通用技术控制与设计方案_通用技术控制与设计
通用技术与设计2教案(全册)
通用技术技术与设计2全册教案目录第一单元结构与设计第一节常见结构的认识第二节稳固结构的探析第三节简单结构的设计第四节经典结构的欣赏第二单元流程与设计第一节生活和生产中的流程第二节流程的设计第三节流程的优化第三单元系统与结构第一节系统的结构第二节系统的分析第三节系统的设计第四单元控制与设计第一节控制的手段及应用第二节控制系统的工作过程与方式第三节闭环控制系统的干扰与反馈第四节控制系统的设计与实施第一单元结构与设计第一节常见结构的认识【教材版本】本课程采用苏州教育出版社《技术与设计2》。
【设计理念】引导学生通过生活观察和技术试验，对简单结构进行强度与稳定性分析，解释它的强度高或低、稳定或者不稳定的原因。
引导学生进行实验，也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已有条件，自行设计和制作实验，并得出结论。
指导学生对技术实验与观察的过程进行记录，并按照比较规范的格式写出实验报告，从而培养良好的实验作风与习惯。
【教学内容分析】本课是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”的第一课时。
世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。
本课时要通过展示自然界中形形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。
要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。
人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。
本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。
应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。
课时安排：2课时。
【学情分析】学生对结构虽有一定的了解，对结构的功能和分类也有一定的基础。
浅谈通用技术课程“控制与设计”教学难点的突破
生活 中” 的高 考理 念 。在 ２ ０ ０ ７年 山东 省 高
中通用 技术 基 本能 力 测 试 中 ， 过“ 温 箱 通 恒 温度 自动控 制 示意 图” 要 求 考生 说 明各 个 ， 部 件 的功 能和 作 用并 作 出相 应 的 回答 。而 ２１ ０ ０年 山东省 高 中通 用 技术基 本 能 力测 试
“ 制 与设 计 ” 把握 三个 重 要 的突 破 控 应 点： 控制 的定 义 、 控制 的表述 、 环控 制 和 闭 开
环控 制 ， 要让学 生学 会用 已有 的理论 分 析生
第 九 大题 “ 风 自动 关 窗装 置 的 制作 ” 是 防 更
将 这一 知 识 点 的 要 求 体 现 得 淋 漓 尽 致 ， 被 公 认 为是 历年来 所 命 试 题 中 质量 最 高 的题 目之一 。对 “ 温 箱 温度 自动控 制示 意 图” 恒
析控制 手 段找 准控 制 对 象 ， 明确 控 制 目的 。 这体 现 了 “ 过 生 活 化 题 目引 领 通 用 技 术 通 教学 ， 让学 生 学 会 将 通 用 技 术 知 识 迁 移 到
从上 表不难 看 出 ， 随着学 科 基本 能力 考 查方 式 的固定 和成熟 ， 用技 术 学科 涉及 的 通
式逐 步固定下来 ， 一次 将 通用 技术 加 在高 第 考 中， 成为“ ” １学科 基本 能力 的必 考 内容 。有
知识点 ， 也是教学难 点 ， 在高考 基本 能力考试 中出现频率最高 。下表是 山东 省历年 高考 中 所涉及 的通用技术知识点分布情况 ：
２１第 期 ０年 ５ １
部件 的功 能 、 用 都 一 一 分 析 （ 图 １ ： 作 如 ） 热
敏 电阻 可 以感 知 箱 内实 际温 度 ； 加 温 过 在
通用技术与设计知识点
通用技术与设计知识点在当今科技发展日新月异的时代，通用技术与设计已经成为一个关键领域，涵盖着广泛的知识点。
