1、控制技术概述教学设计设计者 韩业亮 所在学校 枣庄东方国际学校 授课年级 九年级手 机 13561116401 邮 箱 教材版本 青岛出版社九年级信 息技术上册【教材分析】控制技术概述是青岛出版社九年级（上册）中第 2 单元的第 1 课的内容，本课主要是让学生了解生活中的控制技术，发现生活中的控制技术，运用控制技术为学习、生活服务。同时也要求学生掌握控制技术的基本原理，为后面的学习打下基础。【学情分析】学生在生活中经常遇到控制技术应用的实例，但对其基本原理还了解很少，对控制技术的认识还不够。希望通过本节课的学习，让学生对控制技术有一个全面的了解。【教学目标】（1）了解控制技术的概念和分类；（
2、2）了解控制技术的作用及重要性；（3）能够区分程序控制和反馈控制；（4）感受控制技术的价值；（5）培养主动利用控制技术的意识。教学重点：控制技术的地位和作用。教学难点：控制技术的基本原理。【教学与学法】主要通过自学探究法、任务驱动法，让学生在自主探究的基础上结合小组协作学习，来突破重、难知识点。【教学环境和媒体设计】多媒体网络教室、视频索材【教学过程】一、创设情境 激发兴趣（3 分钟）播放遥控飞机的视频：你知道遥控飞机是如何按照我们的要求进行飞行的吗？它是怎么被控制的吗？今天我们就来学习控制技术概述 。（设计意图：从学生喜欢玩的、想玩的遥控飞机引入，激发了学生学习的兴趣，从而很好地引入本课课题
3、。 ）二、启发探究 学习新知（22 分钟）（一）控制与控制技术（7 分钟）控制技术的应用在我们的生活中非常普遍，极大的给我们的生活带来了便利。例如恒温箱的使用：恒温箱是一个简单的控制系统，构成这一系统的基本部件是：电源、开关、加热电阻丝、箱体和执行动作的人。在这个控制系统中，目标是保持恒温箱内的温度不变，受控对象是箱内温度，控制方式是接通或断开电源开关。恒温箱的人工调节过程图如下：人脑判断 手动调压器 恒温箱眼睛观测 温度计设定温度 恒温箱温度散热如果我们采用自动控制技术来代替人的劳动，就成为自动恒温系统。（设计意图：通过展示恒温箱人工调节过程图，加深了让学生对恒温箱的工作原理的理解；同时为引
4、入控制技术打下了基础。 ）通过对恒温箱的了解，你知道什么是控制？什么是控制技术吗？学生自主探究、小组合作交流完成任务推选代表回答问题控制的英文名为 Control，根据英文辞典的解释，控制的意思有支配、管束、管制、管理等。控制技术是效应器官功能的延长。控制技术的作用是根据输入的指令（决策信息）对外部事物的运动状态实施干预，即信息施效。（设计意图：让学生先自主探究，然后小组合作交流，从而更好地完成了任务， 锻炼了学生学习能力及解决实际问题的能力。 ）【加油站】恒温箱的自动调节流程图比较电路 放大器 电机 调压器 恒温箱热电偶设定电位（设计意图：通过展示恒温箱的自动调节流程图，加深了让学生对控制技
5、术的理解。）【想一想】普通的电灯的亮度是不会变化的，而亮度可调灯通过旋转灯座上的旋钮，就可以改变灯的亮度。通过你所学过的物理知识及控制的思想，思考一下它的工作原理。学生自主探究、小组合作交流完成任务推选代表回答问题通过调节旋钮，改变连入电路的电阻，改 变电路中的电流，从而改 变灯泡的亮度。（设计意图：本问题很好的把物理与信息技术结合在了一起；同时锻炼了学生运用所学知识解决实际问题的能力。 ）（二）控制的分类（15 分钟）1按控制系统的构成分类如果按控制系统的构成进行分类，可将控制分为开环控制和闭环控制两大类。目标值 控制器 控制对象 实际值开环控制方框图散热【加油站】随着控制过程的进展，信号从
6、左向右移动。在开环控制中不存在人右到左的逆向流动信号，随着时间的推移，信号只能 赂右方流动。但在 闭环控制中，还存在信号从右到左的反向流动的情况，从而形成闭合回路。环路开启（即控制系统中没有环路）的控制，称为开环控制；环路闭合（即控制系统中有环路）的控制，称为闭环控制。（设计意图：通过开环控制方框图、闭环控制方框图及“ 加油站”，让学生全面、详细的了解了开环控制及闭环控制。 ）【想一想】你能举出生活中开环控制及闭环控制的例子吗？学生自主探究、小组合作交流完成任务推选代表回答问题开环控制：1、打开灯的开关按下开关后的一瞬间，控制活动已经结束，灯是否亮起以对按开关的这个活动没有影响。2、投篮篮球出
7、手后就无法再继续对其控制，无论球进与否，球出手的一瞬间控制活动即结束。闭环控制：1、调节 水龙头首先在头脑中对水流有一个期望的流量，水龙头打开后由眼睛观察现有的流量大小与 期望值进行比较，并不断的用手进行调节形成一个反馈闭环控制。2、骑自行车在行进的过程中，人通 过不断的修正自行车行进的方向与速度形成闭环控制。（设计意图：通过生活中的例子，加深了学生对开环控制及闭环控制的理解；通过生活中的实际问题，也让学生更加深入）2按控制对象的种类分类目标值 控制器 控制对象 实际值闭环控制方框图如果按控制对象的种类进行分类，可将控制分为程序控制和反馈控制两大类。（1）程序控制很多宾馆或商场为了方便顾客出入
