第四章“控制與設(shè)計(jì)”教材分析及教學(xué)建議

單元教材分析及教學(xué)建議步驟本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容（重難點(diǎn)的理解）教學(xué)要求（知識(shí)要求與層面）課時(shí)安排與教材處理（如何劃分及各節(jié)的重難點(diǎn)）教學(xué)建議（如何備課、如何組織教學(xué)、如何突破重難點(diǎn)、采用何種優(yōu)化課堂教學(xué)形式）教學(xué)參考資源及輔助手段（提供地址與方法）一、本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容1．理解控制的含義及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。2．分析典型的案例，了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，熟悉簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程。3．能畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。4．能結(jié)合案例找出影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。5．了解簡(jiǎn)單的被控制對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫(huà)出控制系統(tǒng)的方框圖并形成初步的控制設(shè)計(jì)方案。6.能根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，制作一個(gè)控制裝置；或者能根據(jù)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案實(shí)施或模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)照解讀1．理解控制的含義及在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。1.1理解控制的含義，明確控制的目的的對(duì)象。1.3理解控制在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)照解讀2．分析典型的案例，了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，熟悉簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程。2.1會(huì)分析典型案例，知道簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程。2.2知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成，1.2了解控制的手段，知道人工控制和自動(dòng)控制。3.3知道閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)照解讀3．能畫(huà)出一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。2.2能畫(huà)出簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制的方框圖，并知道其中的控制器和執(zhí)行器的作用。3.2理解反饋的含義，知道閉環(huán)控制系統(tǒng)中反饋環(huán)節(jié)的作用。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)照解讀5．了解簡(jiǎn)單的被控制對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫(huà)出控制系統(tǒng)的方框圖并形成初步的控制設(shè)計(jì)方案。4.1.了解簡(jiǎn)單的被控對(duì)象的基本特征，能確定被控量、控制量，畫(huà)出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)照解讀6.能根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，制作一個(gè)控制裝置；或者能根據(jù)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案實(shí)施或模擬實(shí)施，學(xué)會(huì)調(diào)試運(yùn)行，提出改進(jìn)方案。4.2能根據(jù)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，制作一個(gè)控制裝置。本單元的課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容和省學(xué)科教學(xué)指導(dǎo)意見(jiàn)對(duì)照解讀3.4了解功能模擬方法和黑箱方法。本單元的難點(diǎn)分析閉環(huán)控制系統(tǒng)工作過(guò)程和方框圖干擾因素分析控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、教學(xué)要求（知識(shí)要求與層面）學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)結(jié)果的行為指標(biāo)當(dāng)學(xué)生獲得這種學(xué)習(xí)結(jié)果時(shí)，他們能夠：表現(xiàn)水平控制的概念·知道什么是控制·列舉生活和生產(chǎn)中的控制事例II控制的應(yīng)用·知道控制在生活和生產(chǎn)中的重要作用·體驗(yàn)生活中控制的運(yùn)用所帶來(lái)的高效、方便II控制方式·舉例說(shuō)出人工控制和自動(dòng)控制·知道人工控制與自動(dòng)控制的區(qū)別II開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程·說(shuō)出開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分·結(jié)合具體案例，分析并簡(jiǎn)述開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程II閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和工作過(guò)程·說(shuō)出閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成部分·知道被控制量、控制量、給定量、控制對(duì)象、執(zhí)行器、控制器和反饋裝置在閉環(huán)控制系統(tǒng)中的作用·結(jié)合具體案例，分析并簡(jiǎn)述閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程·說(shuō)出閉環(huán)控制系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)并作比較IⅡⅡⅡ控制系統(tǒng)的方框圖·結(jié)合實(shí)例，用方框圖分別表達(dá)一個(gè)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程Ⅱ控制系統(tǒng)的干擾因素·結(jié)合實(shí)例，分析控制系統(tǒng)中的干擾因素對(duì)控制系統(tǒng)影響的過(guò)程·分析并說(shuō)出一個(gè)簡(jiǎn)單閉環(huán)控制系統(tǒng)抗干擾因素的過(guò)程ⅡⅡ確定設(shè)計(jì)方案·根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定控制系統(tǒng)的被控對(duì)象、被控量和控制量·選擇并確定一個(gè)實(shí)現(xiàn)控制要求的設(shè)計(jì)方案，畫(huà)出方框圖ⅡⅡ控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與調(diào)試·根據(jù)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，體驗(yàn)?zāi)M實(shí)現(xiàn)控制方案的過(guò)程，或者根據(jù)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，體驗(yàn)?zāi)M實(shí)現(xiàn)控制方案的過(guò)程·正確調(diào)試系統(tǒng)ⅡⅡ教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.1控制的手段及應(yīng)用:控制的三要素：對(duì)象、目的和控制手段在很多控制事例中，控制的手段又可以是綜合的?？刂频膽?yīng)用：控制的應(yīng)用自古就有，并在近代得到了迅速發(fā)展，它涉及到社會(huì)生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋:干擾因素、反饋方法閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心是通過(guò)反饋來(lái)減少被控量（輸出量）的偏差。閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合、功能模擬法、黑箱方法教學(xué)要求(關(guān)鍵詞、句梳理)4.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施:控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)三、課時(shí)安排與教材處理（如何劃分及各節(jié)的重難點(diǎn)）4.1控制的手段與應(yīng)用(1課時(shí))

控制的手段控制的應(yīng)用4.2控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式(2課時(shí))

控制系統(tǒng)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)4.3閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋(3課時(shí))干擾因素反饋功能模擬方法黑箱方法4.4控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施(3課時(shí))控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路

控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施案例四、教學(xué)建議1．從學(xué)生熟悉的事例人手，講解控制的含義在這一部分的教學(xué)中首先要從學(xué)生熟悉的事例著手，讓學(xué)生知道控制是處處存在的。接著再介紹什么是控制并能列舉身邊存在的控制事例。要用生活、生產(chǎn)、軍事、社會(huì)、管理等多方面的事例，讓學(xué)生知道控制技術(shù)應(yīng)用的廣泛和深入。讓學(xué)生得到“離不開(kāi)控制”、“喜歡控制”、“希望了解控制”的初步體驗(yàn)。教學(xué)建議2．教師需查閱有關(guān)自動(dòng)控制方面的書(shū)籍，重點(diǎn)對(duì)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)其及它們之間的異同進(jìn)行研究和分析。在對(duì)核心概念講解的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的分析(1)手動(dòng)控制與自動(dòng)控制(2)開(kāi)環(huán)控制與閉環(huán)控制(3)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程(4)控制系統(tǒng)的方塊圖和主要控制術(shù)語(yǔ)(5)控制中的干擾及克服教學(xué)建議3．本單元的教學(xué)應(yīng)該充分挖掘日常生活中運(yùn)用控制的事例，啟發(fā)學(xué)生從實(shí)例出發(fā)理解控制系統(tǒng)的工作原理，特別是控制系統(tǒng)的方框圖的繪制，應(yīng)結(jié)合學(xué)生生活實(shí)際選取典型案例進(jìn)行分析和講解五、教學(xué)要求教學(xué)參考資源及輔助手段（提供地址與方法）普通高中