高中通用技术《控制系统的设计与实施》教案 新人教版
《控制系统的设计与实施核心素养目标教学设计、教材分析与教学反思-2023-2024学年高中通用技术苏
《控制系统的设计与实施》导学案一、导言控制系统是摩登工程领域中至关重要的一部分，它涉及到各种各样的应用领域，包括工业自动化、航空航天、机器人技术等。
《控制系统的设计与实施》是一门涉及控制理论、信号处理、电路设计等多方面知识的课程，通过进修这门课程，学生将能够掌握控制系统的设计原理和实施方法，为将来的工程实践打下坚实的基础。
二、进修目标1. 了解控制系统的基本观点和分类；2. 掌握控制系统的设计方法和实施步骤；3. 能够运用所学知识解决实际工程问题。
三、教学内容1. 控制系统的基本观点- 控制系统的定义和分类；- 控制系统的基本组成部分。
2. 控制系统的设计原理- 控制系统的传递函数和状态空间表达；- 控制系统的稳定性分析方法。
3. 控制系统的实施方法- PID控制器的设计和调节；- 数字控制系统的设计和实现。
四、进修方法1. 听课进修：认真听讲，理解控制系统的基本观点和设计原理；2. 实践操作：完成实验任务，掌握控制系统的实施方法；3. 讨论交流：与同砚讨论进修中遇到的问题，互相进修、交流经验。
五、作业任务1. 阅读相关教材，完成课后习题；2. 设计一个简单的控制系统，并进行仿真实验；3. 撰写实验报告，总结实验过程和结果。
六、考核方式1. 平时表现：参与教室讨论，完成作业任务；2. 期末考试：考核学生对控制系统设计与实施知识的掌握水平。
七、教学资源1. 教材：《控制系统工程》；2. 实验设备：数字控制系统实验箱、PID控制器等。
八、进修建议1. 注重理论联系实际，将所学知识应用到实际工程中；2. 多与同砚交流，共同砚习、进步。
以上是《控制系统的设计与实施》导学案的内容，希望同砚们能够认真进修，掌握相关知识，为未来的工程实践做好准备。
祝大家进修顺利！。
《控制系统的设计与实施导学案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《控制系统的设计与实施》导学案第一课时导学目标：通过本节课的学习，学生将能够理解控制系统的基本原理和设计方法，掌握控制系统的实施步骤，提高对控制系统的认识和应用能力。
一、导入控制系统是现代工程领域中的重要概念，它在各种自动化系统中发挥着关键作用。
在我们的日常生活中，控制系统随处可见，比如电梯、空调、洗衣机等都是控制系统的应用。
那么，什么是控制系统呢？为什么我们需要控制系统呢？二、概念解析1. 控制系统的定义：控制系统是由传感器、控制器和执行器组成的一个系统，通过输入控制信号，使得被控对象按照设定的要求进行运动或变化。
2. 控制系统的分类：根据控制对象的性质和控制方式不同，控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
3. 控制系统的基本原理：控制系统的基本原理是负反馈原理，通过对被控对象的输出信号进行检测和比较，调节控制信号，使得系统能够稳定工作。
三、设计方法1. 控制系统的设计步骤：（1）确定控制目标和要求；（2）建立数学模型；（3）选择控制器类型；（4）设计控制器参数；（5）仿真验证；（6）实施调试。
2. 控制系统的设计要点：（1）稳定性：控制系统必须具有稳定性，即在外部扰动的作用下能够保持稳定的工作状态。
（2）快速性：控制系统的响应速度要快，能够在短时间内实现设定值的跟踪。
（3）精度：控制系统的输出要与设定值尽可能接近，具有高精度的控制能力。
（4）鲁棒性：控制系统要具有一定的鲁棒性，能够适应不同工况下的控制要求。
四、实施步骤1. 控制系统的实施流程：（1）传感器采集信号；（2）控制器计算控制信号；（3）执行器执行控制指令；（4）反馈信号校正控制器输出；（5）系统运行稳定。
2. 控制系统的实施注意事项：（1）传感器和执行器的选择要合适；（2）控制器的参数调节要合理；（3）系统的反馈调节要及时；（4）系统的稳定性要得到保证。
五、综合应用通过本节课的学习，学生将能够应用控制系统的设计原理和实施方法，设计一个简单的控制系统并进行仿真验证。
《控制系统的设计与实施作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术苏教版》
《控制系统的设计与实施》作业设计方案第一课时一、课程背景和目标《控制系统的设计与实施》是一门针对控制系统设计及实施的课程，旨在援助同砚精通控制系统的基本原理、设计方法和实施技术，从而培育同砚在工程领域中的实践能力和创新思维。
本课程旨在通过理论与实践相结合的教学方式，让同砚全面了解控制系统的设计与实施过程，并能够独立完成相应的实际项目。
二、课程内容1. 控制系统的基本原理2. 控制系统的设计方法3. 控制系统的实施技术4. 控制系统的应用案例分析5. 控制系统的将来进步趋势三、作业设计方案1. 作业一：控制系统设计方案要求同砚依据所学知识，选择一个实际项目，设计一个完备的控制系统方案。
