利用创新技术发展中学生工程思维的探讨_陈燕.pdf

462023 年 第 3 期的反馈的一个闭环控制系统，比如以自动具有工程思维的认识是中学生学习注水鱼缸装置为例，让学生去思考。如何通用技术课程的学科核心素养之一。本去改进这样的装置改进过后的装置是否可文在讲述了工程思维的概念的基础上，行设计的思路依据又何在，这样去引导学阐述了对高中生工程思维培养的重要生形成初步的系统与工程思维，发展创造性，并以讲述开环和闭环控制系统为性思维，养成用技术解决实际问题的良好例，通过设计的自动注水的抽水系统和习惯。温度控制系统的简易装置举例说明。1 引言设计与技术是高中通用技术课程里的主要内容，而控制系统又是组成设计与技术的重要章节，其中开环与闭环控制系统又是其中的难点之一。为了能更加生动形象地讲述好这一内容，结合通用技术学科的大纲要求，老师在课堂上可以应用一些简单的设备，引导并帮助学生自行设计制作一个工程的控制系统装置。各工程能否图1 鱼缸的抽水系统做好其关键要素是需要由以系统分析和比3 渐进式地训练学生的工程思维的步较权衡为核心的一种筹划性的思维，这就骤是工程思维，而工程思维也是体现了通用训练学生的工程思维的第一步，就是1技术学科的核心素养之一。有了工程思创设一个实际的工程问题，比如怎么给鱼维的认识就能运用系统分析方法，针对某缸加水，要解决这个问题，方法很多，可一具体技术领域的问题进行要素分析整体以先让学生去讨论有哪些方法，然后去分规划。老师自制控制系统的模型，在设计析这些方法的可行性和实用性，最后老师的制作的过程中，让学生能够进一步的领定下限制条件，即用水泵抽水的方法注悟工程的结构流程系统控制的基本思想和水。接下来进行第二步，怎样设计出一个方法，并加以应用，同时也能进行简单的工程，比如我怎么设计出我的鱼缸的抽水风险评估和综合决策。这位以后进入高一系统，包括电路图是怎样的，需要用到哪级的学习中，奠定一定的工程思维能力的些电器元件等。在课堂上老师可以引导学基础，养成良好的工程思维的习惯是作为生设计出最简单的电路图装置，画出电路一个高素质工程技术人员的必备条件。有图装置之后，让学生去思考这个装置有什了这样的良好习惯，可以保证工程技术人么优点，又有什么缺点，是否可行。然后员在解决工程技术问题的过程中自动的进进入工程的第三部，就是工程的实施阶行一系列有关的和活动，在运用相关的知段。运用选择的电器把导线连接成相应的识技能能力和价值观念的，从而达成工程装置，工程装置建好之后，需要去检验运2问题的解决。行的效果。老师可把事先做好的鱼缸抽水2 控制系统中的开环和闭环系统系统的教具，然后打开电源去抽水检验一以讲述开环和闭环控制系统为例，可下效果，让学生观察的同时去思考这个装以设自动注水鱼缸计的装置抽水系统装置置存在什么缺点或不足之处。根据这个装和一个温度控制系统的装置来讲述这一概置，老师可以进一步把开环控制系统的特念。其中自动注水鱼缸装置可以让学生简征讲清楚，并强调其特征：在开环控制系单设计。而温度控制系统较为复杂，老师统中，我们不能对所控制的系统进行自动可以事先制作好，并在课堂上当场演示，控制或者说反馈，那么要改进这样的装并讲述设计思路。及软件设计的流程图，置，就必须设计为一个闭环的控制系统，也可以简单介绍下面，着重讲述这两种装也就是说，我们抽水之后能够根据水量的置的设计思路。学生对什么是开怀控制系高低自动地停止，那么这又需要做何改进统什么是闭环控制系统的装置不太理解，呢，老师可以根据手边的实验器材，让学且二者容易混淆不清。老师在课堂上可以生去开动脑筋思考，此时老师可以拿出一通过一些举例分析。首先，讲述开环与闭个金属箔和一块泡沫。要实现抽水时的自环控制系统的概念。然后，让学生去思考动停止，老师可以总结一下利用短路装置怎样把一个开房控制系统设置为可以控制将水泵短路，从而使得抽水达到一定的水利用创新技术发展中学生工程思维的探讨绵阳师范学院数理学院 陈 燕47 技术创新m=i/100;量之后，自动停止抽水，进而进一步讲清楚这样的装置和之前n=(i%100)/10;装置的不同，改进之后的装置是可以将水泵短路，从而可以控k=i%10;制抽水量，使得这个控制系统是可以反馈的，进而讲清楚闭环xianshi(k,n,m);控制系统的概念。