深究教學(xué)難點(diǎn) 落實(shí)可行方法

林月測

摘 要：“控制與設(shè)計”章節(jié)的內(nèi)容是通用技術(shù)教學(xué)中公認(rèn)的最難的知識，其難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（1）判斷控制手段類型；（2）判斷控制系統(tǒng)是開環(huán)還是閉環(huán)；本文將用幾種非常行之有效的方法來解決這兩個個問題，以提高教學(xué)的有效性。

關(guān)鍵詞：控制與設(shè)計；教學(xué)；有效性

1 引言

《控制與設(shè)計》是《技術(shù)與設(shè)計2》第四章的內(nèi)容，該章節(jié)知識是公認(rèn)的最困難卻又最重要知識點(diǎn)之一，學(xué)生難以理解，從而導(dǎo)致學(xué)生在回答相關(guān)的題目時無從下手，屢屢犯錯。

2 有效性教學(xué)分析

對于任何一門學(xué)科，只要能夠很好的解決教學(xué)重難點(diǎn)，那么這個教學(xué)就是高效的?！犊刂婆c設(shè)計》的重難點(diǎn)主要體現(xiàn)在：（1）如何判斷一個控制是自動控制或是手動控制；（2）如何判斷一個控制室開環(huán)控制系統(tǒng)或是閉環(huán)控制系統(tǒng)；這兩個問題是控制問題所主要要解決的，老師覺得難教，學(xué)生覺得難學(xué)的也主要體現(xiàn)在這兩個問題上。為此，我做了深刻的思考，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，總結(jié)出了以下幾種十分有效的方法。

3 尋找解決方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)高效

3.1問題：如何有效判斷控制手段是自動控制還是手動控制

3.1.1低效原因分析

控制的實(shí)現(xiàn)需要通過一定的手段，從控制過程中人工干預(yù)的情形來分。兩種控制概念：人工控制是指控制過程在人的直接干預(yù)和全程干預(yù)下進(jìn)行的控制；自動控制是指在無人直接參與的情況下，使事物向著預(yù)期方向變化的控制。學(xué)生不知道如何利用這些概念去判斷一個具體的控制是人工控制還是自動控制。如樓道聲控?zé)粢腥顺霈F(xiàn)才亮，是不是它們就是人工控制了呢，但事實(shí)上它們都是自動控制。因此根據(jù)不理解的概念很難分清楚控制手段的類型。

3.1.2 方法陳述：抓主要過程，以尋找主要“決策者”的方法來判斷控制類型

基于上述原因，個人覺得非常有必要將原有的生澀的概念分解成學(xué)生能理解的概念，得出比較適合學(xué)生使用的判斷方法。我們不難發(fā)現(xiàn)，不管何種控制，其主要過程都是作出判斷和對系統(tǒng)進(jìn)行操作，再經(jīng)過進(jìn)一步思考，我們可以發(fā)現(xiàn)不管是何種控制，他們在控制過程中都有一個重要環(huán)節(jié)，即作出決策，只是人工控制中起決策作用的決策者是人，而自動控制中起決策作用的是系統(tǒng)本身，或者說是某個設(shè)備。因此，只要抓主要過程，判斷出控制的“決策者”就能判斷出控制的類型。如果決策者是人，那么控制手段就為人工控制，如果決策者是控制系統(tǒng)本身（機(jī)器設(shè)備），那么控制手段就為自動控制。

3.1.3實(shí)例應(yīng)用

問題：判斷樓道聲控?zé)羰亲詣涌刂七€是人工控制？

這是一道在教學(xué)和習(xí)題中常見且有代表意義的題目，學(xué)生回答這個題目一般有以下兩個結(jié)果：（1）人工控制，因?yàn)橛腥说臅r候才亮，沒人就不亮，這個過程中有人干預(yù)了；（2）自動控制，因?yàn)闊舻牧翜绮恍枰覀內(nèi)ラ_關(guān)。這個過程人沒有直接參與。答案是自動控制。但是做錯的同學(xué)他們也有自己的理由，他們覺得自己分析的沒錯。這樣一來，如果老師沒有及時糾正，學(xué)生將一直錯下去。下面我們不凡采用尋找決策者的方法來判斷，即抓住控制系統(tǒng)的主要工作過程，找主要的“決策者”。

