生：
1 、列举生活中开环控制系统实例
2 、 居民楼道里使用的是自动声控灯。这种灯有很多好处，它可以节约能源，还可以减少开关的磨损，并且极大方便了过客。
3 、认识开环控制系统是生活生产中最常用的方式，它的输出仅受输入控制。
开环控制系统经典应用案例分析
“希罗的自动门”控制的工作过程分析说明
1 、画出“希罗的自动门”控制方框图
2 、分析一个开环控制系统工作过程
3
开环控制系统的试验
1 、说明试验的基本步骤
2 、指导学生观察拉动线绳，纸猴表情的变化（图略）
1 、制作一纸猴，拉动背后的线（输入），纸猴的动作表情发生变化（输出）
2 、观察、体验输出信号与输入信号之间对应关系
4
练习、讨论
教师适当组织、引导
1 、酒店自动叫醒报务控制系统的工作过程，画出方框图
2 、当系统自身计时出现误差时，叫醒报务时间是否准确？也就是系统能否修正这一误差？
5
小结
教师引导、补充
学生归纳、整理本课内容，学习收获
七、教学反思
社会生活中，开环控制系统应用具有十分重要的实践意义，本节课通过对开环控制系统中控制过程的理解，有助于学生将日常所见控制事例上升到运用技术思想和方法理解并分析，并学会应用简单的开环控制方法来解决现实生活中遇到的问题，有助于发展学生良好的逻辑思维品质。
本节课没有首先从概念入手，讲什么是开环控制系统，工作过程如何、框图如何画等，而是选择适当材料，从实例的分析开始，与学生共同归纳、抽象实例的特征，从而引出开环控制系统工作过程的分析，课堂教学一个重要特点是，淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析，我认为，这是技术课程教师需要引起重视，也是它有别于科学类课程的不同之处。
课堂上从材料分析，到开环控制系统特征和框图的归纳，到学生寻找生活中开环控制事例，到经典案例分析，到学生动手试验，再到讨论、练习、小结，环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能吸引学生注意力，引导学生思维步步深入，从认识问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律，使学生体会到控制系统的学习并非深奥高不可攀。本节课教学为后续学习打下了良好基础。
作者：月亮
控制与设计 篇13
课题：第四章控制与设计
第一节了解控制
宁夏育才中学刘明
一、教学内容分析
《了解控制》是广教版通用技术必修模块《技术与设计2》第四章控制与设计第一节了解控制的内容。本节是控制与设计的了解性内容，是学习控制与设计全章的导入和基础。让学生通过身边的例子，了解控制的涵义，并对控制的一般性分类有一个基本的认识，同时感受控制技术与生活、生产的密切关系。
二、学生分析
通过近一学期的学习，学生对通用技术课有了更进一步的认识，分析、探讨、小组合作能力得到了提高，技术与设计2中，结构与设计、流程与设计、系统与设计、控制与设计4个相对独立的专题内容的学习，进一步提高了学生的技术素养，使学生掌握了一些技术设计思想和方法，学生的认知能力由浅入深，得到了提高。本节课内容相对比较简单，主要是调动学生对控制及其设计的兴趣，引起他们的重视，激发他们的学习热情，初步掌握控制及其设计的思想和方法。
三、设计思路
课时1：在本节的教学中，采取实例教学，从日常生活入手，给出一些日常生活中的行为等图文，让学生感受什么是控制以及体会控制普遍存在于当今社会的各个方面，逐步引导学生了解控制的涵义，即：人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。明确其含义后，对控制的含义进行分析，指出要点：控制的对象、控制的目的、控制的手段。小组分析讨论教师提供的讨论分析表，对例举的控制进行过程的描述，巩固对控制的认识。小组讨论分析：以课本p101—103例1，例2，例3为讨论对象，学生前后桌以小组为单位分析、讨论，并完成课本p103的3个讨论议题，把知识转化为对生活实例的分析应用上。简单介绍控制的历史，激发学生学习兴趣。小结前半段知识内容，提高认知能力。
