高中通用技术 控制的手段与应用6教案 苏教版必修2.docx

高中通用技术控制的手段与应用6教案苏教版必修2

课题：

科目：

班级：

课时：计划1课时

教师：

单位：

一、教材分析

《高中通用技术控制的手段与应用6教案苏教版必修2》章节以“自动控制系统的设计与实施”为主题，深入探讨控制技术在现实生活中的应用。本章节内容紧密联系课本，围绕自动控制系统的基本原理、控制流程、控制元件及其应用展开，使学生了解控制系统的组成、工作原理和实施方法。通过分析实际案例，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的技术素养和创新能力。此外，本章还强调了控制系统在可持续发展中的作用，培养学生的环保意识和社会责任感。教学内容与高中二年级学生的知识水平相符，注重理论联系实际，提升学生的实践操作能力。

二、核心素养目标

本章的核心素养目标旨在培养学生以下几方面的能力：首先，通过学习控制系统的设计与实施，提升学生的问题解决能力和创新设计思维，使其能够运用通用技术知识解决实际控制问题。其次，强化学生的系统思维和模型构建能力，使其能够理解并构建简单的自动控制系统模型，深化对控制过程的理解。再次，加强学生的信息素养，通过分析控制案例，培养学生提取、处理和应用信息的能力。最后，结合可持续发展理念，引导学生树立正确的价值观，认识到技术在环保和可持续发展中的作用，提升社会责任感和伦理道德观念。这些目标与新课标要求相符，致力于全面提升学生的学科核心素养。

三、教学难点与重点

1.教学重点

（1）自动控制系统的基本原理：理解并掌握开环控制与闭环控制的概念、区别及适用场景，明确控制系统的基本组成部分，如控制器、执行器、传感器等。

举例：以家电中的空调为例，讲解其温度控制原理，强调控制器接收传感器信号、处理并输出控制指令给执行器的过程。

（2）控制流程的设计与实施：掌握控制流程图的绘制方法，学会根据实际需求设计简单的控制流程，明确控制过程中的关键参数调整与优化。

举例：以恒温室为例，引导学生设计控制流程，包括温度设定、温度检测、控制指令输出等环节。

（3）控制元件的应用：了解常见控制元件的原理、功能及在自动控制系统中的应用，如继电器、PID控制器、变频器等。

举例：介绍PID控制器在工业生产过程中的应用，解释其参数整定方法及其对控制效果的影响。

2.教学难点

（1）控制系统的数学建模：理解并掌握控制系统数学模型的基本概念，如传递函数、状态空间等，学会运用数学工具分析控制系统的性能。

举例：以典型的二阶系统为例，讲解其传递函数的推导过程，分析系统稳定性、响应速度等性能指标。

（2）控制策略的选择与优化：针对不同控制需求，选择合适的控制策略（如PID控制、模糊控制等），并能根据实际运行情况进行参数优化。

举例：以水位控制系统为例，介绍PID控制参数的整定方法，如经验法、临界比例度法等，并探讨在不同工况下的优化策略。

（3）控制系统的仿真与实验：学会使用相关软件（如MATLAB、PLC编程软件等）进行控制系统的仿真与实验，验证控制策略的有效性。

举例：利用MATLAB/Simulink搭建一个简单的温度控制系统模型，进行仿真实验，观察系统响应并分析控制效果。

四、教学资源准备

1.教材：

-确保每位学生都提前准备好《高中通用技术》苏教版必修2教材，以便于在课堂上同步学习和参考。

-教师准备教案、PPT课件、学习指导书等相关教学资料，辅助学生理解和掌握课程内容。

2.辅助材料：

-准备与自动控制系统相关的图片、图表、动画和视频等多媒体资源，用于直观展示控制系统的组成、原理和应用场景。

-收集实际案例资料，如工厂自动化生产线、智能家居控制系统等，以便于学生理解控制技术在现实生活中的应用。

-准备控制系统流程图、控制元件结构图等教学挂图，帮助学生形象地理解控制流程和元件功能。

3.实验器材：

-准备实验所需的器材，如PLC控制器、传感器、执行器、示波器、信号发生器等，确保实验的顺利进行。

-检查实验器材的完整性和安全性，确保实验过程中学生的人身安全和设备正常运行。

-配备适量的实验指导教师，协助学生完成实验操作，解答实验过程中的疑问。

4.教室布置：

-根据教学需求，将教室划分为理论教学区、分组讨论区、实验操作台等不同功能区域，为学生提供适宜的学习和实验环境。

-在分组讨论区配备白板、马克笔等工具，方便学生记录和分享讨论成果。

-在实验操作台附近设置安全警示标志，提醒学生注意实验安全，遵守实验规程。

-教室内配备足够的电源插座、网络接口等设施，以满足实验和教学需求。

五、教学过程设计

1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对自动控制系统的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道自动控制系统是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于自动控制系统的图片或视频片