高中通用技术苏教版 (2019)必修《技术与设计1》任务一 感知计算机辅助设计的特点及应用教学设计

四、课时教学过程：

1、走进情境——时事导入

2021年1月8日7时55分，神舟十三号航天员乘组在地面科技人员的密切协同下，采取手控遥操作方式，圆满完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。观看本次对接过程，了解控制的重要性。

2、案例分析

恒压供水控制系统

住宅楼用户用水量的多少经常变动，供水不足或供水过剩的情况时有发生，经常出现下班后大家到家都用水时水流量小，而夜间用水时水流量大的现象。用水和供水之间的不平衡，集中反映在供水的压力。当用水多而供水少时，则压力低；当用水少而供水多，实则压力高。若能实现供水压力恒定，即供水和用水之间保持平衡，用水多时供水也多，用水少时供水也少，则能提高供水质量。

恒压供水控制系统能在供水网中用水量发生变化时，使出水口压力保持不变。供水网出口压力值根据用户需求来确定，其内部由单片机等器件构成变频调速控制系统，调节水泵输出流量，已实现恒压供水。

控制在我们的生活中广泛应用。例如，银行的自动提款机通过对存取款的自动控制，缩短了人们存取现金的时间，降低了差错率，而且使小额现金存取不受银行上下班时间的限制。公共场所的红外线自动水龙头，通过对红外线强或弱的感应，自动控制水龙头的开火，人们使用起来更加卫生方便，并且能够节约用水。

生产中往往需要对温度、湿度、压力、速度及工件加工动作等进行控制，在生产中得到了极为广泛的应用。汽车自动装配生产线实现了汽车零件的自动装配，并能对零件的传送速度进行控制，便于生产操作，大大减轻了工人的劳动强度，提高了产品质量和生产效率。

农田节水灌溉控制系统在控制农田灌溉水量，实现水量均匀喷洒的同时减轻了农民的劳动强度
。

控制在军事、国防等领域也有广泛的应用。例如，精密导弹武器能够对准目标，精准打击；火箭能够将人造卫星准确送入太空预定轨道；神舟飞船遨游太空并精准返回地面，其中控制起着至关重要的作用。

3、技术体验

制作抛球器模型

体验目的：通过制作抛球器模型，感知控制在日常生活中的广泛应用。

情境展示：陈晨是学校乒乓球社团的队员，在训练时她发现教练捡球发球很辛苦，她和同学们在网上査到自动发球机可代替教练发球。于是大家产生了设计并制作一个抛球器模型的想法。

问题分析：制作抛球器模型，关键是要解决动力和方向控制问题。抛出乒乓球时，如何产生抛球的动力？怎样设计触发动力的机关？

活动准备：

材料：规格为25 mm x25 mm ×1000 mm 的方木条若干、35 mm 铁钉若干、80 mm 长螺栓螺帽两个、100 mm 的橡皮筋1根、砂纸、矿泉水盖、乒乓球。

工具：木工锯、木工凿、榔头、角尺、铅笔、手电钻、螺丝刀。

主要过程：

1．制作模型。

(1）将方木条截成2根200 mm 、4根120 mm 、5根80 mm 、1根40 mm 的短木条，在其中一根80 mm 木条的中间开一槽，将40 mm 木条的一端斜削平。

(2）用铁钉钉制模型的底架，将开槽的短木条钉在底架的前端。

(3）钉制垂直面框架，将1根80 mm 的木条锯成两段，作为框架支撑。

(4）在一根120 mm 木条前端固定矿泉水盖，用长螺杆、螺帽将其固定在底架中间，作为转动杆。

(5）将一根螺杆钉在底架中间的短木条的中间位置。

(6）用铁钉将斜削的短木条钉在开槽短木条的一侧。

(7）将橡皮筋的两端分别固定在如图4-9中位置 A 和 B 处。

2．抛球测试。

(1）用斜削的短木条将转动杆固定在底架位置，将乒乓球放在矿泉水盖上，如图4-9所示。

(2）旋转斜削的短木条，松开转动杆，乒乓球被拋出，如图4-10所示。

(3）测量乒乓球抛出的距离。

讨论：

1.如果要增大抛球距离，应该如何改进该装置？

2．如果要实现自动连续抛球，需要如何改进该装置？ 图4-10释放转动杆，将小球抛出

请设计方案并实现。

5.课学小结：

了解控制在生活、生产、军事等方面的应用。

体会控制技术在生活中的应用价值

6.教学评价：

同学们小组合作，通过雷达图和表格分别对项目作品和课堂进行评价。

   项目作品评价雷达图                        课堂评价

学习反思

控制在社会生活中的应用越来越广泛，给人们的生活、生产带来了极大的便利。但在未来，控制装置能够完全取代人类的作用吗？