資源簡介

(共146張PPT)
通用技術《技術與設計2》教學經驗交流
深圳市益田中學 單瑜彬
2009、7、9（湖南、長沙）
提綱：
一、教學經歷及經驗交流
二、《必修2》的價值及特點
三、《技術與設計2》內容解析
深圳市
益田中學
（一）、教學
經歷及經驗交流
1）2004年11月參加海南省全國通用技術教學研討會。
2）2005年3月通用技術國家課標組核心成員中央教科所于慧穎老師、人教社鮑瓏老師、上海市特級教師程鎬初老師等一行來廣東調研，在深圳和全市的通用技術教師聽取了一節(jié)公開課，給予了充分的肯定，并錄制刻成光盤被國家課組收錄為培訓資料。
3）2005年5月學校參加在廣州舉辦的《普通高中新課程實驗省通用技術學科骨干培訓者國家級研修班》。
4）2005年暑期，受國家題課組委托擔任了廣東地區(qū)培訓的培訓教師，在清遠、佛山、江門等地授課，受到好評。2005年底被《普通高中技術課程》—中國教育資源平臺網作為年度人物刊登在首頁。
5）2005年7月在廣東省教學設計與案例的評比活動中，教學設計《設計的一般原則》獲一等獎，并收錄到廣東省教育廳教研室出版的《高中新課程——通用技術優(yōu)秀教學設計與案例》一書，同時附該課的教學實錄光盤。
6）2006年7月被江蘇教育出版社聘為《蘇教版通用技術教材》培訓專家組成員，并在廣東、福建、遼寧等各地承擔《蘇教版通用技術教材》使用培訓任務。
7）2006年7月在廣州舉行的基礎教育新課程實驗省級研修班上，被聘為本期研修班的培訓教師，承擔了“通用技術課教學評價”的講課任務。
8）2006年10月在深圳市舉行的通用技術學科教師優(yōu)秀教學設計與案例評比中，教學設計《技術與設計的關系》獲一等獎。
9）2007年1月到3月，在廣東省教學水平試點評估工作，分別參加了南雄一中、高明一中、茂名一中的試點評估。5 月底參加了珠海一中和清遠一中的正式評估。
10）2008年12月在全國第六屆通用技術年會上，《“最近發(fā)展區(qū)”理論在通用技術教學中的運用》論文獲一等獎。
引導、解惑
討論、答疑
試驗、探究
制作、測試
試驗、探究
交流、研討
培訓、講座
培訓、講座
教學評估
教學評估
（二）《必修2》的價值及特點
通用技術課程結構
現(xiàn)代農業(yè)技術
汽車駕駛與保養(yǎng)
建筑及其設計
服裝及其設計
家政與生活技術
電子控制技術
技術與設計1
技術與設計2
簡易機器人制作
結構、流程、系統(tǒng)和控制四個主題是具有典型意義的、與技術發(fā)展關系密切聯(lián)系的內容，學習本模塊內容將使學生在進一步鞏固和掌握技術設計的過程基礎上，提升對技術設計的思想和方法的理解和應用能力。
《技術與設計2》模塊價值：
臺燈標準件：燈泡
臺燈標準件：開關
燈罩
支架與低座
燈泡
燈罩
支撐架
開關
底座
臺燈的組成結構圖
對臺燈各個部件進行設計分析與選擇
1、內容的典型性
選擇的內容結構、流程、系統(tǒng)和控制四個專題是具有典型意義的專題性技術設計，對學生的發(fā)展具有終身受益的教育價值。
“技術與設計2”模塊的特點：
2、方法的可遷移性
這些專題具有豐富的思想內涵和方法論意義。可以應用于人們的日常生活、工農業(yè)生產和社會經濟等領域。
木桶的盛水量取決于桶壁上最 短的那塊木板
3、實施的開放性
不同地區(qū)、不同條件、不同學校的不同學生可以做出不同的設計。
（三）《技術與設計2》
重點內容解析
一、結構與設計
結構——空間的藝術
認知過程
認識 探究 設計 欣賞
結構無處不在
認識結構
實 體 結 構 磚 墻
認
識
結
構
薄
殼
結
構
認識結構
汽車外殼
認
識
結
構
框
架
結
構
認識結構
木
屋
埃菲爾
鉄塔
萬里長城
認 識 結 構
輪船的外殼是什么結構？
起重機吊臂是什么結構？
認 識 結 構
結構的基本類型：
根據(jù)物體結構的形態(tài),通常將結構分為：
　　　實體結構
　　　框架結構
　　　殼體結構
結構與力
