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【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）04-0245-01
前些天聽到一堂关于苏教版《技术与设计2》中“闭环控制系统中的干扰与反馈”的课，当中的一个问题再次引起了我的注意，特作一阐述，以便与同行相交流。在教材的第110页中给出了关于反馈的定义，“在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈（feedback）。”并在第111页设计了一个小试验。小试验的内容如下：
试验目的：通过视力保护提醒器报警试验理解反馈的原理
试验准备：有窗帘的房间，可调光台灯，（或可调灯泡高度的台灯），试验电路板，光敏电阻，微调电阻，三极管，小喇叭，电阻，导线，电池盒等。
试验过程：
1.根据电路图焊接视力保护提醒器的电路，并根据人眼看书时适宜的亮度范围，通过调节电路中的两个可变电阻Rp1和Rp2分别调整亮度的下限和上限。
2.拉上窗帘使室内光线变暗。
3.把做好的视力保护提醒器与台灯同放在一个桌面上，通过可调光旋钮或调高台灯灯泡与桌面的距离，将台灯的光线逐渐调暗，使光线渐渐减弱，观察视力保护提醒器，直到它报警。
4.用同样的方法将台灯的光线逐渐调亮，使光线渐渐增强，观察视力保护提醒器，直到它报警。
试验总结：
1.在视力保护提醒器内部已经设定两个可变电阻的阻值，分别对应着强光和弱光报警的上、下限电流值，这相当于一个已知的输入信号。当台灯光线的输出信号通过光敏电阻反馈到视力保护提醒器内，电路电流值与上、下限电流值比较，当电流值在这两者之间时，电路不报警；当光线过暗或过强，提醒器就报警，提醒人们电灯的光线过暗或过亮，人们再根据这一提示调节可变电阻值，从而调整光线的亮度。
2.视力保护提醒器利用了反馈原理，可用于提示学生用眼卫生。
在教材当中，所设计的这一个小试验，旨在让学生在动手体验的过程当中，学习简单电路图的阅读，常规电子线路的构建，并在这一过程当中对反馈的工作原理有一个直观明确的了解。
笔者以为，这一个小试验的试讲，如果作为一个简单的电子百拼动手操作是可以的，却并不能用于说明反馈，且其工作原理也和反馈的定义相背离。根据教材定义，所谓反馈，需要满足如下条件：第一、必须是自动控制系统；第二、存在一个检测装置，并能返回输出量；第三、输出量与输入量需进行比较。现在我们可以分析一下教材当中所认为的该视力保护提醒器的信号传输过程。
而实际情况却并非如此，我们在进行控制系统的分析时，往往是不把人工干预与调整计算在内的，也就是说，这个视力保护提醒器的信号传输是从“外部光线强度”的检测开始，到“是/否发出报警音”结束，不包括人为调整光线强度的过程。而一旦把人为调整外部光线强度的过程剥离了这个系统，那么这个视力保护提醒器的控制系统就变了一个开环控制系统，在这里“外部光线强度”是输入量，“是/否发出报警音”是输出量，这里不存在检测装置来检测输出量，输出量与输入量是不同类型的物理量，也不可能存在比较的过程，所以这里作为一个开环控制系统，也不可能存在反馈。
更为令人感到担忧的是笔者在听课之中发现，有部分老师在讲授《反馈》这一课时，设计了一个案例1和一个活动。
案例1：投篮。如果让一个人原地转身数次后闭眼投篮，一般很难投中。如果睁开眼睛投篮，则命中率很高。把投篮的过程作为一个控制系统加以分析，则人眼在这一控制过程当中起到了反馈的作用。
而对于投篮的过程能否算是一个反馈的控制过程呢？在课后的评课环节当中，竟然发现有多名新老师对“反馈”这一概念不是很清楚，不明白定义当中的“检测装置”必须是自动控制系统当中的一部分，不可以是人参与的一部分。而这一部分老师之所以认同投篮这一错误的案例，其主要的依据就是教材第111页当中的这一个“视力保护提醒器”的小试验。
