高中通用技术第三节闭环控制系统的干扰与反馈 教学实录.docx

高中通用技术第三节闭环控制系统的干扰与反馈教学实录

主备人

备课成员

课程基本信息

1.课程名称：高中通用技术第三节闭环控制系统的干扰与反馈

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2023年10月25日星期三上午第二节课

4.教学时数：1课时

核心素养目标

1.培养学生的系统思维，使学生能够理解闭环控制系统在现实生活中的应用，并分析其干扰与反馈机制。

2.提升学生的信息处理能力，通过分析干扰源和反馈策略，让学生学会从复杂系统中提取关键信息。

3.增强学生的创新意识，鼓励学生在学习闭环控制系统的基础上，尝试设计简单的控制系统，解决实际问题。

4.强化学生的实践操作能力，通过实验操作，让学生亲身体验闭环控制系统的工作原理，提高动手能力。

教学难点与重点

1.教学重点

-理解闭环控制系统的基本概念和组成部分，包括控制器、执行机构、被控对象和反馈环节。

-掌握闭环控制系统的工作原理，能够解释控制器如何根据反馈信号调整执行机构，以达到稳定控制的目的。

-分析闭环控制系统中的干扰因素，如噪声、负载变化等，以及如何通过反馈机制减少这些干扰的影响。

2.教学难点

-理解反馈环节在闭环控制系统中的作用，特别是正反馈和负反馈的区别及其对系统稳定性的影响。

-分析复杂系统中的干扰与反馈的相互作用，包括如何识别干扰源和设计有效的反馈策略。

-实验操作中，学生可能难以准确测量反馈信号，导致对系统性能评估不准确，需要指导学生掌握测量技巧。

-在设计简单的控制系统时，学生可能会遇到难以平衡控制精度和系统响应速度的问题，需要引导学生思考如何在两者之间取得平衡。

学具准备

Xxx

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源

-软硬件资源：闭环控制系统模型、传感器、执行机构（如电机）、信号发生器、示波器、数据采集器

-课程平台：通用技术课程教学平台，用于展示教学视频和在线讨论

-信息化资源：闭环控制系统动画演示软件、相关教学课件、在线实验指导手册

-教学手段：实物演示、多媒体教学、小组讨论、实验操作指导

教学流程

1.导入新课（5分钟）

-利用多媒体展示工业生产中闭环控制系统的实际应用场景，如自动门的开关、电梯的控制等。

-提问学生：你们在日常生活中是否见过闭环控制系统？它们是如何工作的？

-引导学生思考闭环控制系统的重要性，为后续课程内容做铺垫。

2.新课讲授（20分钟）

-重点一：闭环控制系统的基本概念和组成部分（5分钟）

-解释闭环控制系统的定义和基本组成部分，如控制器、执行机构、被控对象和反馈环节。

-举例说明闭环控制系统在生活中的应用，如恒温器、自动洗衣机等。

-重点二：闭环控制系统的工作原理（10分钟）

-通过动画演示，展示控制器如何根据反馈信号调整执行机构，以达到稳定控制的目的。

-分析反馈信号在闭环控制系统中的作用，强调正反馈和负反馈的区别。

-重点三：干扰与反馈机制（5分钟）

-讲解干扰因素（如噪声、负载变化）对闭环控制系统的影响。

-介绍如何通过反馈机制减少干扰，提高系统稳定性。

3.实践活动（15分钟）

-活动一：学生分组，每组利用传感器、执行机构和控制器搭建一个简单的闭环控制系统模型（5分钟）

-活动二：引导学生观察系统在不同干扰下的响应，分析反馈机制的作用（5分钟）

-活动三：小组讨论，总结如何设计反馈策略以减少干扰，提高系统性能（5分钟）

4.学生小组讨论（10分钟）

-学生举例回答：

-举例说明干扰因素对闭环控制系统的影响，如温度波动对恒温器的影响。

-讨论反馈策略的设计，如如何调整控制器参数以适应负载变化。

-分析反馈机制在提高系统稳定性方面的作用，如通过负反馈减小噪声干扰。

5.总结回顾（5分钟）

-总结本节课的核心内容，强调闭环控制系统在生活中的应用和重要性。

-回顾教学重点和难点，如闭环控制系统的组成部分、工作原理以及干扰与反馈机制。

-强调学生通过实践活动掌握反馈策略设计的能力。

用时总计：45分钟

学生学习效果

学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握

-学生能够准确理解闭环控制系统的基本概念、组成部分和工作原理。

-学生能够区分正反馈和负反馈，并了解它们在闭环控制系统中的作用。

-学生能够识别闭环控制系统中的干扰因素，并理解如何通过反馈机制减少干扰。

2.技能提升

-学生能够通过小组讨论和实践活动，设计简单的闭环控制系统模型。

-学生能够分析系统在不同干扰下的响应，并设计反馈策略以减少干扰。

-学生能够运用所学知识解决实际问题，如设计一个自动控制系统以调节室内温度。

3.思维发展

-学生通过实验操作