從力學角度來說，結構是指可承受一定應力的架構形態(tài)，它可以抵抗引起形狀和大小改變的力。
為保證正常工作，要對構件進行承載能力的分析。
常見的力有拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，很多情況下，構件可能同時受到幾種力的作用。
功能決定結構
人工世界中的產品，
為什么有各種不同結構？
技術探究
●產品的功能是為了滿足人的需求。
●產品的功能決定了產品的結構。
●人有不同的需求，所以產生了各種結構。
探究結構
結構兩大特性：
結構的穩(wěn)定性
結構的強度
結構的穩(wěn)定性是指結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力。
影響穩(wěn)定性的因素主要有重心的位置、底面積的大小和結構的幾何形狀等。
結構的穩(wěn)定性
物體的穩(wěn)定性，與它的重力線是否落在支面內有關
當重力線落在支面外 ，則物體發(fā)生傾倒。
1
2
3
結構穩(wěn)定性與底面積的關系
結構的重心和支面關系的試驗
探 究 結 構
小試驗∶什么幾何形狀最穩(wěn)定？
2
1
四邊形 三角形
結構穩(wěn)定性與結構的幾何形狀
●任何一種產品都具有結構。結構是實現(xiàn)產品功能的一種重要手段。
●結構的強度與穩(wěn)定性是結構設計中重要的因素。
《結構與設計》實踐之一
塔式起重機穩(wěn)定性設計和試驗
平臂式塔式起重機
塔式起重機是工地上常用的
起吊機械。
塔式起重機的穩(wěn)定條件研究
為使塔式起重機正常工作，必須保證當起重機在起吊重物時和不起吊重物時都一不至于翻倒。為此，需要運用物理學中關于力矩平衡原理的角度去討論、試驗和分析起重機工作的穩(wěn)定條件。
0 2
0 1
空載
滿載
塔式起重機的穩(wěn)定性設計是一個十分優(yōu)秀的教學載體，它較好地體現(xiàn)了課程的理念和要求。
結構強度
結構的強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。
結構的強度與結構的形狀、
使用的材料、構件之間的
連接方式等因素有密切的
關系。
用結構承重儀做個承重試驗，就能判斷它們承受力的程度
比較工字形、十字形、長方形、L形、圓形、U形截面的構件承受力的程度。
做中學
加拿大魁北克大橋的倒坍
這座大橋本該是美國著名設計師特奧多羅·庫帕的一個很有價值的懸索橋杰作。庫帕曾稱他的設計是“最佳、最省的”。由于自我陶醉于他的設計，在沒有經過試驗的情況下，把大橋的長度由原來的500米加到600米，想以此成為當時世界上最長的橋。
橋的建設速度很快，施工組織也很完善。正當投資修建這座大橋的人士開始考慮如何為大橋剪彩時，人們忽然聽到一陣震耳欲聾的巨響——大橋的整個金屬結構垮了！19000噸鋼材和86名建橋工人落入水中，只有11人生還。
鑒于魁北克大橋不尋常的故事，1996年1月24日，加拿大政府宣布其為國家歷史遺址。
20世紀世界
十大技術失誤
坍臺后的加拿大魁北克大橋
20世紀
世界十大
技術失誤
之一
新建與重建的魁北克大橋
重建
新建
影響結構強度的因素
結構的形狀
結構的材料、材料的截形狀
結構的連接
結構設計分析
結構分析
結構的架構形態(tài)
結構受力情況分析
選擇結構種類
選擇材料
選擇連接方式
結構的設計在我們日常生活中隨處可見，課桌椅、自行車、立交橋等等都是結構設計的結果。
學習結構的強度和穩(wěn)定性，體驗簡單結構的設計過程以及結構的和諧、簡練和經典，其意義除了解決簡單結構設計的問題以外，更有利于幫助學生清晰地把握生活中各類問題解決的主要架構，拓寬思維和想象空間。
怎樣欣賞結構設計作品
　　優(yōu)秀的結構設計不僅表現(xiàn)在結構的實用功能上，也表現(xiàn)在形式上，特別是功能與形式的統(tǒng)一上，給人實用與美的感受。
欣賞結構設計作品：技術、文化兩個角度
