第1课 控制技术概述
《控制技术概述》教学设计
【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）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。
【教学及学法】
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。）
二、启发探究 学习新知（22分钟）
（一）控制及控制技术（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：
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；同时为引入控制技术打下了基础。）
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
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，
【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及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。
【加油站】随着控制过程的进展，信号从左向右移动。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——篮球出手后就无法再继续对其控制，无论球进及否，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及期望值进行比较，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及速度形成闭环控制。
（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
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）及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，自
动
门
否
否
是
是
是
开始
人是否已走过门
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
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，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，让学生学会欣赏及分析，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及心得体会。
对学生的回答进行归纳总结，并进行必要的补充。
一、控制及控制技术
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
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
控制及控制技术
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。