樓道燈的主要工作過程是燈的亮和滅的過程。燈亮的原因是聲控?zé)舯旧砀袘?yīng)到了外界的聲音，做出決策讓燈亮了，因此決策者是“機(jī)器”，由此判斷聲控?zé)羰亲詣涌刂频?，而在這里，人僅僅提供了聲音而已，即使沒有人發(fā)出聲音，其他動物發(fā)出聲音同樣能讓燈亮起來，所以這個過程中人不是關(guān)鍵的“決策者”。

3.2 第二個問題：如何有效判斷控制系統(tǒng)是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)

3.2.1低效原因分析

教材中把能通過檢測裝置把輸出量反饋到輸入端的為閉環(huán)控制系統(tǒng)，沒有反饋的為開環(huán)控制系統(tǒng)。多數(shù)老師也是這樣教學(xué)生來判斷控制系統(tǒng)的分類的。但是，為什么看起來很簡單的這樣一個概念，學(xué)生也都看似都懂了的方法，一到解決實(shí)際問題時就會屢屢犯錯呢。通過調(diào)查，個人覺得導(dǎo)致這一塊教學(xué)低效的客觀原因是開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)本身概念比較抽象，學(xué)生對檢測裝置和反饋的概念不理解，或理解的不透徹，以為能檢測的就一定是檢測裝置，對反饋理解更是模糊，在實(shí)際問題中根本就不清楚是否有反饋，更不清楚反饋的是什么量，怎么反饋的。這樣，解題時一開始就判斷錯誤了檢測裝置和是否有反饋，再以錯誤的判斷去判斷是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，這必然導(dǎo)致最后結(jié)果時錯誤的。

3.2.2 方法陳述：以輸出量“狀態(tài)”來判斷開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。

要讓學(xué)生有效地判斷結(jié)果，就必須用適合學(xué)生的思考模式幫助學(xué)生理解檢測裝置和反饋呢？我結(jié)合自己的教學(xué)，得出了這樣一種思考模式。我沒有止步于反饋和檢測裝置的概念，而是思考，什么情況下才會反饋，即需要檢測裝置。如果學(xué)生也理解了這種情況，那判斷起來是不是會方便多了呢。經(jīng)過思考，我發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)輸出量是一種狀態(tài)可以連續(xù)波動的物理量才需要用檢測裝置時時檢測。如溫度控制，溫度是可以連續(xù)波動的物理量，所以要用閉環(huán)才能精確控制。再如水位控制，水位也是可以連續(xù)波動的物理量，也需要閉環(huán)控制。可以用右圖這樣的波動圖來幫助學(xué)生理解。而像自動門控制系統(tǒng)，雖然也有檢測，但是這時檢測的是外界信號，而不是輸出量，為什么這時不需要檢測輸出量呢，因?yàn)樽詣娱T的輸出量是門的開和關(guān)，狀態(tài)就只有兩種，沒有必要時時檢測。所以我得出這樣的結(jié)論，如果輸出量狀態(tài)是連續(xù)波動不可數(shù)的物理量，則為閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果輸出量狀態(tài)是可數(shù)的，則為開環(huán)控制系統(tǒng)。運(yùn)用這種方法學(xué)生就不需要用抽象的不理解的反饋概念去判斷開環(huán)還是閉環(huán)了。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，這種方法學(xué)生掌握的非常容易，都能十分快速的分辨開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。

3.2.3 實(shí)例應(yīng)用

（1）自動門控制系統(tǒng)

輸出量：門的打開與關(guān)閉

狀態(tài)情況：要么打開要么關(guān)閉，兩個狀態(tài)，是可數(shù)的。

結(jié)論：因?yàn)榭蓴?shù)，所以是開環(huán)控制系統(tǒng)。

（2）冰箱的溫度控制系統(tǒng)

輸出量：冰箱（冷凍室）的實(shí)際溫度

狀態(tài)情況：冰箱的實(shí)際溫度是連續(xù)變化的量，是不可數(shù)的。

結(jié)論：因?yàn)檫B續(xù)變化，所以是閉環(huán)控制

4 結(jié)論

一堂課好不好關(guān)鍵要看他是否高效，而是否高效關(guān)鍵是看學(xué)生掌握的怎么樣，所講的知識是否能夠讓學(xué)生容易的接受，并能形成一定的方法，舉一反三。要讓學(xué)生容易掌握，就需要為學(xué)生進(jìn)一步思考，歸納適合他們掌握和實(shí)踐的方法。高效的課就是要能幫學(xué)生掌握一種以簡單的方式理解復(fù)雜知識的方法。

（作者單位：甌海職業(yè)中專集團(tuán)學(xué)校）