技術角度：結構使用功能的表現(xiàn)，穩(wěn)固耐用，結構造型的創(chuàng)意和表現(xiàn)力，材料使用合理，工藝制造精湛程度等。
文化角度：結構的文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征，結構的個性等。
經典結構欣賞：
人工世界中的產品，
有各種不同結構？
功能決定結構
隱形飛機
二、流程與設計
流程——時間的安排
保留入學資格
被錄取的工程碩士研究生按規(guī)定簽合同書，并在指定的時間內寄送研究生部招生辦公室
工程碩士研究生新生持入學通知書按合同規(guī)定交納培養(yǎng)費辦理入學手續(xù)
領取入學登記表交納一寸免冠照片三張辦理學生證、圖書證等
取得入學資格
申請保留入學資格
辦理保留入學資格手續(xù)，領取保留資格憑證（保留資格最多不超過二年）
辦理注冊手續(xù)
研究生錄取報到流程圖
在了解流程的涵義時，應抓住兩個關鍵點：流程的時序和環(huán)節(jié)。時序是指隨時間變化的發(fā)展經歷；環(huán)節(jié)是指事件在發(fā)展的過程中，總可以依據(jù)某種特征或方式把它分解為若干個小的過程。
生活中的很多事件以及任何產品的生產過程，都可理解為流程，重要的是如何使得流程產生更大的效益和具有可持續(xù)發(fā)展性。
時序有可顛倒的，也有不可顛倒的。
自行車裝配過程中，先裝鋼絲后裝內胎，是不可顛倒的，先裝車鈴還是先裝座墊，是可顛倒的。
時序的不可顛倒性，反映了事物的內在規(guī)律，必須遵守。
時序
做任何事情，都要知道先做什么，后做什么。流程就是為了一定的目的去做事的順序。
我們每天的生活離不開流程，工廠生產也離不開流程，農業(yè)生產也離不開流程。
用科學合理的流程安排生活和生產，讓生活變得更加美好，使生產提高效益。
馬上行動 體驗流程
回到家里有一大堆家務要做：要洗菜、燒菜、電飯鍋煮飯、。要用全自動機洗衣機、看晚報、還拖洗地板。
請你安排一個流程，完成上述工作。
比較不同流程，看哪個流程的效率最高。
洗衣做飯的流程安排
１、洗衣與后四項工作并列安排；
２、煮飯與燒菜同時做，再吃飯讀報。
煮飯
燒菜
洗衣
吃飯
讀報
案例分析
青霉素注射的流程
注射試驗針
觀察過敏反映
無過敏反映
有過敏反映
注射
取消注射
２０分鐘
工藝流程的設計
1.明確流程設計的目標與要求
2.分析流程設計中的基本因素
生產活動中的流程設計的基本因素有：
材料：不同材料有不同的處理方法
工藝：不同產品的工藝要求不一致。
設備：生產設備往往決定了流程的自動化水平
人員和資金：人員的技術水平和資金多少直接影響生產
的過程、質量和周期。
環(huán)境：生產過程對環(huán)境的污染和環(huán)境對生產的影響。
流程對生活、生產的意義：
合理安排流程，可節(jié)約時間、提高效率；保證生活安全、有序，提高質量。
3.流程設計的步驟
確
定
目
標
明
確
任
務
分 析 基 本 因 素
明 確 步 驟
確定時序，劃分環(huán)節(jié)
繪 制 流 程 圖
試驗能否達到目標要求
結 束
修改方案
否
是
三、系統(tǒng)與設計
系統(tǒng)——整體成功的保證
分工合理，協(xié)調配合
系統(tǒng)的概念來源于人類的長期社會實踐，運用系統(tǒng)的思想和定性定量相結合的系統(tǒng)方法分析和處理生產和生活中的問題，是大家都可能遇到的。
學習和掌握系統(tǒng)的思想并運用系統(tǒng)的方法解決問題，有助于減少處理問題過程中的盲目性，學會對事件的理性分析和科學決策。
《申鑒 時事》
某人在林中看到別人布了一張捕雀的大網，捕到的麻雀都是鉆進一個個網眼的。于是，他回家用一截截短繩結成許多互不相連的小繩圈，也去捕雀，有人問：“這繩圈做什么用？”他說：“網雀用的。既然一只雀只鉆一個網眼，我這種繩圈豈不比一張大網省事？”