课时2：复习回顾，巩固前知，为后续学习做准备。做两个游戏：点鼻子、画脸型和忍者神镖游戏，学生讨论、分析游戏的控制过程，引导学生明确开环控制、闭环控制的含义，强调闭环控制中反馈环节的重要性。并通过人工调节液面和gps导航及其他多个例子，引导学生发现反馈环节在闭环控制中的重要作用。分析讨论：帮助学生对反馈控制有进一步的认识。（可以在讨论环节中设计一些对比、分析的表格，学生讨论的结果汇总、形成小组的结果并在全班交流）通过控制实例的分析，说明手动控制和自动控制的定义，并展开小组讨论，分析生活中一些实例，通过对比、分析加深学生对控制的认识。综合应用：对一个综合控制系统以小组为单位进行分析、讨论，培养学生综合应用知识解决问题的能力。知识链接扩展：介绍传感器、机器人技术的发展。
总体教学流程为：课时1：“情境导入——实例分析学习新知——讨论分析——小组交流——知识扩展——知识小结”
课时2：“复习回顾——游戏体验——游戏分析——知识介绍——讨论分析——知识介绍——讨论分析综合应用——知识扩展”
本节内容安排2课时。
四、教学目标
1.知识目标：
⑴、通过对具体实例的讨论分析，理解什么是控制及其在生产生活中的应用；
⑵、了解控制系统的类型（开环控制、闭环控制、手动控制、自动控制）及其特点。
2. 能力目标：
⑴、利用典型案例，分析简单的开环控制系统和闭环控制系统；
⑵、通过讨论、分析日常生活中的控制系统实例，明确不同类型控制系统的特点及异同。
3.情感态度价值观：
⑴、通过小组讨论、合作学习等方式培养学生的团队协作能力；
⑵、通过本节知识的学习，让学生感受控制技术与生活、生产的密切关系；
⑶、培养学生主动分析问题、解决问题的能力。
五、教学重点、难点：
1.重点：理解控制的涵义；开换控制和闭环控制。
2.难点：从具体实例入手，对控制系统的分类及分析。
六、教学及学习方法
授导型教学，包括：讲解、自主学习、小组讨论、合作学习、问题化学习等。
七、教学准备
图片、文本、教材、白纸、小组讨论表、双面胶、布条、线、多媒体平台、课件等。
八、教学过程
教学内容
教学环节
教学活动
设计意图
教师活动
学生活动
认识控制
情景
导入
教师例举生活中很多应用控制的例子，对照课本上的图文介绍，让学生感受到控制在生活中无处不在。
学生对照教师的介绍，把控制从神秘的理性认识中拉出来，感受控制的存在，并能例举出生活中控制的一些例子。
把抽象的概念形象化，帮助学生从感性上认识控制
了解控制 的 内涵
新课
学习
引导学生，分析日常生活中的一些控制的实例，如：手那桌子上的杯子（铅笔、钢笔），学生在讨论分析中明确：控制其实就是人们按照自己的意愿和目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。(在此强调控制的对象、目的、手段）
学生在教师的引导下，对身边的控制过程做一分析、讨论，明确控制的涵义。
让学生感受什么是控制以及体会控制普遍存在于当今社会的各个方面。
对控制内涵的理解
小组交流
教师下发一些预先设计好的讨论结果表，让学生把前面讨论的结论以小组为单位填写并交流（以多媒体形式展示在屏幕上）
学生前后桌四人为一小组，分析讨论，形成小组结论填写在表格中，并在小组间交流。
通过小组的分析讨论，引导学生展开讨论加深对知识的认识,巩固提高。
知识 扩展
知识介绍
教师多媒体展示、介绍控制的历史，拓展学生知识。
学生在教师的引导介绍下，了解控制的发展历程，扩展知识。
提高认识，拓宽学生知识面
知识 小结
复习知识
引导学生对所学知识进行复习回顾，加深对知识体系的认知，并提供些实例（多媒体）让学生讨论分析。
学生回顾知识，加深认识，并以小组为单位讨论多媒体展示的实例，并介绍各个实例的控制过程。
复习回顾