包括系统的结构设计、信号处理、控制算法选择、硬件选型等内容，并进行仿真验证。
同砚需撰写详尽的设计报告，说明设计思路和实现方法。
2. 作业二：控制系统实施方案要求同砚在实际项目中实施所设计的控制系统方案，包括硬件搭建、软件编程、系统调试等环节。
同砚需记录实施过程中的问题和解决方案，并撰写实施报告，总牢固践阅历和心得体会。
3. 作业三：控制系统案例分析要求同砚选择一个现有的控制系统案例，进行深度分析和评估。
包括系统的设计理念、实施过程、应用效果等方面，并提出改进建议和优化方案。
同砚需撰写案例分析报告，展示批判性思维和创新能力。
四、评估方式1. 作业一：控制系统设计方案评分标准：设计方案完备性、创新性、可行性和好用性权重：30%2. 作业二：控制系统实施方案评分标准：实施过程记录、问题解决能力、实践效果权重：30%3. 作业三：控制系统案例分析评分标准：案例分析深度、批判性思维、改进建议权重：40%五、总结与展望通过《控制系统的设计与实施》作业设计方案的实施，同砚将能够全面精通控制系统的设计与实施方法，提升实践能力和创新思维。
同时，本课程将为同砚将来在工程领域的进步奠定坚实的基础，援助他们成为具有竞争力的工程技术人才。
等候同砚在实践中不息探究、不息创新，为控制系统领域的进步做出贡献。
高中通用技术控制系统的设计与实施教案
高中通用技术控制系统的设计与实施教案第四节控制系统的设计与实施教案一、教学内容分析:本节课内容为本节的最后一节，是本节、本章、本书的最后一个课时。
在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。
设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
本节让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键，只有这部分内容理解了，才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。
在控制系统的设计与实施案例中，重点要让学生会分析和选择案例，并学会设计，有一定的实践性。
二、教学对象分析:学生对一些产品有一定的使用经验，这些经验有成功的，也有失败的，通过控制系统的分析与设计，使学生对一定的实践经验的生活经历，上升到一定的理论认识，对失败的使用经验，能从控制与设计的角度重新的认识。
三、教学目标:1.知识与技能:1)了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2)能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置;或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行提出改进方案。
2.过程与方法:通过案例式的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。
3.情感态度价值观:(1)通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
(2) 培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
(3) 通过多种形式的教学活动，提高学生学习技术课的兴趣。
四、教学重难点:1.教学重点:(1)控制系统设计的一般思路，了解简单的被控对象的基本特性，确定相关的量，会画方框图。
(2)能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置并学会调试运行，提出改进方案。
2.教学难点:(1)设计一个控制系统应明确的问题的分析，控制系统设计的思想方法。
(2)闭环系统的设计，以及被控量和控制量的确定。
五、教学策略:本节书从理论上讲内容较难，学生理解起来比较困难，为了能有较好的课堂效果，设计如下:(1)通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法，从而引入课题。
高中通用技术 第四单元 第四节《控制系统的设计与实施》2 教案
高中通用技术技术与设计2 (苏教版)第四单元控制与设计第四节控制系统的设计与实施教材分析一、教材分析（一）本节内容的地位、作用：本节是前几节知识的总结与应用。
控制系统设计的一般思路是这一节的重点，也是难点。
在设计中，只有对系统的组成部分及其相互关系分析清楚了，才能进行设计。
对于学生的设计，因为是必修课的最后一个设计，要求学生一定要按设计的一般过程进行，设计课题不必复杂，但一定要让学生能够完成。
（二）本节内容分析：本节课内容为本单元的第四课时，是本单元、本书的最后一个课时。
在前面的学习中，学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。
设计是技术的重要组成部分之一，而且《技术与设计2》大部分都是围绕着设计这个主题来展开的。