8、都安装了自动门，当人走近门时，门会自动打开，人通过后不久，门以会自动关闭。【想一想】程序控制是应该用开环控制来实现，还是闭环控制来实现？学生自主探究、小组合作交流完成任务推选代表回答问题程序控制是应该用闭环控制来实现（设计意图：培养学生运用所学知识分析实际问题的能力。 ）【加油站】让一个事件按照自己的意愿进行下去的过程就是一种流程控制，称为程序控制。程序控制包括顺序控制、条件控制和 时间控制。（2）反馈控制视频欣赏：猎豹追赶羚羊【想一想】在整个追踪过程中，猎豹借助眼睛不断地获得反馈信息（即羚羊的位置、速度和方向变化） ，据此及时调整自己的动作，直到抓住目标。整个过程就自动门否否是是是开始人是否
9、已走过门打开门门附近是否已没有人人通过后是否已经过了 X 秒关闭门否自动门流程图是一个反馈控制的过程。你能说出什么是反馈控制吗？学生自主探究、小组合作交流完成任务推选代表回答问题反馈控制：是利用反馈的原理来进行管理控制的一种控制方式。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通 过比较 系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以 获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既包含由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反 馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。（设计意图：通过猎豹追赶羚羊的案例，一点点的引入反馈控制的概念，有助于学生
10、对新知识的理解；同时视频的播放也让学生在学习中得到了放松。 ）（3）反馈控制的普遍应用我们人体本身就是一个具有高速复杂控制能力的反馈控制系统。在正常状态下，无论春夏秋冬，环境如何变化，人体都能保持体温、血压、血糖浓度、呼吸和心跳率基本恒定。人体是如何实现这种自我调节的呢？关键还是反馈控制的功劳。【想一想】反馈控制应用的领域很广泛，对于人们的各种社会实践活动也具有十分重要的意义。请举出几个反馈控制的生活实例。学生自主探究、小组合作交流完成任务推选代表回答问题1、自动调温空调，当环境温度高于设定温度时，空调制冷系统自动开启，调定室温到设定值。2、我们在家里使用洗衣机时会设置一个注水量，启动机器后，
11、水开始注入机桶，在未达到注水量前，机器会产生动力驱动水位上升，然而水位上升至设置量后，反馈调节便开始了，洗衣机停止注水工作。3、开车时，司机会根据道路的情况，随时调整车的速度和方向，遇到紧急情况会立即刹车。（设计意图：让学生先自主探究，然后小组合作交流，从而更好地完成了任务，同 时也锻炼了学生学习能力及解决实际问题的能力。 ）三、巩固知识 应用提高（10 分钟）1、根据自动门的流程图思考：当有人一直站在门口时，自动门会怎样动作？为什么？2、你能否用控制的思想来管理你的学习？请写出你的做法。3、作为学校的主人，你能否运用控制技术的理念，给学校的管理及建设中提出更加科学、合理、实用的建议呢？学生创
12、作：梳理知识，自主创作。（设计意图：“ 巩固知识 应用提高”让学生知道知识 来源于生活，同 时也让学生知道运用所学知识解决实际问题，更好地为生活服务，也就是让学生利用所学知识解决生活、学习中的实际问题。 ）四、成果展示 交流评价（3 分钟）学生展示：展现个人成果（通过小组内推荐，展现几组学生作品）学生评价：生生互评（评价标准：科学、合理、有创新）（设计意图：通过学生成果的展示，反馈学生本节课学习目标掌握情况；学生作品的评价，让学生学会欣赏与分析，也有助于学生表达能力的培养。 ）五、知识梳理 总结归纳（2 分钟）让学生谈一谈本节课的收获与心得体会。对学生的回答进行归纳总结，并进行必要的补充。一、
13、控制与控制技术控制的英文名为 Control，根据英文辞典的解释，控制的意思有支配、管束、管制、管理等。控制技术是效应器官功能的延长。控制技术的作用是根据输入的指令（决策信息）对外部事物的运动状态实施干预，即信息施效。二、控制的分类开环控制按控制系统的构成分类闭环控制目标值 控制器 控制对象 实际值开环控制方框图目标值 控制器 控制对象 实际值闭环控制方框图程序控制按控制对象的种类分类 反馈控制环路开启（即控制系统中没有环路）的控制，称为开环控制。环路闭合（即控制系统中有环路）的控制，称为闭环控制。让一个事件按照自己的意愿进行下去的过程就是一种流程控制，称为程序控制。利用反馈的原理来进行管理控制的控制方式称为反馈控制。【板书设计】控制技术概述控制与控制技术开环控制按控制系统的构成分类闭环控制控制的分类程序控制按控制对象的种类分类反馈控制【教学反思】1.设计理念：课堂上的主要时间是学生自主探究、小组合作学习的时间，这样的设计和安排不仅使知识简单的课程得到了升华，同时也培养了学生创新和解决问题的能力，有助于提升学生的信息素养。2.教学亮点：通过实际问题引入，激发学生学习兴趣。利用所学知识解决现实中的问题，让学生真正感受到了学以致用，更有成就感！3.待改进地方：通过多例举生活中具体的控制技术实例，让学生加深理解。
