資源簡介

(共34張PPT)
《技術與設計1》
第二章第三節
技術試驗及其方法
什么是技術試驗？
發生在身邊的技術試驗——青霉素皮下注射試驗
對安全帽的超載試驗
汽車的破壞性試驗也是技術試驗
技術試驗衛星
　　　技術試驗衛星是進行新技術試驗或為應用衛星進行試驗的衛星。 　　人造衛星在發射上天前必須經過一系列的地面試驗，以考驗衛星的技術性能。但是地面環境畢竟不同于天上，在地面上試驗完了還必須上天試一試。無論哪個國家在發射每一種應用衛星之初，都要發射一些技術試驗衛星。美國的返回式衛星就是在發射了12 顆技術試驗衛星后才掌握了衛星回收技術的。
１、什么是技術實驗
　　我們通常將技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優化等探索性實踐活動稱為技術實驗。
　討論：P-36
你所知道的技術實驗有哪些？你在日常生活中接觸過技術實驗嗎？請舉例說明。
　 　　
舉例：醫院青霉素皮試、藥品小白鼠試驗、愛滋病疫苗的接種試驗、計算機性能測試（優化大師的使用），音響設備燒機等等。
案例分析（課本上P-３６、３７）
“技術試驗衛星”和“阿什塔比拉河橋的垮塌”兩個案例， 體會技術試驗的重要性。
應用已有的知識和生活經驗尋找技術試驗的例子。
應用已有的知識和生活經驗尋找技術試驗的例子。
阿什塔比拉河橋垮塌
歷史上的十次技術災難
　　
　　過去，美國橋梁設計界一直采用可靠的豪威木制桁架結構。1863年，克里夫蘭的鐵路巨頭Amasa.B.斯托恩驕傲地宣稱，他們在橋梁設計技術上取得了一項重大進步，即橋梁的建筑材料全部采用鐵制材料。然而，斯托恩對這種較新的材料過于信任， 未經技術試驗就投入了使用。
阿什塔比拉河橋垮塌
歷史上的十次技術災難
　事實上，全部使用鐵制材料建造橋梁存在實質性的缺陷：這種鐵制橋梁是靠壓力將各部分裝配在一起的，如果有一個接 合處發生移動，則整個結構都會隨之移動。 　　果然，在1876年12月29日，當一列旅客列車經過阿什塔比拉河橋時，一個內部隱藏著氣泡的鐵架發生斷裂，整個橋梁隨之倒塌，100 多名旅客在事故中喪生。阿什塔比拉河橋垮塌成為美國歷史上最為嚴重的橋梁垮塌事故。
思考：從以上案例能給我們什么啟示呢
為什么要進行技術試驗？
如果不進行技術試驗,你不可能了解材料的性能,產品的性能,不能發現設計中的問題,不能避免事故的發生,如果事先對材料的性能和設計方案進行了試驗,將會最大限度降低失誤，避免損失。對于一些大型建筑工程建筑，我們就要縮小比例，用模型進行試驗。所以,無論什么產品,大到航天飛機,小到吃穿用的生活用品,設計制造出來的產品都要進行一系列的試驗,來檢驗你的設計是否合理,性能是否達到要求。
討論:P-36
技術試驗和科學實驗有什么區別？
神舟飛船發射
砌磚作業試驗
1911年吉爾伯勒斯對美國建筑工人砌磚作業進行了試驗研究。他用快速攝影機把工人的砌磚動作拍攝下來，然后對動作進行分析，去掉多余無效動作，最終提高了工作效率，使工人砌磚速度由當時的每小時120塊提高到每小時350塊。
鐵鍬的作業效率
　改變了鐵鍬的形狀和裝載量，大大提高了作業 效 率，平均每人操作量從１６噸提高到５９噸
馬德堡半球實驗
　　1654年德國馬德堡市的市長、學者奧托·格里克，表演了一個驚人的實驗。他把兩個直徑22英寸（55.9厘米）的銅制空心半球對扣在一起，用抽氣機抽出球內的空氣，然后用了兩個馬隊各八匹馬向相反方向拉兩個半球。
蛋殼結構的受力試驗
深化技術試驗與科學實驗的區別
展示多種技術試驗和科學實驗的例子。
從眾多例子中區分出技術試驗和科學實驗，深化兩者的區別。
技術試驗和科學實驗的區別
　　 我們熟悉的在物理、化學、生物所進行的實驗，是對事物的客觀規律和現象進行觀察、分類、歸納、演繹、推理、驗證的科學過程，是一種科學探究活動。 　　技術試驗是為了全面考核產品質量和性能的穩定性和可靠性，獲取得大量技術數據，經過分析綜合得出產品的使用質量的基本水平及其極限狀況的過程。是一種創造性的技術活動。
試驗與實驗
技術試驗 科學實驗
認識過程 從主觀到客觀
從抽象到具體 從客觀到主觀
從具體到抽象
活動目的 利用和控制自然 認識自然
研究對象 人造客體 自然客體、人造客體
研究條件 常規條件 典型的、特殊的條件
二、技術試驗的方法
優選試驗法
模擬試驗法
虛擬試驗法
強化試驗法
運用數理統計方法，選定若干次典型意義的試驗，邏輯地推出全面試驗所達到的最佳效果。
通過再現的形式來模擬現實發生情況的方法
利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法
通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法
在相互有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗
移植試驗法
創新試驗法、中間試驗法、工業試驗法等等。
模擬試驗法----汽車模擬試驗
模擬側翻
模擬淋雨
高溫高濕試驗室
鹽水搓板路
鹽水噴霧室
強化壞路行駛
強化試驗法----汽車道路強化腐蝕試驗
移植試驗法----用動物試驗非典疫苗
2003-10-03：加拿大健康研究協會1日宣布，對非典型性肺炎疫苗的研制即將進入動物試驗階段。這是世界上迄今首次就非典疫苗研制發布的利好消息。
2003-11-23 ：來自中國國家食品藥品監督管理局消息指出,經過6個多月的努力,中國SARS疫苗研究獲重大突破。動物試驗顯示,疫苗不僅能完全抵抗SARS病毒的攻擊,而且沒有毒副作用。
馬上行動 P-40
布置教材第 4０頁的連線題 。
學生：當堂完成連線題 。
三、技術試驗的實施
首先需要對試驗的過程作周密的設計。
步驟：制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論等
技術試驗是一種探索性實踐活動。
四、技術試驗報告的寫作
技術試驗報告是技術實驗工作完成后應當形成的成果，
試驗目的
試驗準備
試驗步驟
試驗記錄
試驗總結
……
試驗記錄應該是完整和真實的。記錄的內容包括實驗的全過程。當實驗現象出現反?，F象是，應做出明顯標記，作詳細的記錄。
五、技術試驗在設計中的作用
通過技術試驗，可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到了最低。
在技術設計的后期，進行綜合性的整體試驗，可以為設計的評價提供準確、客觀的數據。
技術試驗既是技術學習的內容，也是技術學習的方法與手段，對培養學生的創造精神和實踐能力、科學態度和良好的意志品質具有重要作用。章節：第二章 第三節 技術試驗及其方法