自然，此人是一只麻雀也不會捕到的。他的可笑之處在于沒有意識到網中的每個網眼是互相聯(lián)系而不是孤立存在的，因此，單個網眼就沒有整個網所有的捕雀功能。
在我們的生活中，如果不用整體的、相互聯(lián)系的系統(tǒng)的觀點解決問題，就會犯與此人同樣的錯誤。
系統(tǒng)是由相互依存的若干部分組成的、具有特定功能的有機整體。
或者說，系統(tǒng)是由相互依存、相互作用的若干個元素構成的，并完成特定功能的統(tǒng)一體。
構成系統(tǒng)要具備三條件
1、至少要有兩個或兩個以上的要素才能組成系統(tǒng)。
2、要素之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個整體。
3、這個整體具有的功能是各個要素的功能中所沒有的。
1、整體性：非各個要素的簡單相加
例：一支球隊
系統(tǒng)的基本特性
系統(tǒng)是一個整體，它不是各個要素的簡單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的。系統(tǒng)的任何一個要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時，都會影響其他要素或整體的功能發(fā)揮。
系統(tǒng)的功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和，就是我們常說的“2＞1＋1”
　
2、相關性：各要素之間相互作用、相互聯(lián)系。
3、目的性：實現(xiàn)一定的功能。
4、環(huán)境適應性：對環(huán)境變化的適 應能力。
鐵鏈的強度取決于最弱的一環(huán)
用系統(tǒng)分析和方法
設計自動升旗系統(tǒng)模型
學中做
做中學
◆創(chuàng)設情景，。引領學生發(fā)現(xiàn)問題形成解決技術問題的需求
◆激發(fā)學生參與的興
趣和學習的動力。
動手做小試驗
準備旗桿的模型和播放國歌音樂的裝置，請同學來模擬升旗的過程。
要求：
1.播放國歌，國旗升起。
2.國旗升到旗桿頂端，國旗播放結朿。
3.國旗上升速度比較均勻。
讓學生經歷過程，形成系統(tǒng)的概念
1.樂曲播放器、旗桿和升旗手是組成升旗裝置的三個主要要素，這三者之間相互關聯(lián)、相互作用、相互依賴和相互制約，為了完成升旗的功能，組成了一個有機整體，叫做升旗系統(tǒng)。
2.只要升旗系統(tǒng)中任何一個組成要素出現(xiàn)問題，都有可能導致升旗裝置無法正常工作。
3.用系統(tǒng)的概念觀察生活和生產中的常見事物，分析哪些事物可以屬于系統(tǒng)？
4.通過討論，知道系統(tǒng)是普遍存在的。。
使用系統(tǒng)方法進行設計分析
從自動升旗裝置的整體性、目的性、相關性、環(huán)境的適應性分析各組成部分的關系。
樂曲播放部分
旗桿部分
控制部分
動力部分
傳動部分
一
傳統(tǒng)與新課程的教學過程比較：
傳統(tǒng)的教學的過程：
1.介紹升旗控制裝置的組成。
2.講解操作的步驟
3.示范工具的使用方法
4.學生動手操作實踐
5.作品評價
在新課程中，通過教師引領，學生參與，整個教學過程滲透了設計、優(yōu)化、試驗、結構、系統(tǒng)和控制等技術思想，重視技術方法的運用，扎扎實實地把課程目標落實到每一節(jié)的課堂教學之中。
四、控制與設計
控制——
達到預想目標的必要手段
人們按照自己的意愿改變條件，使事物向著期望的目標發(fā)展，就形成了控制。
通過對控制系統(tǒng)中控制的目標、控制的過程和控制的機理等的理解，有助于學生運用簡單的控制方法解決現(xiàn)實生活中遇到的相關問題，發(fā)展學生良好的邏輯思維品質。
控制系統(tǒng)的工作過程與方式
自行車速度的控制的實現(xiàn)過程
踩動腳蹬的力是該控制系統(tǒng)的輸
入,車輪的轉速是該控制系統(tǒng)的輸出,踩
動腳蹬的力越大,車輪的轉速就越快.