活动：点睛之笔。由老师在黑板上画一张没有眼睛的人脸，然后让一位同学在这张脸上画上眼睛，接着重新擦掉眼睛，让这种同学闭上双眼，原地转动三圈后再画眼睛，对比两次画眼的结果。
这里的活动设计与前面的案例1的作用是一致的，都是想要说明在控制过程当中的人眼的反馈作用，但是这也就更进一步地说明了授课老师对于反馈这一概念的错误理解。而这些错误的依据全在于课本第111而的小试验。在此，我们还可以通过在教学中广泛应用的一个开环与闭环的典型案例2——游泳池水位控制系统的设计加以分析。
案例2：有一个需要换水的游泳池，有进水口和出水口。
开环的游泳池水位控制系统：需要提高水位时，打开进水口，人在边上观察，待水位达到需求水位时，关闭进水口；需要降低水位时，打开出水口，人在边上观察，待水位达到需要水位时，关闭出水口。
闭环的游泳池水位控制系统：将出水口的出水流速设置成远远小于进水口进水流速，在游泳池的水面设置一个浮球与连杆，用于检测游泳池的水位高低，并设置需求的最高水位与最低水位。然后通过电位器控制进水口的开关，当水位达到设定的最高水位时，关闭进水口；当水位达到设定的最低水位时，打开进水口。
此时，我们可以进行反证，假设反馈的检测装置可以是人工检测，那么这里的开环经典案例也就成了闭环。试想想，如果所有的开环控制控制系统当中的输出量都通过人工观察结果，然后根据需要手工调整输入量对系统进行控制，而这种控制也可以算是反馈的话，那么所有的开环控制系统都成了闭环控制系统，从此之后，控制系统再无开环与闭环的区别。并按照这一情况继续推导，则所有的可控制的系统全部成了闭环控制系统，全部都有反馈环节。而这一结论显然是不成立。从而我们可以得出结论：反馈中的检测装置不可以是人工检测。根据这一结论，则更说明教材第111页的小试验中的视力保护提醒器并不具有反馈装置，也不适合作为反馈这一内容的案例。
通过这一案例更提醒了我们在教学当中，关于“反馈”的理解不能光从字面上理解为“信息返回”，我们需要搞明白作为一个控制系统中的装置，这里的“信息返回”必须是由系统本身的装置完成的，而不能由作为系统的使用者——“人”来代为完成。
参考文献：
[1]顾建军主编苏教版《技术与设计2》，凤凰出版社出版.
前些天聽到一堂关于苏教版《技术与设计2》中“闭环控制系统中的干扰与反馈”的课，当中的一个问题再次引起了我的注意，特作一阐述，以便与同行相交流。在教材的第110页中给出了关于反馈的定义，“在自动控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程，就是反馈（feedback）。”并在第111页设计了一个小试验。小试验的内容如下：
试验目的：通过视力保护提醒器报警试验理解反馈的原理
试验准备：有窗帘的房间，可调光台灯，（或可调灯泡高度的台灯），试验电路板，光敏电阻，微调电阻，三极管，小喇叭，电阻，导线，电池盒等。
试验过程：
1.根据电路图焊接视力保护提醒器的电路，并根据人眼看书时适宜的亮度范围，通过调节电路中的两个可变电阻Rp1和Rp2分别调整亮度的下限和上限。
2.拉上窗帘使室内光线变暗。
3.把做好的视力保护提醒器与台灯同放在一个桌面上，通过可调光旋钮或调高台灯灯泡与桌面的距离，将台灯的光线逐渐调暗，使光线渐渐减弱，观察视力保护提醒器，直到它报警。
4.用同样的方法将台灯的光线逐渐调亮，使光线渐渐增强，观察视力保护提醒器，直到它报警。
试验总结：
1.在视力保护提醒器内部已经设定两个可变电阻的阻值，分别对应着强光和弱光报警的上、下限电流值，这相当于一个已知的输入信号。当台灯光线的输出信号通过光敏电阻反馈到视力保护提醒器内，电路电流值与上、下限电流值比较，当电流值在这两者之间时，电路不报警；当光线过暗或过强，提醒器就报警，提醒人们电灯的光线过暗或过亮，人们再根据这一提示调节可变电阻值，从而调整光线的亮度。
2.视力保护提醒器利用了反馈原理，可用于提示学生用眼卫生。
在教材当中，所设计的这一个小试验，旨在让学生在动手体验的过程当中，学习简单电路图的阅读，常规电子线路的构建，并在这一过程当中对反馈的工作原理有一个直观明确的了解。