本节分别通过开环控制系统和简单的闭环控制系统的设计案例，使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤，通过自动升旗控制装置的设计，强化学生对设计的多方案的理解。
控制系统的设计是本单元教学内容的综合和总结，也是控制思想方法的集中体现。
这一节的教学不仅需要学生对开环控制系统和闭环控制系统的工作过程和工作原理有较好的了解，还需要熟悉控制系统的组成和各环节的作用。
二、课程标准对于本节的内容提出的要求：（一）了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制设计的方案这里的被控对象基本特性是指在正常的工作状态，被控对象的输出信号与输入参数、与主要的干扰参数之间的关系，只需要有所了解，对被控对象的特性的数学模型的描述在此不作要求。
当需要对一个简单的控制系统进行设计时，学生首先要学会分析这一系统中，需要控制的参数是什么，通过改变什么参数来实现控制，是采用开环控制还是采用闭环控制来形成控制设计方案，然后要能画出这一系统的方框图。
（二）能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案进行实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案这是对控制的实施方面的要求，由于对控制器、执行机构、反馈环节和对象的特性没有提出更多的要求，故不要求学生象专业设计师一样进行完整的闭环控制系统设计并加以实现。
高一通用技术《控制系统的设计与实施》学案
高一通用技术《控制系统的设计与实施》学案高一通用技术《控制系统的设计与实施》学案一、教学目标1 了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，采用逆推法画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2 能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案二、教学重点设计一个控制系统应明确的问题，对控制系统的基本要求。
三、教学难点设计一个控制系统应明确的问题的分析，控制系统设计的思想方法。
四、教学方法讲授、讨论、小组合作。
五、设计思想1 教材分析本节要求学生亲历一个完整的控制系统设计和模型制作过程。
对于控制系统方案的设计不要求学生能形成详细的设计方案，只需形成初步方案，重要的是让学生亲历设计的过程，知道怎样通过分析被控对象的基本特性，确定被控量、控制量，从而形成控制系统的设计框图，对于开环控制系统和闭环控制系统的制作和实施，标有着不同层次的要求，对于开环要求能制作一个完整的简单的控制装置，对于闭环控制系统，只要求学生根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
本要解决的重点是：亲历一个完整的控制系统设计和模型制作过程2 学情分析（1）学生已经使用过设计的技术语言对设计的过程和方案进行描述；（2）经历了几个设计和制作的全过程，熟悉设计过程中的各个环节以及模型或原型制作的基本方法和手段；（3）设计制作中具体技术和专业知识（如电子、电路及机械控制知识等）有所欠缺，给控制的设计和实施带了一定的困难；3 教学策略分析本次控制系统设计将采用开放式的设计，在提出设计命题后，不给出一个确定的系统设计方案，而是引导学生提出自己的想法，激发学生发现问题和勇于创新的激情。
本次设计将按设计的各环节按层次提供了一些在系统设计时可能会碰到的技术问题，让学生自己分析、选择认为合理的设计方案，以合作学习的方式，完成设计和制作。
高中通用技术《控制与设计》教案
高中通用技术《控制与设计》教案高中通用技术《控制与设计》教案第一节：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学策略教法：本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。
教学过程引入：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。
通用技术《控制系统的设计与实施案例》说课课件
四、说教学过程 （一）﹑用开源硬件作品---招财猫，导入新课 动作演示：当人靠近时，招财猫前肢摆动的同时两 只眼睛由亮变暗并红绿蓝三色替换，招财猫发出欢 迎音乐声。 设计意图：从熟悉的玩具出发，学生体验控制设计 的乐趣。 体验：学生自己参与体验，并说出猫的前肢（速度 、角度）、眼睛（颜色、明亮）、音乐（音量、播 放方式）的变化，如何实现多个变量的控制和协调 。
四、教学反思 1、实验以学生自主发现问题，交流合作解决问题的方 式，让学生主动参与学习，收获成功的喜悦。 2、实验的设计使枯燥的控制设计的思想理论通过项目 练习，降低了教学难度，提高了学生的学习兴趣和 效率。 3、创客资源的利用（招财猫积木、控制器、执行器、 传感器），极大的促进了学生创新能力的培养
一、说教材
