“控制與設(shè)計(jì)”教學(xué)建議
本單元從學(xué)生熟悉的生活事例入手，運(yùn)用案例分析方法，由淺入深在展開控制的概念、控制的應(yīng)用、開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程以及簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。一、教學(xué)目標(biāo)
1、理解控制的含義及其在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
2、分析典型的案例，了解手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，熟悉簡(jiǎn)單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡(jiǎn)單的工作過(guò)程。
3、能畫出一個(gè)簡(jiǎn)單的閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖，理解其中的控制器、執(zhí)行器等環(huán)節(jié)的作用，熟悉反饋環(huán)節(jié)的作用。
4、能結(jié)合案例找出影響簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)運(yùn)行的主要干擾因素，并作分析。
5、了解簡(jiǎn)單的被控制對(duì)象的基本特性，能確定被控量、控制量，畫出控制系統(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制設(shè)計(jì)的方案。
二、設(shè)計(jì)思路
本單元所研究的控制與設(shè)計(jì)，是在前一單元系統(tǒng)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的延伸。
無(wú)論是自動(dòng)機(jī)器，還是神經(jīng)系統(tǒng)、生命系統(tǒng)，以至經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)，撇開各自的質(zhì)態(tài)特點(diǎn)，都可以看作是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中有專門的調(diào)節(jié)裝置來(lái)控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，維持自身的穩(wěn)定和系統(tǒng)的目的功能。控制機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，作為控制信息傳遞到系統(tǒng)的各個(gè)部分（即控制對(duì)象）中去，由它們按指令執(zhí)行之后再把執(zhí)行的情況作為反饋信息輸送回來(lái)，并作為決定下一步調(diào)整控制的依據(jù)。
在社會(huì)生活中，控制具有十分重要的實(shí)踐意義，通過(guò)對(duì)控制系統(tǒng)中控制的目標(biāo)、控制的過(guò)程和控制的機(jī)理等的理解，有助于學(xué)生運(yùn)用簡(jiǎn)單的控制方法解決現(xiàn)實(shí)生活中遇到的相關(guān)問(wèn)題，發(fā)展學(xué)生良好的邏輯思維品質(zhì)。
本單元從學(xué)生熟悉的生活事例入手，運(yùn)用案例分析方法，由淺入深在展開控制的概念、控制的應(yīng)用、開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程以及簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等，有利于學(xué)生掌握控制系統(tǒng)的基本知識(shí)與運(yùn)用。
本單元的內(nèi)容有：
1、控制的手段與應(yīng)用
通過(guò)大禹治水、射手射擊等控制的事例，說(shuō)明人們要實(shí)現(xiàn)自己的意愿或目的，就要通過(guò)一定的控制手段。通過(guò)控制在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中運(yùn)用的實(shí)例分析，進(jìn)一步明確控制應(yīng)用的廣泛和重要。
2、控制系統(tǒng)的工作過(guò)程與方式
通過(guò)水泵抽水、自動(dòng)門等案例，理解開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是輸出量直接受輸入量的控制，從游泳場(chǎng)的水位控制案例理解閉環(huán)控制的關(guān)鍵是增加了一個(gè)對(duì)輸出量的檢測(cè)裝置，使輸出量能反饋到輸入端并與給定量比較，從而使輸出量穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。
3、閉環(huán)控制系統(tǒng)的干擾與反饋
干擾因素和反饋是閉環(huán)控制系統(tǒng)中的兩個(gè)重要的核心概念，閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過(guò)反饋環(huán)節(jié)克服干擾因素而使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。
功能模擬方法和黑箱方法是控制論的主要方法。功能模擬法以功能行為相似為基礎(chǔ)而建立模型，為仿生學(xué)、人工智能、價(jià)值工程提供了科學(xué)方法，黑箱方法是通過(guò)考察系統(tǒng)的輸入與輸出關(guān)系認(rèn)識(shí)系統(tǒng)功能的研究方法，是探索復(fù)雜大系統(tǒng)的重要工具。
4、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施
分別通過(guò)簡(jiǎn)單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)案例，使學(xué)生了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般思路和步驟，通過(guò)自動(dòng)升旗控制裝置的設(shè)計(jì)強(qiáng)化學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)的多方案的理解。
三、教學(xué)準(zhǔn)備
1、相關(guān)學(xué)科知識(shí)
本單元要求學(xué)生具有初中物理學(xué)科電學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。
2、教學(xué)器材和材料
本單元需要的教學(xué)設(shè)備和器材主要有，學(xué)生技術(shù)試驗(yàn)用齒輪、齒條、硬紙板、線、剪刀、可調(diào)光臺(tái)燈的試驗(yàn)電路板和配套電器元件等。