踩動腳蹬的力
腳蹬、曲柄，鏈輪、中軸、鏈條、飛輪。
自行車行駛的速度
輸出
輸入
電風扇風速的控制過程
電風扇的風速是通過改變電機的
轉速來實現(xiàn)的。給電風扇設定風速檔
位，電機就以一定的轉速帶動扇葉轉
動，輸出預定的風速，風速擋位是該
控制系統(tǒng)的輸入，扇葉轉動的風速擋
位是該控制系統(tǒng)的輸出，一個擋位對
應著一個風速。
擋位
電機、扇葉
風速
輸出
輸入
控制系統(tǒng)的概念
任何一種控制的實現(xiàn)，都要通過若干個環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)構成一個系統(tǒng)，我們稱之為控制系統(tǒng)。
　一般的控制過程都有一個輸入和一個輸出。控制系統(tǒng)的輸入輸出之間有一定的對應關系。
控制系統(tǒng)
輸出
輸入
控制系統(tǒng)的分類:
1、按用途分：工業(yè)控制、農業(yè)控制……
2、按手動自動分：人工控制、自動控制
3、按工作方式分：開環(huán)控制、閉環(huán)控制
在游泳池注水控制系統(tǒng)中，如果單位時間的水流量一定，那么游泳池的水位高度與進水時間是一一對應的，我們可通過設定進水時間，控制水位的高度。
控制系統(tǒng)的兩種工作方式
進水時間
定時器
水位
輸出
輸入
進水閥
游泳池
水流量
如果單位時間的水流量不一定呢？
控制系統(tǒng)的兩種工作方式
檢測裝置
比較、控制
執(zhí)行器
被控對象
控制量
進水時間
定時器
水位
輸出
輸入
進水閥
游泳池
水流量
比　較
開環(huán)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)的輸出量不對系統(tǒng)的
控制產生任何影響，這種控制系
統(tǒng)成為開環(huán)控制系統(tǒng)。
閉環(huán)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)可以把輸出量返回到輸入端與給定值進行比較，構成一條閉合回路。把系統(tǒng)的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統(tǒng)稱之為閉環(huán)控制系統(tǒng)。
閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖
水箱自動供水的裝置。
控制與設計案例
明確問題
一般水箱位置髙于住房的髙度，所以，只要水箱里有水，便能實現(xiàn)對居民用戶的供水。
問題的關鍵：
不發(fā)生水箱缺水，也不發(fā)生水箱溢水。
要求控制水箱水位保持一定的高度
設定水位
供水
水箱
水位
傳感器
進水
閥門
自動
控制箱
水流量
水箱中水位
＋
－
供水水箱水位控制系統(tǒng)框圖
比較器
重新認識設計學習
設計學習是對以往人們所稱道的“傳道、授業(yè)、解惑”的價值的超越，由學習和展現(xiàn)技巧提升到形成設計的思想和方法的過程
挖掘學生對技術設計的內核的深刻理解和自身的原創(chuàng)力 。
追求結果，
更要體驗過程。
教學常見問題
1、技術教育的特點
2、對課標理解的偏差
3、對課程理解的偏差
4、對教材理解的偏差
電話：18924584716
Q Q: 7013054
郵箱: szsybin@

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