一、教學設計
1、教材分析
教材的地位和作用
　　技術試驗是技術設計中重要的課程內容，它是技術設計過程中的一個重要環節，也是技術探究中一種重要的方法。它是全書的重點之一。技術試驗在技術發明、技術革新、技術推廣過程中的作用不可忽視，它是解決技術問題的一個重要方法。技術試驗具有很豐富的教育價值，對于培養學生的技術素養和良好的品質，培養學生的創新精神和實踐能力，具有不可替代的作用。通過引導、體驗、交流、協作、評價等教學過程，讓學生明白技術試驗往往會經歷一個曲折的過程，技術試驗不可能一帆風順。

2、教學目標：
（1）知識與技能：了解什么是技術試驗以及技術試驗的方法，理解技術試驗在技術發明、技術革新中的作用，能夠進行簡單的技術試驗并寫出試驗報告。
（2）過程與方法：能夠參與討論，具有一定的分析問題的能力；采用實踐、觀察、引導等多種教學手段，教學中采用對話、討論、啟發、激勵等形式進行教學，使學生在輕松、喜悅的活動中，掌握學習目標，達到課程標準。
（3）情感態度與價值觀：讓學生在技術試驗中體驗學習樂趣，引導學生創造、思考、觀察的能力，形成認真嚴謹的態度、一定的創新精神和實踐能力。