无论是工业设计、计算机科学还是建筑设计，通用技术和设计的知识都是不可或缺的。
本文将重点介绍一些通用技术与设计知识点，为读者提供一个全面了解这个领域的基础。
1. 人机交互设计人机交互设计是指人与计算机之间的互动方式和界面设计。
它注重设计的易用性和用户体验，旨在提高用户对技术系统的使用效率和满意度。
在人机交互设计中，需要考虑到用户的心理和行为特征，以及技术系统的功能和限制。
2. 用户界面设计用户界面设计是人机交互设计的重要组成部分。
它关注如何将用户与技术系统之间的交互转化为直观、有效的界面。
好的用户界面设计应该简洁明了、易于理解和操作，能够提供良好的用户体验。
3. 软件开发与编程软件开发与编程是通用技术与设计中的一个基础领域。
它涉及到编写、测试和维护软件应用程序的过程。
熟悉各种编程语言和开发工具对软件开发人员来说是必不可少的。
4. 网页设计与开发随着互联网的迅速发展，网页设计与开发变得日益重要。
网页设计关注网页的外观和用户界面，而网页开发则涉及到网页的编码和功能开发。
了解HTML、CSS和JavaScript等技术是进行网页设计与开发的基础。
5. 数据库设计与管理数据库设计与管理是通用技术与设计中的核心要素之一。
它涉及到如何设计和维护数据库，以满足用户对数据的存储、检索和分析的需求。
数据库设计与管理需要深入了解关系型数据库和非关系型数据库的原理和使用方法。
6. 制造工艺与工业设计制造工艺与工业设计是制造业中的重要环节。
它涉及到产品的设计、原型制作和生产过程的优化。
熟悉各种制造工艺和工业设计原则对工程师和设计师来说是必备的技能。
7. 生产管理与质量控制生产管理与质量控制是通用技术与设计中的一个重要方面。
它关注如何有效地组织和管理生产过程，确保产品的质量和效率。
了解生产管理和质量控制的方法和工具有助于提高制造业的竞争力。
技术_控制与设计教案
通用技术_控制与设计教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解控制与设计的基本概念及其在实际应用中的重要性；（2）掌握常用的控制方法和技术，如PID控制、模糊控制等；（3）学会使用相关设计软件进行控制系统的设计和仿真。
2. 过程与方法：（1）通过案例分析，培养学生分析问题和解决问题的能力；（2）通过实践操作，培养学生动手能力和团队协作精神。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生对通用技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生勇于创新、不断探索的精神。
二、教学内容1. 控制与设计的基本概念（1）控制的概念及其分类；（2）设计的原则和方法。
2. 常用的控制方法和技术（1）PID控制原理及应用；（2）模糊控制原理及应用。
3. 控制系统的设计与仿真（1）使用MATLAB进行控制系统设计；（2）使用Simulink进行控制系统仿真。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）控制与设计的基本概念；（2）常用的控制方法和技术；（3）控制系统的设计与仿真。
2. 教学难点：（1）PID控制和模糊控制的设计与应用；（2）MATLAB和Simulink在控制系统设计中的应用。
四、教学过程与方法1. 课堂讲解：通过讲解控制与设计的基本概念，让学生了解控制与设计的重要性；通过案例分析，让学生掌握常用的控制方法和技术。
2. 实践操作：让学生动手实践，使用MATLAB和Simulink进行控制系统的设计与仿真。
3. 小组讨论：让学生分组讨论，分享各自的设计成果，互相学习，提高设计能力。
五、教学评价1. 课堂讲解：通过提问、回答等方式评估学生对控制与设计基本概念的理解程度；2. 实践操作：通过学生提交的设计报告和仿真结果，评估学生对控制方法和技术掌握的程度；3. 小组讨论：通过学生之间的互动和讨论，评估学生的团队协作能力和创新能力。