复习 回顾
知识预备
教师提问关于控制的一些知识，并提供几个例子让学生分析其控制过程。
学生集体进行知识回顾，并进一步锻炼提高对控制过程初步的分析能力。
复习前知，帮助学生掌握分析实例的能力，为后续的学习做准备。
开环控制和 闭环控制
游戏体验
游戏1：点鼻子、画脸型游戏：找两位同学，一位蒙眼，一位不蒙，同时到指定位置画鼻子、脸型，对结果进行讨论：两种情况下，为什么结果不同？ 游戏2：提供一个flash小游戏，掷飞镖，让学生体验，并分析其控制过程及特点。
分别找几个学生完成游戏，学生根据游戏结果展开讨论，分析其控制过程。学生明确:有些控制过程是可调整反馈的。
游戏体验，激发学生学习兴趣和讨论的热情。
开环控制和 闭环控制
知识介绍
教师对比游戏中的两种情况，介绍闭环控制、开环控制。闭环控制：能将控制的结果反馈回来与希望值进行比较，并根据它们的误差及时调整控制作用的系统；开环控制：不将控制结果反馈回来影响控制系统作用的系统。(多媒体展示) 强调反馈的作用
学生听教师的介绍，明确闭环控制、开环控制的含义。
帮助学生掌握新知识，更容易掌握重点内容。
开环控制和 闭环控制
实例分析讨论交流
教师指导学生阅读人工调节液面和gps导航，并分析这两个实例的特点，引导学生发现反馈环节在闭环控制中的重要作用。分析讨论：帮助学生对反馈控制有进一步的认识。对学生的讨论交流结果展示出来，班级内进行交流，以加深对闭环控制特点的认识。让学生在举些生活中的例子，巩固所学知识，提高分析问题、解决问题的能力。
学生自读课本p104例1和例2，展开小组讨论，并完成教师下发的小组讨论表，由两个小组对讨论结果向全体同学汇报，实现交流、共享。 的的小组自由讨论，自己找一些例子进行分析，巩固提高。
把重点知识形象化，对具体实例的讨论、分析，解决疑问。
手动控制和 自动控制
知识介绍
教师例举几个控制的例子，和同学共同对其进行分析：有的控制必须在人的直接干预下才能完成控制任务，这些控制我们称其为手动控制；而有些控制过程不需要人的干预，就可按期望规律或预定程序运行。这些类型的控制系统，我们称其为自动控制
学生听教师的介绍，对比例举的实例，明确手动控制、自动控制的含义极其特点。
通过授导帮助学生建立知识体系
手动控制和 自动控制
讨论分析
教师引导学生就课本p106以小组为单位展开讨论，帮助学生正确认识手动控制和自动控制。
学生进行小组讨论、分析，完成相应的讨论分析表，并在班级中共享。
巩固提高认知能力，形成正确的分析问题，解决问题的能力。
综合运用
活动
多媒体展示：讨论分析综合的控制系统的控制过程
小组讨论分析实例
巩固提高。
知识链接
知识拓展
多媒体展示：师生共同了解传感器相关知识、机器人技术的发展史。
学生听介绍，拓展知识，提高对控制的感性认识。
激发学生学习热情，为后面的学习做准备。
十、课后总结反思:
本节内容相对来说比较简单，是知识性的内容。所以在做设计时重点是以学生的讨论、分析为主的学生活动居多，而教师只是简单的把有关的知识的介绍点到，主要是让学生在讨论、分析中逐步深入了解整个知识体系。学生掌握的关键是能对具体实例进行分析，分析描述一个控制系统的控制过程，所以，在设计时主要是考虑学生的参与，教师的组织等方面。
从整个两节课的授课过程来看，基本上按照预先的设计过程完成，教学环节完备，学生的主体地位得到充分体现。特别是第1课时，学生讨论热烈，个性鲜明，所举的例子超乎想像，说明我们的学生其想像力、创造力很丰富，给人留下深刻的印象，第2课时，考虑重点是对开环控制和闭环控制的认识，所以在这一时段投入了很多的时间，通过游戏、分析，随机的用教授的到来，热烈的鼓掌，观察手变红，引导学生更形象、直观的了解知识。在综合运用知识的环节中，特意设置了一个有些难度的综合分析的例子，学生通过认真、细致的讨论，也达到了预期目标。两课时中的知识扩展，也帮助学生提高了认识，扩展了视野。
存在的不足：1、在小组讨论后，每个组都回答问题，这样占用的时间太多；