3、教學重點：
（1）認識技術試驗是技術的關鍵
（2）能進行簡單的技術試驗并寫出試驗報告

4、教學策略
（1）通過圖片、視頻材料讓學生了解幾種技術試驗的方法，并通過案例對比分 析，讓學生明確技術試驗是技術探究活動中的一種重要的技術方法。
（2）讓學生動手進行試驗，初步掌握簡單技術試驗的方法和試驗報告的寫作。
　
二、教學過程設計：

教師活動 學生活動 設計意圖
【引入新課】【演示試驗】：比較不同形狀的紙板承受壓力的大?。ㄆ戒?、拱形）導入：由此可見，改變紙張的造型，它的承受力就會發生改變，究竟什么樣形狀的紙張承重力最好呢，這就需要通過試驗得知，呆（待）會會留時間給同學們進行試驗探究。為了探究紙張的造型與承重力的關系所進行的嘗試試驗，實際上就是一項簡單的技術試驗。 觀察試驗，并從簡單的演示試驗中，對技術試驗有個初步的了解。 用一個簡單的試驗來引入新課，打破學生對“技術試驗”的陌生感，可以引起學生的興趣，激發學習的積極性，并為后面的學生試驗做鋪墊。
什么是技術試驗我們通常將技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優化等探索性實踐活動稱為技術試驗。技術試驗是技術活動中的一項重要內容，它不僅是對技術成功與否的驗證，更是發現問題、探究規律、優化技術的關鍵?！景咐治觥浚杭夹g試驗衛星展示圖片：展示世界上第一顆生物衛星；中國第一顆生物衛星；設問：①在技術實驗衛星中最讓人感興趣的是生物衛星，為什么要進行生物試驗呢？②生物衛星上為什么常選用猴子、白鼠做實驗品呢？參考答案：白鼠體積小，繁殖能力強，它們14天就能繁殖一代，可以在太空中受孕，回地面繁殖，也可以受孕后上天在太空中繁殖，還可以很快地了解太空飛行對其子孫后代的影響。 聽講，通過案例理解什么是技術試驗。 學生可能回答：看看動物能否適應太空的生活；看看太空環境對動物的生長發育有什么影響；為載人航天技術提供技術基礎等。 猴子屬靈長類，在身體各方面與人類相近，但是學生對為什么以白鼠做試驗可能不是很理解。 通過案例分析，讓學生了解什么是技術試驗，初步體會技術試驗的作用。
技術試驗的重要性【案例分析】：播放橫跨華盛頓州塔科馬峽谷的新吊橋倒塌視頻材料，分析思考這個案例給了我們什么啟發？【教師小結】：無論什么產品,大到航天飛機,小到吃穿用的生活用品,設計制造出來的產品都要進行一系列的試驗,來檢驗你的設計是否合理,性能是否達到要求。通過技術試驗，可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到最低?！咎釂枴浚耗銈冊谌粘Ｉ钪薪佑|了哪些技術試驗？請舉例說明，進行這些技術試驗的目的是什么？例如：醫院青霉素皮試、藥品小白鼠試驗、愛滋病疫苗的接種試驗、計算機性能測試（優化大師的使用） 觀看視頻資料，思考技術試驗在技術研究中的重要性。回答：如果不進行技術試驗,就不能發現設計中的問題,不能避免事故的發生,如果事先對材料的性能和設計方案進行了試驗,將會最大限度降低失誤，避免損失。【小組討論】應用已有的知識和生活經驗尋找技術試驗的例子。 從反面認識技術試驗的重要性。 與生活聯系，讓學生感受到技術試驗就在我們身邊，是我們生活的一部分。 小組交流討論，體會生活中的技術試驗的案例。
技術試驗的分類對技術試驗，我們可以根據應用的范圍不同進行分類，如農業試驗、工業試驗、國防試驗、科學技術試驗等；還可以根據目的的不同進行分類，如性能試驗、優化試驗、預測試驗、信息試驗等。有關分類的詳細內容課后請同學們參看教材P37頁。 簡單了解技術試驗的分類 簡單帶過，可讓學生課后自習
