1、第四章第四章“控制與設計控制與設計”教材分教材分析及教學建議析及教學建議 單元教材分析及教學建議步驟n本單元的課程標準內容（重難點的理解）n教學要求（知識要求與層面）n課時安排與教材處理（如何劃分及各節的重難點）n教學建議（如何備課、如何組織教學、如何突破重難點、采用何種優化課堂教學形式）n教學參考資源及輔助手段（提供地址與方法）一、本單元的課程標準內容1理解控制的含義及在生產和生活中的應用。2分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。3能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。

2、4能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。5了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖并形成初步的控制設計方案。6.能根據開環控制系統的設計方案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。本單元的省學科教學指導意見n第一節 控制的手段與應用基本要求：1.理解控制的含義，明確控制的目的的對象。2.了解控制的手段，知道人工控制和自動控制。3.理解控制在生產和生活中的應用。n第二節 控制系統的工作過程與方式基本要求： 1.會分析典型案例，知道簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。 2.

3、知道閉環控制系統的基本組成，能畫出簡單的閉環控制的方框圖，并知道其中的控制器和執行器的作用。n第三節 閉環控制系統的干擾與反饋基本要求：1.能結合案例，找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素。2.理解反饋的含義，知道閉環控制系統中反饋環節的作用。3.知道閉環控制系統的工作過程。4.了解功能模擬方法和黑箱方法。n第四節 控制系統的設計與實施基本要求：1.了解簡單的被控對象的基本特征，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計方案。2.能根據開環系統的設計方法，制作一個控制裝置。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀1理解控制的含義及在生產和生活中的應用。1.1

4、理解控制的含義，明確控制的目的的對象。1.3理解控制在生產和生活中的應用。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀2分析典型的案例，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環控制系統和閉環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。2.1會分析典型案例，知道簡單的開環控制系統的基本組成和簡單的工作過程。2.2知道閉環控制系統的基本組成，1.2了解控制的手段，知道人工控制和自動控制。3.3知道閉環控制系統的工作過程。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀3能畫出一個簡單的閉環控制系統的方框圖，理解其中的控制器、執行器等環節的作用，熟悉反饋環節的作用。2.2 能畫出簡單的閉環控制的方框圖，并

5、知道其中的控制器和執行器的作用。 3.2理解反饋的含義，知道閉環控制系統中反饋環節的作用。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀4能結合案例找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素，并作分析。3.1.能結合案例，找出影響簡單控制系統運行的主要干擾因素。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀5了解簡單的被控制對象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖并形成初步的控制設計方案。4.1.了解簡單的被控對象的基本特征，能確定被控量、控制量，畫出控制系統的方框圖，并形成初步的控制系統設計方案。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀6.能根據開環控制系統的設計方

6、案，制作一個控制裝置；或者能根據簡單閉環控制系統的設計方案實施或模擬實施，學會調試運行，提出改進方案。4.2能根據開環系統的設計方法，制作一個控制裝置。本單元的課程標準內容和省學科教學指導意見對照解讀3.4了解功能模擬方法和黑箱方法。本單元的重點分析n控制的含義n開環控制系統與閉環控制系統的工作過程n控制系統中的被控對象、被控量和控制量n干擾與反饋本單元的難點分析n閉環控制系統工作過程和方框圖n干擾因素分析n控制系統的設計 二、教學要求（知識要求與層面）學習內容學習結果的行為指標當學生獲得這種學習結果時，他們能夠：表現水平控制的概念知道什么是控制列舉生活和生產中的控制事例II控制的應用知道控制

7、在生活和生產中的重要作用體驗生活中控制的運用所帶來的高效、方便II控制方式舉例說出人工控制和自動控制知道人工控制與自動控制的區別II開環控制系統的基本組成和工作過程說出開環控制系統的組成部分結合具體案例，分析并簡述開環控制系統的工作過程II閉環控制系統的基本組成和工作過程說出閉環控制系統的組成部分知道被控制量、控制量、給定量、控制對象、執行器、控制器和反饋裝置在閉環控制系統中的作用結合具體案例，分析并簡述閉環控制系統的工作過程說出閉環控制系統與開環控制系統的特點并作比較I控制系統的方框圖結合實例，用方框圖分別表達一個開環控制系統和簡單的閉環控制系統的工作過程控制系統的干擾因素結合實例，分析控制

8、系統中的干擾因素對控制系統影響的過程分析并說出一個簡單閉環控制系統抗干擾因素的過程 確定設計方案根據設計要求，確定控制系統的被控對象、被控量和控制量選擇并確定一個實現控制要求的設計方案，畫出方框圖控制系統的實現與調試根據開環控制系統的設計方案，體驗模擬實現控制方案的過程，或者根據簡單的閉環控制系統設計方案，體驗模擬實現控制方案的過程正確調試系統教學要求(關鍵詞、句梳理)4.1控制的手段及應用:n控制的三要素：對象、目的和控制手段n在很多控制事例中，控制的手段又可以是綜合的。n控制的應用：控制的應用自古就有，并在近代得到了迅速發展，它涉及到社會生產生活的各個領域。 教學要求(關鍵詞、句梳理)4.

