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视频标签：高中通用技术,说课微课视频
所属栏目：模拟课、微型课及试讲
视频课题：第五届全国高中通用技术说课微课视频《闭环控制系统的工作过程》永安市
教学设计、课堂实录及教案：第五届全国高中通用技术说课微课视频《闭环控制系统的工作过程》永安市第三中学高中通用技术
普通高中课程标准实验教科书苏教版通用技术必修2 4.3闭环控制系统的干扰与反馈（2）
《闭环控制系统的工作过程》实验教学说课稿
福建省永安市第三中学 刘平
一、使用教材
普通高中课程标准实验教科书苏教版通用技术必修2 第四章第三节《闭环控制系统的干扰与反馈》
二、实验器材
自制教具：电热饮水机工作模型 （原材料：利用废弃“鱼缸”、“塑料瓶”、“温控开关”、“水阀”、“PVC管”、“灯泡“，若干电线、通过钻孔、拼接等，按照示意图加工组装，制作成电热饮水机工作模型。）
三、实验创新要求/改进要点
实验创新点：
1、教具贴近学生生活，把饮水机的工作过程透明化，可视化、与教材单纯采用“电冰箱的温度控制系统 ”“供水箱水位自动控制系统”“加热炉温度自动控制系统”电路图示意图相比，学生兴趣高、教学效果更佳。
2、教具融合了教材中多个案例，适用 “系统设计、控制手段、反馈干扰、开环闭环系统等多个章节内容的学习，可重复使用，水位调节和温度调节系统也可分开或组合使，灵活性好。
3、教具通过一个切换器，实现开环与闭环系统的集成和简单切换，利于学生对比学生开环与闭环系统。教具还集成了水位自动调节、水温控制等两个闭环控制系统，恰好用于说明生活中控制系统往往是综合了多个系统的设计理念。
改进要点：
可把教具精细化，还可利用工厂精良的工艺把教具迷你化，做成学生分组实验，更利于学生体验与实践。
四、实验原理/实验设计思路
教师演示电热饮水机的工作过程，通电－设定水温－烧水－取水接水－自动补水－继续加热等过程，学生通过观察，了解电热饮水机的控制系统，理解比对开环控制系统和闭环控制系统。
1、开环控制系统：如果没有启用“温控”，或取出水温检测仪，这是开环还是闭环系统？通过教师演示，如已经达到设定的温度（30度），还在继续加热（红灯一直亮），说明输出量不对系统的控制产生任何影响，这是开环系统。直观形象地帮助学生解解输出量与入输量和控制的关系。同时，引导学生分析开环系统工作过程，知道“执行器－加热丝”，被控对象是水箱中的水，并画出系统框图。
2、闭环控制系统：
启用“温控”，放入水温检测装置，形成反馈，构成闭环控制系统。教师演示其工作过程，并引导学生观察分析，学生得出整个工作过程中有两个闭环控制系统在作用。即温度自动控制系统和水位自动调节系统。
启用“温控”，例如设定为60度，为放入水温检测仪，开启电源，绿灯和红灯同时亮，说明此时已通电，并且电热丝正在工作发热，使水温不断上升，当水温检测仪把检测到水温信息反馈到温控开关，与设定值进行比较，达到60度时，温控开关断开，电热丝停止工作，红灯熄灭，只亮绿灯。与生活中的饮水机水水已烧开的情形类似。此时，如果打开水阀，取走2杯热水，发现水箱水位下降，浮球检测到液面发生变化并与原始给定水位比较，水位低了，通过连杆打开进水阀门，开始补水，水位逐渐回升到给定值后，通过连杆关闭进水阀门，由于补进来的水是冷水，又影响了水箱中的水温下降，水温检测仪检测到水温低于设定值，温控开关闭合，电热丝电源导通，红灯亮，开始加热，水温不断上升，整个系统通过检测装置不断循环检测，达到稳定。演示试验正好模拟了饮水机的工作过程。
3、教具示意图。
五、实验教学目标
（
1）知识与技能： 了解闭环控制系统中反馈环节的作用，并学会用控制系统框图来帮助分析、理解闭环控制系统的工作过程
（2）过程与方法：通过“电热饮水机”自制教具教师演示试验和“制作创意暖手套”学生分组试验，帮助学生更加直观地探究、了解闭环控制系统中反馈环节的作用，分析闭环控制系统的工作过程、同时为后续控制系统的设计与实施做好知识储备，把抽象枯燥的理解知识变得生动有趣，激发学生的学习与探究系统的兴趣。
（3）情感、态度、价值观：激发学生的学习与探究控制系统的兴趣，感受控制系统在生活中的应用。
六、实验教学内容
整合优化了教材案例，设计了一个教师演示试验和一个学生分组试验。
教师演示试验：演示电热饮水机的工作过程，了解电热饮水机的控制系统，理解比对开环控制系统和闭环控制系统。
学生分组试验：（4-6人一组）制作创意暖手套，亲历一个简单系统的设计过程，对比开环与闭环系统，通过实践感受控制的魅力。最后，进行作品展示与交流，引导学生说出暖手套的工作过程 ，并画出系统方框图。
七、实验教学过程与实施
1、情境导入：展示学生从饮水机中取水的照片，让学生说说饮水机是怎样工作的，有几个指示灯，如何表示有热水，是怎么控制的，引出本节内容－－探究电热饮水机的控制系统。
2、通过教师自制教具演示实验，引导分析电热饮水机的工作过程、了解其反馈装置的作用。
3、参照教具说说控制器、执得器、被控对象、检测装置、画出控制系统方框图。
4、设计学生分组试验，（4-6人一组）制作创意暖手套，亲历一个简单系统的设计过程，对比开环与闭环系统，通过实践感受控制的魅力。
5、进行作品展示与交流，引导学生说出暖手套的工作过程 ，并画出系统方框图，对本节课和重点与难点内容进行总结梳理。
八、实验效果评价
1.首先，通过自制教具授课可以极大地提高教师的动手能力，同时无形中传递通用技术动手实践的学科思想，让老师成为动手实践的榜样，激发学生动手创作欲望。本教具制作不难，取材容易，成本底，可有效解决了山区学校通用术实验器材不足的问题。
2.教具贴近学生生活，把饮水机的工作过程透明化，可视化、与教材单纯采用“电冰箱的温度控制系统” ”“供水箱水位自动控制系统”“加热炉温度自动控制系统”电路图示意图相比，学生兴趣高、教学效果更佳。
3.教具融合了教材中多个案例，适用 “系统设计、控制手段、反馈干扰、开环闭环系统等多个章节内容的学习，可重复使用，水位调节和温度调节系统也可分开或组合使，灵活性好。
4.教具通过一个开关，实现开环与闭环系统的集成和简单切换，利于学生对比学生开环与闭环系统。教具还集成了水位自动调节、水温控制等两个闭环控制系统，恰好用于说明生活中控制系统往往是综合了多个系统的设计理念。
5.制作创意暖手套分组实验，同样成本底，易操作，好实现、又贴近学生活，控制系统简单，学生通过亲历控制系统的设计过程，加深学生对控制系统理解与应用，可以有效促进三维目标的达成。
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