2、有些学生直接可以例举或说出的不用在做讨论了；
3、在各个教学环节的过渡上还是有些不流畅；
4、对时间的把握上还是不准确，第2课时有些拖堂了；
5、有些讨论可以直接留做课后作业，不用在课堂上进行讨论；
控制与设计 篇14
一、教学目标
1、理解控制的含义及其在生产和生活中的应用。
2、分析典型的案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
3、能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
4、能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
5、了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案。
二、设计思路
本单元所研究的控制与设计，是在前一单元系统与设计基础上的延伸。
无论是自动机器，还是神经系统、生命系统，以至经济系统、社会系统，撇开各自的质态特点，都可以看作是一个自动控制系统。在这类系统中有专门的调节装置来控制系统的运转，维持自身的稳定和系统的目的功能。控制机构发出指令，作为控制信息传递到系统的各个部分（即控制对象）中去，由它们按指令执行之后再把执行的情况作为反馈信息输送回来，并作为决定下一步调整控制的依据。
在社会生活中，控制具有十分重要的实践意义，通过对控制系统中控制的目标、控制的过程和控制的机理等的理解，有助于学生运用简单的控制方法解决现实生活中遇到的相关问题，发展学生良好的逻辑思维品质。
本单元从学生熟悉的生活事例入手，运用案例分析方法，由浅入深在展开控制的概念、控制的应用、开环控制系统和闭环控制系统的工作过程以及简单控制系统的设计等，有利于学生掌握控制系统的基本知识与运用。
本单元的内容有：
1、控制的手段与应用
通过大禹治水、射手射击等控制的事例，说明人们要实现自己的意愿或目的，就要通过一定的控制手段。通过控制在人们日常生活和生产中运用的实例分析，进一步明确控制应用的广泛和重要。
2、控制系统的工作过程与方式
通过水泵抽水、自动门等案例，理解开环控制系统的特点是输出量直接受输入量的控制，从游泳场的水位控制案例理解闭环控制的关键是增加了一个对输出量的检测装置，使输出量能反馈到输入端并与给定量比较，从而使输出量稳定在一定范围内。
3、闭环控制系统的干扰与反馈
干扰因素和反馈是闭环控制系统中的两个重要的核心概念，闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。
功能模拟方法和黑箱方法是控制论的主要方法。功能模拟法以功能行为相似为基础而建立模型，为仿生学、人工智能、价值工程提供了科学方法，黑箱方法是通过考察系统的输入与输出关系认识系统功能的研究方法，是探索复杂大系统的重要工具。
4、控制系统的设计与实施
分别通过简单的开环控制系统和闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计强化学生对设计的多方案的理解。
三、教学准备
1、相关学科知识
本单元要求学生具有初中物理学科电学基础知识。
2、教学器材和材料
本单元需要的教学设备和器材主要有，学生技术试验用齿轮、齿条、硬纸板、线、剪刀、可调光台灯的试验电路板和配套电器元件等。
若教师选择其他试验载体，则应准备相应器材、材料和工具。
四、课时安排
本单元建议使用10学时，具体安排可参考下表。
节次内容 建议学时数
第一节控制的手段与应用 2
第二节控制系统的工作过程与方式 2
第三节闭环控制系统的干扰与反馈 3
第四节控制系统的设计与实施 3
合计 10
五、教学建议
1、教师需查阅有关自动控制方面的书籍，重点对开环控制系统和闭环控制系统其及它们之间的异同进行研究和分析。
