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1、4.3控制系统中的干扰与反馈干扰因素教学设计一、教材分析苏教版通用技术教材把“反馈”和“干扰”作为一个平行内容一起介绍,它 的好处在于能将“反馈”和“干扰”有机的联系起来,进行对比分析;遗憾是对 于“干扰”的介绍过去简单,案例比较单一。而粤教版中的编排是基于前面章节 对于控制系统的介绍的基础上的,用单独一节来研究“干扰”,这样编排的好处 在于可以在这个内容中教师可以有更大的余地和空间提升学生对教材的理解,教 材力图在介绍干扰的同时兼顾综合开环与闭环,以达到加深学生对控制系统理论 的理解。二、 学情分析高中生有了一定的物理知识基础,能感知干扰的存在,但是,对于“干扰” 是“只闻其名,不见其形”对
2、控制原理比较陌生,不能将“干扰”与“控制”有 效的结合起来,也没有针对控制系统中的干扰做具体分析的能力。所以,整个教 学都应以案例分析和小组实践为主,且所举案例应力求简单。三、教学目标知识与技能1 .理解控制系统中干扰的定义;2 .能结合具体案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素,并做分析:3 .通过小组合作自行归纳出克服干扰的基本方法。过程与方法1 .引导学生体验简单控制系统中的干扰;2 .激发出学生对于克服控制中的干扰的创新思维;3 .促使学生积极参与讨论和分析。情感、态度、价值观1 .通过对干扰实验的体验和观察,获得对干扰的感性认识:2 .学生能在体验干扰的基础上,能进一步讨论控制中
3、的干扰并在交流的过程 中形成对拘束的探究欲望;3 .通过对具体干扰实例的分析,逐步渗透防盗意识、消费意识、节约意识和 环保意识。四、教学重难点1 .重点:克服干扰的基本方法的探究。2 .难点:干扰因素的判定。五 教学流程环节 教师活动一、回 顾(1 分钟)二、导 入(3 分钟)三、新 课(28 分钟)学生活动设计意图【课件演示】简单回顾控制系统的分类和组 成:1 .控制系统的分类是什么?2 .控制系统有哪几部分组成?【游戏引入】真正的控制系统在运行的过程中还会存在很 多的因素影响:下落的羽毛球游戏:1 .在正常条件下降落。2 .在有侧风的条件下降落。问题:在有侧风的条件下降落还能正中下落 点吗
4、?为什么?对比几种情况的异同:受外界影响,控制的 行为受到影响。1.干扰的概念(2分钟)对控制系统的行为造成影响的有害的信号及 扰动,即除给定量外,引起被控量量值变化 的各种因素。 .干扰输入量控制器执行器被控对象输出开环控制系统方框图干扰闭环控制系统方框图复习上节 课的内容体验干扰 对控制系 统造成的 影响。听、学看、引导学生 回忆控制 系统的知 识将侧风形 成的对下 落的羽毛 球的干扰 放大,形象 化,有利于 学生加深 认识。让学生从 开环和闭 环控制系 统中寻找 干扰信号 及扰动。分析两种 控制中的 干扰的影 响分小组快 速列举生 活中其他 的干扰实 例,并写 下来。分小组探 究,找出
5、消除侧风 对羽毛球 的干扰并 提出克服 干扰的可 行性方 法,写下 来。呼应小游 戏的例子, 思考克服 干扰的方 法,为后 面的讨论 提供思路。在草稿上填写出生以生活中 电冰箱控 制系统的 干扰指导【课件演示】2.干扰因素的判定。(8分钟)简单认识并分析生活中一些常见的干扰 实例。A.外界光线对投影效果的干扰(对周围的控制系统的分析,就近对课室投 影的干扰分析,学生更有体验)B.对行驶中的自行车的干扰C.锁车干扰器(渗透安全教育,防盗意识)(视频)(2)思考与分析在出现干扰的情况下,开环控制系统和闭 环控制系统哪种受干扰的影响小?为什么?(微课)闭环控制系统受影响较小,因为闭环控制系 统能不断
6、修正控制效果。(头脑风暴法)举出一些由于干扰而使控 制系统受到影响的例子。雨天交通病毒攻击手机干扰飞机3.克服干扰的基本方法(12分钟)(1)如何消除侧风对羽毛球的干扰?(呼应前面举的干扰,进一步思考克服干扰 的方法)(2)找出控制物体下落快慢系统中的干扰 并提出克服干扰的基本方法。(1张纸和1支 粉笔同时下落)(3)分析闭环控制系统的工作过程,找出克 服干扰的方法。克服干扰的基本方法.消除干扰(空气阻力)1 .减弱干扰(纸的形状、空气阻力).提高控制系统性能【生活小贴士】谁家的冰箱最省电?(发散性思维)(6分钟) 分析下列电冰箱控制中的干扰,请同学们以 小组为单位,讨论如何克服该控制系统中的干扰并对对方组的克服干扰方法发表自己的 看法。(在学生讲解的同时演示教师对问题的解 释,渗透消费意识、节约意识、环保意识。活中一些 使用电冰 箱的方 法,并明 确哪些是 省电的, 环保的。学生作积 极的发散 思推,部分 学生的知 识面可以 对其他学 生的知识 提升起到 拓展的作 用。四、当 堂小测课件展示巩固所学知识五、小结1 .干扰的概念2 .干扰因素的判定3 .克服干扰的方法六、课 后作业干扰都是坏的吗?若不是,请列举应用干扰 的实例。