技術試驗的方法【過渡】在技術發展的漫長過程中，人們總結了許多技術試驗的方法。這些方法有著各自的特點，同時也有著各自的適用范圍和作用。下面選擇常用的方法加以介紹。1、優選試驗法：運用數理統計的方法，選定若干次典型意義的試驗，邏輯地推出全部試驗所達到的最佳效果，這種試驗方法稱為優選試驗法。如不同品種水稻的對比試驗等。(圖片)2、模擬試驗法：通過再現的形式來模擬現實發生情況的方法稱為模擬試驗法。如汽車的碰撞試驗就可以選用模擬試驗法進行試驗，在專用的場所模擬現實中的撞車事故，以考察汽車的性能。采用這種方法進行試驗，可以減小風險，提高效率。模擬試驗法還可以通過縮小(放大)比例來模擬所設計的現場效果。播放視頻材料：汽車模擬碰撞試驗【提問】：在汽車碰撞試驗中為什么要用模擬人試驗呢？同學們還知道哪些模擬試驗的方法？3、虛擬試驗法：利用計算機技術來虛擬現實中的技術設計原型并進行試驗的方法稱為虛擬試驗法。播放火星車探測火星表面的場景效果。用計算機虛擬試驗代替風洞試驗完成飛機試飛效果?！驹O問】：采用虛擬試驗方法比傳統的方法有什么好處？4、強化試驗法：通過擴大和強化試驗對象的作用，以提高試驗效率的方法稱為強化試驗法。如金屬的硬度測試等。5、移植試驗法：在相互具有差異的事物之間，將某些共同相關的因素從一物移植到另一物進行試驗。如橘子從長江以南移植到長江以北的種植試驗?！拘〗Y】從以上的試驗中我們知道,技術試驗是從多方面多角度地檢驗材料,產品性能的技術手段，試驗方法也不局限于上面提到的5種方法，同學們也可以在實踐中自己總結出更多的試驗方法。 在這一過程中，學生主要通過教師講解，并通過圖片、影像資料理解技術試驗的方法。 【小組討論】回答：用模擬人試驗可以檢測在事故發生時對撞擊人體造成的傷害，從而總結經驗，改善汽車的安全性能設計，降低事故風險。學生可能例舉的模擬試驗法：水利工程模擬、航空地面模擬試驗、神州三號模擬人試驗等。 學生回答：采用虛擬樣機技術，很多試驗可以在計算機上完成，大大縮短研制周期與研制經費。 聽講，理解 圖片、影象資料直觀、形象，讓學生理解技術試驗的幾種常見的方法，并能結合平時的知識積累與經驗列舉技術試驗的例子。 在這五種方法中以模擬試驗法和虛擬試驗法為重點進行介紹，其他的方法提到就可，可以讓學生課后去查找其他技術試驗方法的案例。
【學生試驗】引導學生進行簡單的技術試驗并課后撰寫技術試驗報告。試驗目的：測試用不同截面形狀的構件做成的杠件的強度。課前布置學生做試驗準備：剪貼周長相同、截面分別為三角形、圓形、正方形的紙筒各一個，砝碼若干。試驗過程：1、分別將不同形狀的紙筒的兩端固定在桌子上，中間架空。2、分別在不同形狀的紙筒的中間懸掛相同質量的重物，并依次不斷加相同質量的重物，觀察結果?！驹O問】：為了讓大家在試驗中少走彎路，先思考看如何才能讓試驗盡可能順利些？【教師評價】針對學生試驗過程中存在的問題進行評價。技術試驗是一種探索性的實踐活動，需要試驗者具有科學的精神、嚴謹的態度；技術實驗往往要經歷一個曲折的過程?！就卣寡由臁浚涸O想用截面為凹槽形狀的構件做杠件，凹槽側向放置與向上放置所承受的重力是否不同？ 【分組試驗】：觀察哪種截面的紙筒承重力好，并記錄試驗數據，在課后完成試驗報告。 【小組討論】思考：在進行試驗時應注意什么？如：紙筒長度、厚度應相同；中間架空長度應相同；放入重物時應該輕放等 從試驗中得出結論哪種截面的懸梁承重力大？ 通過學生動手試驗，讓他們親自體驗技術試驗往往是一個曲折的過程，提高學生動手實踐能力，培養學生科學的精神和嚴謹的態度。
小結引導學生歸納本節內容。技術試驗是技術設計過程中的一個重要環節，也是技術探究中一種重要的方法。 討論、歸納 通過總結歸納讓學生明確本節課學習內容。

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