2、教师除了选择教科书中的试验和设计案例外，还可根据学生对控制系统的理解水平，有针对性地选择其他小试验和设计载体，并指导学生收集资料和实物。
3、教师在教学设计中，应恰当安排课内时间，对于学生方案设计的讨论和点评，可放在课内进行，而方案设计的思考过程以及设计作品的制作形成过程，则可以“家庭作业”的形式放在课外，以解决课时不够的问题。
六、教学评价
1、对学生技术试验的评价，应注意紧扣试验目标和试验要求进行，例如制作小猴动作控制的小试验，教师评价学生试验是否成功的首要标准应该是小猴的动作是否与线的拉动有对应关系，也就是这一控制系统的输入与输出之间的对应关系，而非小猴做得是否逼真可，进而还可进一步评价当给以较小的输入量时，是否有输出动作对应。
2、对学生设计制作的作品评价也应如此。通过观察学生在完成实际的设计制作任务时的表现，来评价其知识技能和方法的掌握程度、运用技术解决问题的能力等。
表现性评价强调的是做，而不是知道，一般较少有单一正确的答案，多种行为表现和问题解决的方案都可以认为优秀。
3、本单元结束后，将面临着学生的学分认定。学分认定当然是过程评价与终结评价相结合。
过程性评价可以根据学生在本模块学习过程中的表现记录进行衡量。终结评价不排除书面测试这种方式，关键是教师应事先规划测试的内容、目标、不同内容所要求的能力层次和恰当的题量，并设计有效的测试题目。教师在终结评价时还应设计1——2道操作试题，试题的设计一定是使学生在一定时间内可做完，并能客观地反映学生操作水平的题目。
七、参考资料
1、《控制论》，罗伯特•维纳，科学出版社
2、《自动控制与系统工程》，宋健，中国大百科全书出版社
3、《控制控制基础》，王积伟，高等教育出版社
控制与设计 篇15
教学目标：
1、理解控制的含义。
2、积极观察生活，能从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各种受控对象和受控过程。
3、对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。
重难点：
1、分析案例的控制过程与结果。
2、体会控制技术应用的广泛性、重要性。
课时安排：
2课时
知识提纲：
一、控制理论：
1、公元前3xx年出现。
2、瓦特最早应用于工业。
3、1948年，维纳的《控制论》出版标志着学科的诞生。
二、事例：
1、计时水钟。
2、飞球控制器。
3、电灯开关
4、风扇可调开关学生设计的密码箱。
教学思路：
从介绍各种控制装置入手，建立关于控制的初步认识和感性经验，通过“讨论交流”活动强化，并形成关于对控制的基本认识和对控制的描述，同时认识到控制及控制技术应用的广泛性以及学习控制与设计的意义。
不要求学生对什么是控制做精确的口头或文字表述，但应通过各种学习活动对其有较深刻的理解。较好地了解控制系统的构成要素，以此为依据分析判断生活中的哪些对象是控制系统，怎样实施控制过程。
新课导入：
［师］ 同学们好，在上个学期的期末设计方案中，有同学提出这样一个问题：水塔里的水， 有时是用光了，直到水龙头没水出来才知道要抽水，而抽水有时候直到水溢出水塔才能发现。这样由人工抽水即不及时又有可能造成浪费。针对这个问题，设计了一个自动抽水的控制装置，当水位低于设定水位时自动抽水，水位达到一定高度后，自动停抽。请同学们讲讲这个装置的工作原理。
［生］ 放一浮子，随水位升降。过低时触动触发点，电路通，抽水机工作，水位到一定高度后，触动另一个触发点，电路断开，抽水机停止工作。
［生］ 很好，这就是一种简单的自动控制，那么，这节课我们就学习有关控制的知识：第四章 控制与设计的第一节什么是控制。
新课教学：
［师］ 请同学们花几分钟时间阅读课本102页的两个控制装置案例。
［生］ ------
［师］ 第一个案例，自动饮水器有怎样的功能，是怎样实现的？
［生］ ------
［师］ 请同学们分析第二个案例的功能及工作原理。
［生］ ------