将控制的结果反馈回来，形成比较量，并与if(m=3)/大于等于30亮灯希望值进行比较，并根据它们的差别及时调整控制作用，使控制的误差减小。P1=0 x0f;通过这个例子，让学生进一步加强工程思维的训练和养delay(100);成。要做好一个工程，我们还需要不断地改进和完善，这就是P1=0 xff;做工程的第四步，做出来的工程是否具有实用性经济性。比如这个鱼缸抽水系统做出来之后，虽然是闭环的有反馈if(m=5)/大于等于50报警的，但是却不实用，因为该装置会造成电路的短路，那又该如何去改进呢？这就需要学生在接下来更系统地学习相关的知s2=0;识，从面激发学生的学习兴趣。虽然这个装置简单粗暴，但是delay(100);通过这一个简单的装置系统，让学生对工程的概念有了进一步s2=1;的理解，并在以后遇到的实际问题中，能够运用工程思维去思delay(100);考解决实际的问题，从而养成工程思维的习惯。s2=0;在强烈的创新意识下，认知主体以现有的信息资料，通过delay(100);收敛思维、发散思维、想象、联想、直觉和灵感等在脑中逐渐s2=1;地或突然地形成的知识和信息，创造出新的理念或新的思路就delay(100);3是创造性思维。通过创新技术深入课堂教学，不仅训练了学生的工程思维，领悟基本的技术思想，提高了技术意识。还能发s2=0;展创造性思维，养成用技术解决实际问题的良好习惯，并且通delay(100);s2=1;过学生理解开环、闭环控制系统的定义，能够判断控制装置属delay(100);于什么控制系统，进而提高学生的物化能力，而这也充分体现了通用技术课程的核心素养的内容。4 利用创新技术培养学生的工程思维当然，实际的控制系统更复杂，可以让学生去发现身边的最后让学生去发现身边的开环、闭环控制系统的例子，并开环、闭环控制系统的装置，然后去分析其具体的工作过程。尝试分析其具体工作过程。为了举一些更加实用的例子，又能够在课堂上进行演示实验，5 结束语下面以温度监测控制系统的设计过程及装置作简单的介绍，该通用技术课程只是技术课的基础，其目的是为将来更深入控制系统基于STC89C52RC单片机为电子主控单元所设计的，该的学习高一级的知识。这对打开学生的思维，构造工程思维的系统以DS18B20为温度传感器作为信号采集转换的核心元件，蓝图打开了一扇窗。希望通过以上分析能为通用课程建设提供并将结果送入控制器处理，并有LED数码管将温度实时显示，一点参考。4-5最终达到对温度环境温度的自动检测和监视功能。该系统设计了相关的硬件电路和相关的应用程序。硬件电路主要包括STC89C52单片机系统，测温电路、实时时钟电路、1 赵昕.基于项目的通用技术教学中学生工程思维的培养J.LCD液晶显示电路以及通讯模块电路等。系统程序主要有主程科教导刊(电子版),2020(19):143-144.序，读出温度的子程序，计算温度的子程序、按键处理的程2 杨文娟.优化高中通用技术教学的几点思考J.考试周刊,6序、LCD显示程序以及数据存储程序等。该程序的流程图如下2014(28):121.所示。3 阎金铎,郭玉英.中学物理教学概论M.北京:高等教育出主程序如下：版社,2009:55.void main()4 宋刈非,赵猷肄,林一楠.基于DS1820传感器的温度检测系命统J.光电技术应用,2009,24(03):47-62.uint i;5 沙占友.集成温度传感器原理与应用M.北京:机械工业出float j;版社,2002:84-95.uintm,n,k;6 李玉峰.倪虹霞.MCS-51系列单片机原理与接口技术M.P1=0 xff;北京:人民邮电出版社,2004:187-216.while(1)作者简介：陈燕，副教授，硕士，主要研究方向为中学物理实验教学。i=getnumber();j=i*0.0625;i=j*10+0.5;【参考文献】图2 主程序流程图