《开环控制和闭环控制》教学设计

《开环控制和闭环控制》教学设计

一、教材分析

本节内容是粤科版《技术与设计2》第四章“控制与设计”的第一节。本节是针对“控制与设计”的了解性内容，是学习全章的导入和基础。让学生通过体验控制过程，了解控制的含义，体验如何进行控制，并对开环控制和闭环控制有一个基本的认识，同时能够感受控制与生活生产的密切关系。

二、学生分析

学生通过对《技术与设计2》中，前面三个专题“结构与设计”、“流程与设计”、“系统与设计”的学习，已经有了一定的技术素养，能够联系生活，在实践中区体验控制的重要。本节课内容相对比较简单，主要是激发学生对控制及其设计的兴趣，引起他们的重视，激发他们的学习热情，初步掌握控制中的思想和方法。

学生在前期学过一些开源硬件arduino的硬件知识和Mixly图形化编程软件的使用，为了让学生更好的理解开环控制和闭环控制的控制过程以及两者的区别、优缺点设计了运用arduino智能小车套件和Mixly图形化编程软件学生采用开环控制控制小车走S型路线而老师采用闭环控制然后进行PK的体验活动。

本节课主要是三个学习内容：控制的含义、开环控制和闭环控制、手动控制和自动控制。由于开环控制和闭环控制学生在生活中有遇到但很少听到，且比较复杂难以区分，而手动控制和自动控制学生在生活中经常遇到听得也比较多，比较容易区分，所以本节课将开环控制和闭环控制作为教学重点，用比较多的时间进行学习、体验和讲解，而将手动控制和自动控制放在控制系统的组成和描述一起学习。

三、教学目标

(一)知识与技能

1.理解控制的含义及其在生产生活中的应用；

2.了解开环控制和闭环控制并理解他们的区别，学生学会用简易的方框图简单的开环、闭环控制系统的基本组成和简单工作过程；

3.能利用开环控制和闭环控制的区别正确判断生产、生活中常见控制实例的类别；

4.理解开环控制和闭环控制的优缺点。

(二)过程与方法

通过案例分析，体验控制在生产生活中的应用。

(三)情感态度价值观

1.通过介绍控制案例和亲身体验控制，使学生对控制技木产生巨大熱情；

2.在学生小组讨论、合作学习中培养团队协作的能力。

四、教学重难点

重点：理解控制的含义，开环控制和闭环控制。

难点：1.理解控制反馈的概念。

2.开环控制与闭环控制的正确判断

五、教学策略

为了让学生更好的理解控制的含义，重点介绍了控制的三要素并增加了一些堂上练习。在学习开环控制和闭环控制时，为了学生更好的理解开环控制和闭环控制以及他们的区别，老师设计了两个体验活动：第一个是学生采用开环控制控制小车走S型路线而老师采用闭环控制然后进行PK，巡线任务也是机器人比赛中经常出现的任务，也比较有趣和有挑战性，也很少见到其他老师将其引入到控制系统的教学中，而且巡线可以通过开环控制和闭环控制实现，巡线效果区别也很明显，我将其引入教学中可以让学生更好的理解两种控制的区别和优缺点；第二个是蒙眼睁眼画人脸的小游戏，这个小游戏可以活跃课堂气氛，也比较生活化贴近学生生活，对应两种不同控制，区别也很明显。通过这两个活动，学生可以更深刻的认识到两种控制的区别以及控制过程，有助于学生对开环控制和闭环控制的正确分辨，能较好的突破难点。

教材中这一节并没有用控制方框图来分析开环控制和闭环控制的控制过程，而是在第二节控制系统的组成和描述中学习控制方框图，在不利于学生理解他们的控制过程和区别，在通用技术的核心素养中图样表达是核心素养之一，也有助于让学生形成将感性认识上升为理性认识，学会用图样来表达和分析问题，所以我将简化的控制方框图提供给学生，有助于学生对知识的理解。

在学生分析开环控制和闭环控制的工作过程中，学生是初学者，老师先分析几个例子的控制方框图，然后采用学生模仿的方式也能较好的突破难点。同时，老师将一些控制例子的控制方框图提供了一部分内容其余内容让学生补填的方式，帮助学生思考问题，也降低了学生学习的难度。

六、教学方法：讲授法、实践体验法、任务驱动法等方法。

七、教学媒体：电脑、Mixly编程软件、七星虫智能小车、PPT及相关视频、无线投影仪

八、主要教学过程：