“控制與設(shè)計”教學(xué)建議
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，了解手動控制、自動控制，熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。
3、能畫出一個簡單的閉環(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)合案例找出影響簡單控制系統(tǒng)運(yùn)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(tǒng)的方框圖，并形成初步的控制設(shè)計的方案。
二、設(shè)計思路
本單元所研究的控制與設(shè)計，是在前一單元系統(tǒng)與設(shè)計基礎(chǔ)上的延伸。
無論是自動機(jī)器，還是神經(jīng)系統(tǒng)、生命系統(tǒng)，以至經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)，撇開各自的質(zhì)態(tài)特點(diǎn)，都可以看作是一個自動控制系統(tǒng)。在這類系統(tǒng)中有專門的調(diào)節(jié)裝置來控制系統(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)的各個部分（即控制對象）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，并作為決定下一步調(diào)整控制的依據(jù)。
在社會生活中，控制具有十分重要的實踐意義，通過對控制系統(tǒng)中控制的目標(biāo)、控制的過程和控制的機(jī)理等的理解，有助于學(xué)生運(yùn)用簡單的控制方法解決現(xiàn)實生活中遇到的相關(guān)問題，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)的工作過程以及簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計等，有利于學(xué)生掌握控制系統(tǒng)的基本知識與運(yùn)用。
本單元的內(nèi)容有：
1、控制的手段與應(yīng)用
通過大禹治水、射手射擊等控制的事例，說明人們要實現(xiàn)自己的意愿或目的，就要通過一定的控制手段。通過控制在人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中運(yùn)用的實例分析，進(jìn)一步明確控制應(yīng)用的廣泛和重要。
2、控制系統(tǒng)的工作過程與方式
通過水泵抽水、自動門等案例，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，從游泳場的水位控制案例理解閉環(huán)控制的關(guān)鍵是增加了一個對輸出量的檢測裝置，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)中的兩個重要的核心概念，閉環(huán)控制系統(tǒng)是通過反饋環(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、價值工程提供了科學(xué)方法，黑箱方法是通過考察系統(tǒng)的輸入與輸出關(guān)系認(rèn)識系統(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)計與實施
分別通過簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計案例，使學(xué)生了解控制系統(tǒng)設(shè)計的一般思路和步驟，通過自動升旗控制裝置的設(shè)計強(qiáng)化學(xué)生對設(shè)計的多方案的理解。
三、教學(xué)準(zhǔn)備
1、相關(guān)學(xué)科知識
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。
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)試驗用齒輪、齒條、硬紙板、線、剪刀、可調(diào)光臺燈的試驗電路板和配套電器元件等。