9、2控制系統的工作過程與方式:n控制系統：任何一種控制的實現，都要通過若干環節，這些環節就構成了一個系統，稱為控制系統。 n開環控制系統：控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統稱為開環控制系統。 n控制系統的方框圖：在控制系統中，為了分析的方便，常采用方框來表示系統的環節，用單項信號來表示系統信號傳遞的方向，這種圖稱為控制系統的的方框圖 n開環控制系統的參數：輸入量 、輸出量 、被控對象 、執行器 、控制器 、控制量 n閉環控制系統：與開環控制系統相比，閉環控制系統多了一個由檢測裝置組成的環節。教學要求(關鍵詞、句梳理)4.3閉環控制系統的干擾與反饋:n干擾因素、反饋方法 n閉

10、環控制系統的核心是通過反饋來減少被控量（輸出量）的偏差。n閉環控制系統的特點及應用場合、功能模擬法、黑箱方法 教學要求(關鍵詞、句梳理)4.4控制系統的設計與實施:n控制系統設計的一般思路n開環控制系統的設計 n閉環控制系統的設計 三、課時安排與教材處理（如何劃分及各節的重難點）4.1控制的手段與應用控制的手段與應用(1課時課時) 控制的手段控制的手段 控制的應用控制的應用4.2控制系統的工作過程與方式控制系統的工作過程與方式(2課時課時) 控制系統控制系統 開環控制系統開環控制系統 閉環控制系統閉環控制系統4.3閉環控制系統的干擾與反饋閉環控制系統的干擾與反饋(3課時課時) 干擾因素干擾因素

11、 反饋反饋 功能模擬方法功能模擬方法 黑箱方法黑箱方法4.4控制系統的設計與實施控制系統的設計與實施(3課時課時) 控制系統設計的一般思路控制系統設計的一般思路 控制系統的設計控制系統的設計與實施案例與實施案例第幾課時標題內容重點難點1控制的手段與應用理解控制的含義及其在生產和生活中的應用；產生對后續知識學習的興趣。體會控制技術應用的廣泛性、重要性。2控制系統和開環控制系統對控制系統和開環控制系統的理解、會用方框圖描述開環控制系統的工作過程、開環控制系統的技術試驗能力培養。開環控制系統的工作過程分析及技術試驗能力培養。3閉環控制系統理解閉環控制系統的基本組成；能畫出簡單的閉環控制系統方框圖；理

12、解控制器、執行器的作用；閉環控制過程的分析與理解；閉環控制系統的方框圖的畫法；開環控制系統與閉環控制系統特點的區別4干擾因素了解實際控制系統中會存在干擾影響控制；讓學生能夠分析簡單控制系統中的干擾，理解克服干擾的基本原則，分析克服干擾的具體方法，并結合開環和閉環控制進行對比；分析克服干擾的具體方法；綜合理解開環與閉環的優劣只是相對的，理解干擾不是全有害的。5反饋理解什么是反饋，控制系統中會存在干擾影響控制；讓學生能夠分析簡單控制系統中的反饋，了解檢測裝置的具體方法，并結合開環和閉環控制進行對比。理解反饋的具體方法；綜合理解開環與閉環的優劣只是相對的。6功能模擬方法；黑箱方法讓學生了解功能模擬方

13、法和黑箱方法功能模擬方法和黑箱方法在控制系統中的應用7控制系統設計的一般思路畫出控制系統的方框圖；能明確被控量、控制量形成初步的控制控制系統設計的方案8閉環控制系統的設計畫出閉環控制系統的方框圖形成初步的控制控制系統設計的方案9控制系統的設計與實施案例能根據開環控制系統的設計方法，制作一個控制裝置；或根據簡單閉環控制系統的方案進行模擬實施找到合適的材料和工藝制作完成并調試運行成功；培養技術邏輯思維四、教學建議1從學生熟悉的事例人手，講解控制的含義 在這一部分的教學中首先要從學生熟悉的事例著手，讓學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、軍事、社

14、會、管理等多方面的事例，讓學生知道控制技術應用的廣泛和深入。讓學生得到“離不開控制”、“喜歡控制”、“希望了解控制”的初步體驗。教學建議2教師需查閱有關自動控制方面的書籍，重點對開環控制系統和閉環控制系統其及它們之間的異同進行研究和分析。在對核心概念講解的基礎上，讓學生進行簡單控制系統的分析 (1)手動控制與自動控制 (2)開環控制與閉環控制 (3)控制系統的工作過程(4)控制系統的方塊圖和主要控制術語 (5)控制中的干擾及克服 教學建議3本單元的教學應該充分挖掘日常生活中運用控制的事例，啟發學生從實例出發理解控制系統的工作原理，特別是控制系統的方框圖的繪制，應結合學生生活實際選取典型案例進行分析和講解教學建議4教師除了選擇教科書中的試驗和設計案例外，還可根據學生對控制系統的理解水平，有針對性地選擇其他小試驗和設計載體，并指導學生收集資料和實物。力求安排一個以上合適的設計項目，讓學生進行簡單控制系統的設計，