［师］ 像这样，人们根据自己的目的，通过一定的手段，使事物沿着确定方向发展，就形成控制。
［师］ 控制的例子有很多，请同学们收集使用控制技术的实例，并试分析它们的控制效果与原理。
［生］ 分组讨论------
［师］ 请各小组派代表总结本小组的讨论。
［生］ 发言------
［师］ 可见，控制技术有着广泛的应用。它的应用对人类社会产生巨大的影响。那么，我们就应认识到学习控制技术的重要性，认真学好本章内容。
［师］ 关于控制，有一专门的理论，叫做“控制理论”，下面我们来了解一下。(配合课件讲解)
［师］ 请同学们分析“计时水钟”和“飞球控制器”的有原理及效果。
［生］ ------
［师］ 我们再来看教室里的风扇开关，这是一个可调开关，共五个档。每个档对应有一定的转速。
［师］ 每个档对应一定的电阻，选择不同档位，即选择不同的电阻与风扇串连，风扇即有不同的转速。
［师］ 假设除一档外，别的档的电阻都烧了，那么，开关要调到几档风扇才会转？
［生］ 一档。
［师］ 对，我们可以这样看，这个开关相当于五个密码锁，只有调对密码，即调到一档。风扇才会工作。那么，这样的密码锁有哪些缺陷？
［生］ 简单，易破解，------
［师］ 对了，如果每个档都试过，密码就可以猜出来。如何解决这个问题？
［生］ ------
［师］ 下面是一种方法。即用多个开关串连，比如用4个串连。就共有625种可能，要靠穷举法破解就难了。
［师］ 将此电路串连到一保险箱上，当只有调对密码时，电路接通，门才打开。
［师］ 我们来欣赏一个根据此原理设计的学生作品。
［师］ 但是，调不对密码，只是门打不开，没有报警功能，该如何设计才能解决这一问题呢？
［生］ ------
［师］ 这个问题由同学们课后自己思考，好的，今天的课就到这里。
教学反思：
1、学生讨论不认真、不主动、不积极。应创设好情境。
2、学生对控制技术应用的广泛性体会不够，考虑补充一些控制技术在各个领域的应用例子。
3、对控制的内涵理解不够。
作者：海南农垦加来高级中学 陈玉杰
控制与设计 篇16
通用技术必修2知识概念配套练习
第四章 控制与设计
苏教版
[检测练习]
1、下列控制现象为自动控制的是（ ）
a、骑自行车 b、舂米
c、农用灌溉抽水的控制 d、用气筒给自行车的轮胎充气
2、自行车的刹车控制是属于（ ）
a、机械控制 b、气动控制 c、液压控制 d、电子控制
3、下列控制系统中，属于开环控制系统的是（ ）
a、电冰箱的温度控制
b、计算机的cpu上的风扇的转速控制
c、现代化农业温室的温度控制
d、红绿灯定时控制系统
4、下列所属自动控制的是（ ）
a、驾驶汽车 b、拖地板 c、用atm取款 d、人工纺纱
5、“神六”在空中运行中，在地面人员对其发出变轨指令的过程中，其控制的对象是（ ）
a、返回舱 b、推进舱 c、轨道舱 d、整个飞船
6、理解一个控制现象，要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么手段。导弹控制系统控制的是导弹与目标之间的距离，目的是要击中目标（距离为零）。分析这个控制系统，其控制的对象是（ ）
a、人 b、目标 c、计算机 d、导弹
7、我们理解一个控制现象，要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。射击比赛的射手通过瞄准目标，使子弹射中靶心，分析这个过程，其控制的对象是（ ）
a、人 b、枪 c、子弹 d、靶
8、在电冰箱温度控制中不属于干扰因素的是（ ）
a、打开冰箱门 b、把食物放到冰箱内
c、电压下降2伏 d、房间温度变化很大
9、控制系统中属于自动控制系统的是（ ）
a、按钮开关控制 b、普通自来水龙头 c、花房恒温控制 d、汽车驾驶
10、黑色系统是指（ ）
a、全部由黑色的材料组成的结构系统 b、信息完全明确的系统
c、在夜晚生产制造出的系统 d、信息不完全明确的系统