笔者以为，这一个小试验的试讲，如果作为一个简单的电子百拼动手操作是可以的，却并不能用于说明反馈，且其工作原理也和反馈的定义相背离。根据教材定义，所谓反馈，需要满足如下条件：第一、必须是自动控制系统；第二、存在一个检测装置，并能返回输出量；第三、输出量与输入量需进行比较。现在我们可以分析一下教材当中所认为的该视力保护提醒器的信号传输过程。
而实际情况却并非如此，我们在进行控制系统的分析时，往往是不把人工干预与调整计算在内的，也就是说，这个视力保护提醒器的信号传输是从“外部光线强度”的检测开始，到“是/否发出报警音”结束，不包括人为调整光线强度的过程。而一旦把人为调整外部光线强度的过程剥离了这个系统，那么这个视力保护提醒器的控制系统就变了一个开环控制系统，在这里“外部光线强度”是输入量，“是/否发出报警音”是输出量，这里不存在检测装置来检测输出量，输出量与输入量是不同类型的物理量，也不可能存在比较的过程，所以这里作为一个开环控制系统，也不可能存在反馈。
更为令人感到担忧的是笔者在听课之中发现，有部分老师在讲授《反馈》这一课时，设计了一个案例1和一个活动。
案例1：投篮。如果让一个人原地转身数次后闭眼投篮，一般很难投中。如果睁开眼睛投篮，则命中率很高。把投篮的过程作为一个控制系统加以分析，则人眼在这一控制过程当中起到了反馈的作用。
而对于投篮的过程能否算是一个反馈的控制过程呢？在课后的评课环节当中，竟然发现有多名新老师对“反馈”这一概念不是很清楚，不明白定义当中的“检测装置”必须是自动控制系统当中的一部分，不可以是人参与的一部分。而这一部分老师之所以认同投篮这一错误的案例，其主要的依据就是教材第111页当中的这一个“视力保护提醒器”的小试验。
活动：点睛之笔。由老师在黑板上画一张没有眼睛的人脸，然后让一位同学在这张脸上画上眼睛，接着重新擦掉眼睛，让这种同学闭上双眼，原地转动三圈后再画眼睛，对比两次画眼的结果。
这里的活动设计与前面的案例1的作用是一致的，都是想要说明在控制过程当中的人眼的反馈作用，但是这也就更进一步地说明了授课老师对于反馈这一概念的错误理解。而这些错误的依据全在于课本第111而的小试验。在此，我们还可以通过在教学中广泛应用的一个开环与闭环的典型案例2——游泳池水位控制系统的设计加以分析。
案例2：有一个需要换水的游泳池，有进水口和出水口。
开环的游泳池水位控制系统：需要提高水位时，打开进水口，人在边上观察，待水位达到需求水位时，关闭进水口；需要降低水位时，打开出水口，人在边上观察，待水位达到需要水位时，关闭出水口。
闭环的游泳池水位控制系统：将出水口的出水流速设置成远远小于进水口进水流速，在游泳池的水面设置一个浮球与连杆，用于检测游泳池的水位高低，并设置需求的最高水位与最低水位。然后通过电位器控制进水口的开关，当水位达到设定的最高水位时，关闭进水口；当水位达到设定的最低水位时，打开进水口。
此时，我们可以进行反证，假设反馈的检测装置可以是人工检测，那么这里的开环经典案例也就成了闭环。试想想，如果所有的开环控制控制系统当中的输出量都通过人工观察结果，然后根据需要手工调整输入量对系统进行控制，而这种控制也可以算是反馈的话，那么所有的开环控制系统都成了闭环控制系统，从此之后，控制系统再无开环与闭环的区别。并按照这一情况继续推导，则所有的可控制的系统全部成了闭环控制系统，全部都有反馈环节。而这一结论显然是不成立。从而我们可以得出结论：反馈中的检测装置不可以是人工检测。根据这一结论，则更说明教材第111页的小试验中的视力保护提醒器并不具有反馈装置，也不适合作为反馈这一内容的案例。
通过这一案例更提醒了我们在教学当中，关于“反馈”的理解不能光从字面上理解为“信息返回”，我们需要搞明白作为一个控制系统中的装置，这里的“信息返回”必须是由系统本身的装置完成的，而不能由作为系统的使用者——“人”来代为完成。
参考文献：
[1]顾建军主编苏教版《技术与设计2》，凤凰出版社出版.