1. 教材：《通用技术_控制与设计》教材2. 软件：MATLAB、Simulink3. 案例素材：各类控制系统的实际应用案例4. 网络资源：相关学术论文、教程、案例等七、教学安排1. 课时：45分钟2. 教学环节：课堂讲解、实践操作、小组讨论3. 教学流程：（1）课堂讲解（20分钟）：介绍控制与设计的基本概念、常用控制方法和技术；（2）实践操作（15分钟）：学生使用MATLAB和Simulink进行控制系统设计；（3）小组讨论（5分钟）：学生分享设计成果，互相学习，提高设计能力。
通用技术设计作品设计方案加介绍
通用技术设计作品设计方案及介绍简介在如今快速发展的信息科技时代，通用技术设计作品已经成为了各个领域中的重要组成部分。
通过使用通用技术设计，我们可以为用户提供更好的用户体验，提高工作效率，实现更可靠和安全的系统。
本文将介绍通用技术设计作品的设计方案，并提供一些实例以进一步解释。
设计方案设计一个通用技术设计作品需要经过以下几个步骤：1.需求分析首先，我们需要明确设计作品的需求。
这包括确定用户的需求和系统的功能要求。
例如，如果设计一个用于管理团队项目的应用程序，我们需要明确团队成员和项目列表的功能，以及团队成员能否在应用程序中交流和共享文件。
2.总体设计在完成需求分析后，我们可以开始进行总体设计。
总体设计包括确定系统的架构，确定所需的技术和工具，并设计系统的主要功能模块。
例如，在设计一个电商网站时，我们需要确定前端和后端架构，选择适合的数据库和编程语言，并根据需求设计用户注册、商品浏览和购买等主要功能模块。
3.详细设计在完成总体设计后，我们可以进行详细设计。
详细设计包括定义各个模块的接口和功能，确定数据结构和算法，并设计用户界面。
例如，在设计一个游戏应用程序时，我们需要定义游戏逻辑、用户输入和游戏界面的设计。
4.实施与测试实施和测试是设计作品的最后两个步骤。
在实施过程中，我们将根据详细设计的要求编写代码，并集成各个模块。
在测试过程中，我们将检查系统是否满足需求，并修复可能的错误和问题。
例如，在测试一个手机应用程序时，我们将确保应用程序在不同的操作系统版本和手机设备上都能正常运行，并修复可能的崩溃和性能问题。
设计实例为了更好地理解通用技术设计作品的设计方案，下面将提供两个设计实例的介绍。
实例一：智能家居系统智能家居系统是一个基于通用技术设计的作品，旨在提供便捷和智能的家居生活。
在这个设计方案中，系统将包括智能家居设备（如智能灯泡和温度传感器）、通信网络和控制中心。
通过使用智能手机或其他设备，用户可以远程控制家居设备，如开关灯和调整温度。
高中通用技术教学课例《第四章控制与设计第一节了解控制》课程思政核心素养教学设计及总结反思
通过上述讨论后就可以进入课本中大量实例的分
析了。
教学通过两条线展开，一条线概念由浅入深，由事
入理，由理升华为概念，这是知识教育的过程；另一条
线由生活导入课本这是落实培养学生热爱科学，热爱探
课例研究综 索、热爱动手、热爱思考等精神，这是情感教育过程。
述
教师在整个教学过程中就是不断激发学生思考，提
问和纠错，不断拨弄知识传播和情感教育这两根弦，最
考的精神。
学生对事件的判断较为容易接受，而对抽象的控制 学生学习能
特别是机械控制难以作出清晰准确识别和判断，这主要 力分析
事是事物是物，概念是概念，概念与物和事脱节所致
教学过程中以学生容易接受的事引入入手，通过具 教学策略选
体实物控制的教学，使学生由事的判断过度到物的判 择与设计
断，进而理解开环控制和闭环控制概念
终实现让学生在思考中获得知识和教育，在争论中获得
成长和进步。
让学生讨论习以为常的做作业为例，让他们判断平
常做作业作是一个开环控制还是闭环控制，并让他们说
教学过程 出各自理由，教师从中捕获学生的困惑点，最终归纳：
开环控制和闭环控制的判断不能用事（例如做作业）来
判断，例如甲同学作业做完就交，没有做任何检查，属
开环控制，乙同学做完后则要根据参考答案逐一核对，
有错还要纠正，乙同学做作业则属闭环控制。
高中通用技术教学课例《第四章控制与设计第一节了解控 制》教学设计及总结反思
学科
高中通用技术
教学课例名
《第四章控制与设计第一节了解控制》
称
教环控制和闭环控制
难点：对开环控制和闭环控制的理解和区别
通过实例让学生知道什么是开环控制和闭环控制，
教学目标 继而培养学生热爱科学，热爱探索、热爱动手、热爱思
通用技术用技术控制系统控制与设计专题复习
无人机控制系统的应用案例
总结词