3.教学目标 知识与技能：通过本实验项目的完成，使学生进一步明 确控制系统设计的一般思路和步骤和方法，提高学生的 技术素养。 过程与方法：通过自动升旗简易装置的实际案例的完成， 让学生从一个简单的设计项目要求出发，明确问题并遵 循设计的一般思路和步骤完成设计。 情感态度与价值观：通过方案的构思，培养学生独立思 考、合作探究、交流评价的科学探究精神，增强学生对 控制技术的探究能力并应用于实际的生活。 在拓展环节通过开源硬件等知识模块的引入，培养 学生热爱科学技术的积极情感和创新精神。
四、说教学过程 （二）、自主学习控制系统设计的一般思路
四、说教学过程
（三）小试身手 设计项目：自动升旗简易控制装置设计 设计要求：1、当国歌播放时间内，控制国旗匀速上 升到旗杆顶端。 2、选择恰当的控制方案实现控制。 3、选用成本低、易于获取的元件、设备、 材料制作模型 4、控制方式：开环控制 设计准备材料 定时器、直流电机、旗杆、滑轮、变速 齿轮箱、点机调速器、直流电源、CD唱机等。
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浙江省衢州市仲尼中学高中通用技术《控制系统的设计与实施》
教案新人教版
一、教材分析
本节要求学生亲历一个完整的控制系统设计和模型制作过程。
对于控制系统方案的设计不要求学生能形成详细的设计方案，只需形成初步方案，重要的是让学生亲历设计的过程，知道怎样通过分析被控对象的基本特性，确定被控量、控制量，从而形成控制系统的设计框图，对于开环控制系统和闭环控制系统的制作和实施，课标有着不同层次的要求，对于开环要求能制作一个完整的简单的控制装置，对于闭环控制系统，只要求学生根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
本课要解决的重点是：亲历一个完整的控制系统设计和模型制作过程.
二、学情分析
（1）学生已经使用过设计的技术语言对设计的过程和方案进行描述；
（2）经历了几个设计和制作的全过程，熟悉设计过程中的各个环节以及模型或原型制作的基本方法和手段；
（3）设计制作中具体技术和专业知识（如电子、电路及机械控制知识等）有所欠缺，给控制的设计和实施带来了一定的困难；
三、教学目标
1. 了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，采用逆推法画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2. 能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。
四、教学重点
设计一个控制系统应明确的问题，对控制系统的基本要求。
五、教学难点
设计一个控制系统应明确的问题的分析，控制系统设计的思想方法。
六、教学方法
讲授、讨论、小组合作。
七、教学资源准备
多媒体设备、相关图片资料、技术试验工具、材料等。
八、教学过程
九、分层练习
A类练习
1、根植于历史文化名城泉州的提线木偶戏古称“悬丝傀儡”,又名“丝戏”,民间俗称“嘉礼”,乃流行于闽南语系地区的古老珍稀戏种，在提线木偶的控制过程中控制对象是（ C ）。
A．手 B．提绳 C．木偶 D．大脑
通过A类练习，使学生掌握最基础的控制应用。
B类练习
2、在电冰箱的温度控制系统中，下列情况不属于影响其温度控制的干扰因素（ D）
A、开电冰箱门
B、电冰箱所在房间的温度从20摄氏度变到32摄氏度
C、热菜或热饭放入电冰箱中
D、在电冰箱外放一盆水
通过B类练习让学生了解控制系统中干扰因素的判断。
C类练习
3、著名艺术家韩美林是北京奥运吉祥物创作修改组的组长，他曾经说过：“你知道吗？经历了五六次设计人员的变动，五六十次设计方案的改动，画了四五千张设计草图，这5个小‘福娃’才得以诞生。
”从他的话里，我们可以知道：（D）
A、设计是解决问题的重要途径
B、设计需要多种知识
C、设计需要多人共同完成
D、设计需要不断改进
通过C类练习使学生对设计所需要考虑的内容更加清晰。
十、板书设计
1.控制调试
（1）调试机械联接是否稳固
（2）调试窗户移动（开关）是否到位
（3）调试湿度检测是否灵敏
总结控制系统设计的一般步骤
2.设计方案实施的主要步骤
3.对方案实施的调试评估
4.被控对象的主要特性，确定被控量、控制量
十一、作业布置
1.《新时代.通用技术》P69—P95.
2.复习第一单元内容
十二、教学反思
这是“控制与设计”专题的最后一个教学内容——简单控制系统的设计及系统的调试。
这一课题的教学以具体设计任务为载体，让学生体验控制系统设计和实现的过程，使课堂还给学生，给课堂以生气和活力。
本课程的教学设计以设计制作“下雨时自动关窗装置”为载体来展开的，课程的导入和每一个设计步骤都是围绕这个设计任务来展开的。
内容具体，目标明确，学生有兴趣，课堂也很活跃。
这一课没有使用教材的推荐载体，而是根据本地条件选择的载体。
本次是采用两节课连上的方式进行的，在教师的引导下学生下基本能够完成任务，效果很好。