《控制和設計》的教案設計
一、教材內容分析：
本節(jié)內容在《控制和設計》中起到舉足輕重的作用，不僅可使學生對閉環(huán)控制系統(tǒng)中的反饋（feedbac）有很深的認識，而且也為閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計與實施打好基礎。
二、教學目標：
知識與技能：
1、 熟悉反饋環(huán)節(jié)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用
2、 熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程
3、知道開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)區(qū)別。
過程與方法：用方框圖分析生活中常見控制系統(tǒng)，通過實踐、游戲、討論、分析等方法使學生懂得反饋在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用。
情感態(tài)度價值觀：通過學習，聯(lián)系生活，培養(yǎng)學生的觀察能力，體驗學習樂趣。滲透安全教育、德育教育、環(huán)保等教育。
三、教學重點與難點：
重點：熟悉閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用
難點：能分析閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過程，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，畫出一個簡單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖。
五、教學資源：
電線若干、水塔水位控制模型1套（自制）、一次性杯子、一次性筷子、乒乓球、自行車模型、烘箱、畫架等
六、教學過程：
（一）、引入新課：
[探究目的]：1、引入反饋概念，分析在沒有對比操作的情況下，制作的難易。
2、通過合作探究來提升同學們的團結合作精神。提高創(chuàng)作思維和動手操作實踐能力。
3、通過教師自制的自行車模型作品來感觸同學們的創(chuàng)作意念，用創(chuàng)新以發(fā)展和感知生活中的美，并通過習作實踐交流。
4、用自行車工藝品來提高學生審美能力，裝飾豐富擺設生活美，豐富人們的精神享受。
[探究內容]：鼓勵學生合作探究，引導學生自主觀察、總結，在與他人的交流中豐富自己的思維方式，獲得不同的體驗和不同的發(fā)展。注意引導學生體會控制系統(tǒng)的工作過程和方式，特別是理解閉環(huán)控制的工作過程以及其構成的作用。運用生活中破舊拋棄的電線進行設計制作出自行車模型。
材料：用直徑1.5毫米---2毫米的銅電線。
工具：剪刀、尖嘴鉗和斜口鉗各一把，示范作品若干，線材藝術作品圖片資料等。
內容：小組合作設計制作一件自己喜歡的線材（稍硬）自行車藝術擺設品。引導分組探究創(chuàng)作思路、制作方法、色彩線調配等。
[提問引出]：人腦---手----做模型（開環(huán)）
示范教師自制的自行車模型作品并結合實物圖象，通過眼睛比照，反應到大腦，動手操作自行車作品設計制作。
[引出問題]： 為什么用眼睛觀察實物或圖樣操作起來更方便正確 （閉環(huán)）
人腦-----手-----做模型
-----眼睛---
（二）、新課內容：
[案例分析]：投籃
[游戲]：乒乓球投入一次性杯子
[引導學生得出結論]：投籃的工作過程
[引出結論]：反饋---控制系統(tǒng)中，將輸出量通過適當?shù)臋z測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程
[思考提問]：生活中的反饋：反饋控制是一種在計劃執(zhí)行一段時間或結束后進行的事后控制，主要為下一步計劃的實施總結經驗，但它卻常常是管理控制工作的主要形式。例如投訴與反饋、留言反饋、意見反饋、環(huán)境反饋、教學活動、超市反饋調查表、市場信息反饋系統(tǒng)、工作總結、 產品性能檢驗、現(xiàn)代酒店控制方法等。
[游戲]：在黑板上畫兩張大臉，“四官俱全”，沒有眼睛。然后請一個同學上來“填”眼睛，閉著眼睛畫，位置不對；也不好看睜著眼睛畫，漂亮。
[分析原因]：將兩次畫的過程來分析。畫出其控制框圖，得出它們的控制類別。
1、閉著眼睛畫：
人腦控制手畫眼睛：人腦——手——眼睛；
控制過程中，沒有反饋環(huán)節(jié)，不能對控制結果加以修正、調節(jié)。是個單程的控制流向。這是開環(huán)控制。
2、睜著眼睛畫：
人腦控制手畫眼睛，在此過程中，眼睛可以把手的位置及畫的效果及時反饋給大腦，使得大腦準確精細的控制手去畫好眼睛。控制過程中有反饋環(huán)節(jié)可以把控制結果反饋給人腦，控制流向形成了閉合回路。這是閉環(huán)控制。
[講解]：汽車速度控制
[講解]：反饋方法——利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統(tǒng)的輸出來調整系統(tǒng)的行為，使系統(tǒng)沿著預期的目標運行的`方法。
[演示]：反饋的工作過程：當人打算要拿桌子上的水杯時，人首先要看到自己的手與杯子之間的距離，然后確定自己手的移動方向，手始向水杯移動。同時人的眼睛不停觀察手與杯子的距離（該距離就是輸入與輸出的差值），而人腦（控制器）的作用就是不停控制手移動，以消除這個差值。直到手拿到杯子為止，整個過程也就結束了。從上面的例子可以看出，由（負）反饋形成的偏差是人準確完成拿杯子動作的關鍵。如果這個差值不能得到的話，整個動作也就沒有辦法完成了。這就是眼睛失明的人不能拿到杯子的緣故。
[馬上行動]：
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