无人机控制系统可以实现无人机的自主飞行和任务执行 ，具有广泛的应用前景。
详细描述
无人机控制系统包括导航、定位、控制等子系统。例如 ，无人机在农业领域中可以用于喷药、施肥、播种等作 业，提高农业生产效率；在救援领域中，无人机可以用 于搜索、定位、物资投送等任务，为救援工作提供有力 支持；在环保领域中，无人机可以用于环境监测、污染 源排查等任务，为环境保护提供科学依据。
控制系统设计的步骤包括确定控制目标、系统分析、系统设计、系统实现 和测试等。
在进行控制系统设计时，需要根据具体的应用场景和需求，选择合适的控 制系统类型和控制策略，以满足实际需求。
03
控制系统的性能指标与评价
稳定性分析
稳定性定义
一个控制系统在受到扰动后能够恢复到原始状态 的能力。
稳定性判据
劳斯-赫尔维茨稳定判据、奈奎斯特稳定判据等。
开环控制
根据预设程序或逻辑，控制器直接控制执行器输出，不涉及设备状 态的检测与比较。
模糊控制
采用模糊数学和模糊逻辑，处理不确定性和非线性的控制系统。
02
控制系统的类型与设计
开环控制系统
开环控制系统是一种不包含反馈环节的控制系统，输入信号直接作用于执行机构，系统的输出量不会反作用于输入端。这种 系统简单、可靠，但无法对输出量的误差进行修正。
详细描述
机器人控制广泛应用于工业制造、医疗护理、 服务等领域，通过精确的运动规划和感知技 术，实现高效、精准和安全的作业任务。
05
控制系统的实际案例分析
工业自动化控制系统的应用案例
总结词
工业自动化控制系统在生产线上起着至关重 要的作用，通过自动化控制，可以提高生产 效率、降低成本、保证产品质量。
高中通用技术：第四章 控制与设计 教案
第四章控制与设计〔一〕本章重点知识阐述：（1）控制是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。
这里所说的手段就是控制技术。
（2）简单的控制系统由两部分组成，即被控对象和控制装置。
其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括反馈环节和比较环节。
（3）闭环控制系统是信息流经一个闭合环路，在其系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为反馈。
开环控制系统是信息总是自输入端单向传至输出端，不存在信息逆向流动，也就不存在闭环。
（4）干扰就是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，这种影响越小越好。
分析一个控制系统的干扰因素要分析控制系统易受到其外部环境或条件中的哪些因素的影响。
（5）控制系统的运行调试通常有以下几方面的内容，即：系统的试运行、系统参数的调整、其他问题的发现与解决。
〔6〕控制系统的评价与优化通常有以下几个方面内容，即系统方案的评价与优化，系统制作水平的评价与优化，系统的总体评价与优化等。
〔二〕基础知识再现：1、信息流经一个闭合环路，这类系统称之为。
此系统中将输出信息反传给比较环节的做法，称之为。
2、闭环控制系统与开环控制系统，是两类不同的系统。
从构成形式上看，二者的不同表现为。
从本质上讲，二者的不同在于。
3、简单的控制系统由两部分组成，即和。
其中的控制装置，包括传感器、控制器、执行器等环节，对于闭环系统来说，还包括环节与环节。
4、开环控制系统的结构和原理比较简单，信息从输入端传到输出断，仅有一条路径。
它的最大缺点是不高；闭环控制系统的结构较为复杂，信息流经的路径有两条，它可以有较高的和较强的性能。
5、控制系统框图中，信息流经的路径叫做，对于闭环控制系统来说，有两个基本通道，那就是和。
6、在控制系统中，将控制器的信号转换成能影响被控对象的信号的装置，称为。
7、在人体温度控制系统中，皮肤相当于。
8、就是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。
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通用技术控制与设计方案_通用技术控制与
设计
【教学设计】
通用技术控制与设计
下面是小编整理的通用技术控制与设计，供大家参考!
