苏教版 (2019)必修《技术与设计1》任务一 厘清技术与设计的相互关系教案

任务一 理解控制系统

深圳市龙华区龙华中学 李木河 

一、教学内容

本节课通过搭建雨水收集池水位报警装置活动，使学生理解控制系统的概念。强调任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，该系统被称为控制系统。通过对典型案例的分析，指出任何控制系统都有一个输入与一个输出，输入与输出一一对应，控制系统的目的就是要将系统的输入转化为系统的输出。

二、学科核心素养要求

技术意识：通过技术体验活动，理解控制系统的含义，熟悉简单开环控制系统的基本组成和工作过程；理解控制器、执行器的作用，辨析开环控制系统的特征。

三、教学重点、难点

1. 重点：理解控制系统的含义。

2. 难点：从系统的目的性视角，来理清控制系统的输入与输出。

四、教学准备

1. 材料：警示灯、蜂鸣器、电极水位传感器、继电器、托盘、干簧管等。

2. 工具：电烙铁、焊锡丝、松香等。

五、教学过程

1. 情境导入

陈晨设计了雨水收集系统，但是每逢雨季，雨水收集池的水位就会随着雨水的不断注入而升高，当水位升到一定高度时，雨水就从溢水口排放出去，造成了雨水资源的浪费。

当雨水收集池水位达到溢出高度时，如何报警提示家人及时用掉一些水。

2. 新课学习

（1）控制系统的概念

学生活动1：搭建雨水收集池水位报警装置。

分小组活动，根据教材中的制作过程，完成雨水收集池水位报警装置的搭建。

学生活动2：测试水位报警装置。

分小组活动，填写下表：

表1 活动统计表1

问题：如果把电极水位传感器改为干簧管传感器，该装置需要如何改动？已经有报警装置，为什么还要留溢流孔？

总结：上述报警控制装置中，通过水位传感器将水位信号传送到控制器；当水位达到报警值时，控制器输出信号到报警器，发出声光报警，这样一个系统称为控制系统。

3．控制系统及其输入与输出

学生活动3：用方框图表示雨水收集池水位报警控制系统。

图1 雨水收集池水位报警控制系统方框图

问题：该控制系统由哪些部分组成？该控制系统的控制目的及控制对象分析是什么？

总结：任何控制都要通过若干个环节来实现，这些环节所涉及的装置构成了一个系统，称为控制系统。任何控制系统都有一个输入与一个输出，输入与输出一一对应。

学生活动4：分析下列控制系统，完成下列表格。

表2 活动统计表2

问题：控制装置的控制目的、控制手段和控制对象是人为界定的吗？

4. 课堂小结

（1）控制系统的概念。

（2）控制系统的输入与输出。

六、教学总结

本节课由单元情境到任务情境过渡非常自然、清晰。由任务情境导入，将任务落实为一个个具体的教学活动。通过活动体验探究控制系统的基本概念，通过常见案例的分析，理解控制系统的输入与输出，充分体现了建构主义的教学理念。

七、教学反思

“任务情境—活动—问题”是本课的主线，也是项目式教学的基本流程。项目式教学的基本特征：以学生为中心、深度学习。要做到这两点，活动的设置尤为关键。活动作为任务的分解与落实，必须具有一定的挑战性。