复习内容：
第一节：什么是控制
第二节：控制系统的基本组成与工作过程
教学目标：
知识目标：
1、理解控制的概念及在现在生活中的应用
2、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
3 、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
4 、理解控制系统的基本组成
过程与方法：
理解控制系统的基本组成和简单的工作过程
情感态度与价值观：
充分利用技术的作用，解决生活与学习中的问题
复习重点：理解控制系统的基本组成和简单的工作过程
复习难点：理解控制系统的基本组成和简单的工作过程
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。
引入：知识铺垫：通过系统与设计过度到
第四单元：控制与设计
第一节什么是控制
1、控制的概念：
2、控制的应用：
第二节：控制系统的基本组成与工作过程
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p105)
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：(自动门)
【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：(水箱水位控制)
【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
【马上行动】(课堂练习)高考题19 P潍坊284,并画出该系统的框图。
(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)
学生总结：
开环控制系统：
闭环控制系统：
开环控制系统的组成：
闭环控制系统的组成：
开环控制系统与闭环控制系统的比较：
强调重难点：控制系统的基本组成和简单的工作过程
课堂练习：
1、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，我们理解一个控制现象应该从()入手?
A、对象
B、目的
C、手段
D、对象、目的、手段
2、画出闭环控制系统的方框图
3、电冰箱的温度控制系统属于闭环控制系统还是开环控制系统?请说说它们之间的异同。
4、下列关于控制的叙述，错误的是( )
A、自动控制系统能在无人直接参与的情形下运行
B、“神州号”飞船之所以能够遨游太空，并且能够准确地返回地面，控制技术起着至关重要的作用
C、古老的农用水车就是一个控制系统
D、控制技术指的是自动控制技术
5、下列各项中，不属于技术的是( )
A、骑自行车时，如果觉得车速过快，我们就会使用刹车使车速变慢
B、当感觉教室内不够亮时，我们就会开灯
C、随着时间的推移，铁器会生锈
D、当我们的学习成绩不够理想时，我们会增加学习时间或改进学习方法，以提高学习成绩
6、自动门系统的组成是( )
A、门、控制对象、传感器
B、控制对象、门、控制器、传感器
C、控制对象、执行器、控制器、传感器
D、门、驱动器、传感器、控制对象
7、下列各项中，属于开环控制系统的是( )
A、家用电风扇的转速调节系统
B、电冰箱温度控制系统
C、汽车方向控制系统
D、抽水马桶水箱的水位控制系统
8、在人体温度系统中，皮肤相当于( )
A、控制器
B、传感器
C、执行器
D、驱动器
9、技术设计的一般过程为( )
A、发现与明确问题---制订设计方案---制作模型或原型---方案优化
B、发现与明确问题---制订设计方案----方案优化制订模型或原型
C、发现问题---明确问题---制订设计方案---方案优化
D、发现问题---明确优化方案措施---明确设计方案---制作模型或原型
10、在声控灯系统中，被控量是( )
A、通过电灯的电流
B、电路中的导线和电灯泡
C、供电电网的电压或频率
D、楼道里声音的大小
11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、射手
B、枪
C、子弹
D、靶心
12、在下列控制系统当中：⑴家用缝纫机的缝纫速度
控制系统;⑵电冰箱的温度控制系统;⑶走道路灯的声光控制系统;⑷交通路口红绿灯自动控制(根据车流大小改变红绿灯时间)系统，属于闭环控制系统的是哪些?
13、控制设计课题
问题1：人们通过电风扇、空调器实现什么意愿?
问题2：电风扇控制系统的输入量和输出量是什么?画出电风扇控制系统的方框图。
问题3：空调器控制系统的输入量和输出量是什么?画出空调器控制系统的方框图。
14、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
15、在公共楼道里，常安装声控灯，既方便，又节电。
声控灯，从控制系统方面来分析，它是( )
A、闭环控制系统
B、开环控制系统
C、两者都不是。