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技術(shù)與設(shè)計(jì)1 第二章 技術(shù)世界中的設(shè)計(jì)
第三節(jié) 技術(shù)試驗(yàn)及其方法
課 時(shí)： 1課時(shí)
一、教學(xué)目標(biāo)
1. 知識(shí)與技能目標(biāo)
（1）了解技術(shù)試驗(yàn)的重要性。
（2）了解技術(shù)試驗(yàn)的方法。
（3）能進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)試驗(yàn)，并寫出試驗(yàn)報(bào)告。
2. 過程與方法目標(biāo)
通過引導(dǎo)、體驗(yàn)、協(xié)作等教學(xué)過程，讓學(xué)生明白技術(shù)試驗(yàn)往往會(huì)經(jīng)歷一個(gè)曲折的過程。
3. 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)
（1）增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感；
（2）培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；
二、教學(xué)重點(diǎn)
能進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)試驗(yàn)。
三、教學(xué)難點(diǎn)
了解技術(shù)試驗(yàn)的方法。
四、教學(xué)方法
游戲法、講授法、討論法、體驗(yàn)法。
五、設(shè)計(jì)思想
1. 教材分析
本節(jié)是全書的重點(diǎn)內(nèi)容之一，是真正學(xué)習(xí)如何設(shè)計(jì)之前的鋪墊，屬于設(shè)計(jì)進(jìn)行和完成階段伴隨設(shè)計(jì)并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)必不可少的環(huán)節(jié)。
本節(jié)通過案例引出技術(shù)試驗(yàn)的定義，再通過反面案例說明技術(shù)試驗(yàn)的重要性，并介紹了幾種常用的技術(shù)試驗(yàn)方法，然后親自動(dòng)手進(jìn)行簡(jiǎn)單的技術(shù)試驗(yàn)。
2. 學(xué)情分析
高中生對(duì)于技術(shù)試驗(yàn)在認(rèn)識(shí)上是模糊不清的，對(duì)技術(shù)試驗(yàn)的實(shí)施方法以及試驗(yàn)報(bào)告的撰寫也不是很了解，但是生活當(dāng)中應(yīng)該親身經(jīng)歷過很多技術(shù)試驗(yàn)的例子，因此可引導(dǎo)學(xué)生自主分析和總結(jié)。
3. 教學(xué)建議
技術(shù)試驗(yàn)不同于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)于這部分不太熟悉的知識(shí)需要舉案例分析引導(dǎo)。最好讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行試驗(yàn)，初步掌握簡(jiǎn)單技術(shù)試驗(yàn)的方法和試驗(yàn)報(bào)告的寫作。
六、教學(xué)準(zhǔn)備
在多媒體教室內(nèi)進(jìn)行；準(zhǔn)備所需的試驗(yàn)器材。
七、教學(xué)過程
請(qǐng)大家思考：怎樣拍巴掌，才能拍得最響？動(dòng)手試一試。
我們通過拍手這個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，很容易得到答案。在發(fā)明創(chuàng)造時(shí)，遇到了未知問題，又該怎么辦呢？這就是我們今天要探討的內(nèi)容，即第三節(jié)《技術(shù)試驗(yàn)及其方法》。三個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)，大家齊讀。
在解決第一個(gè)目標(biāo)之前，我們得搞清楚：什么是技術(shù)試驗(yàn)？
1.技術(shù)試驗(yàn)：通常是指技術(shù)活動(dòng)中為了某種目的所進(jìn)行的嘗試、檢驗(yàn)等探索性實(shí)踐活動(dòng)。
解釋涵義：是在技術(shù)活動(dòng)中而不是在科學(xué)活動(dòng)中。技術(shù)活動(dòng)和科學(xué)活動(dòng)區(qū)別是什么？技術(shù)活動(dòng)是發(fā)明過程，科學(xué)活動(dòng)是發(fā)現(xiàn)過程。發(fā)現(xiàn)自然界有青霉菌，這是科學(xué)活動(dòng)還是技術(shù)活動(dòng)？把青霉菌提煉成青霉素，然后注射到人體內(nèi)治病，屬于科學(xué)活動(dòng)還是技術(shù)活動(dòng)？為什么說技術(shù)試驗(yàn)是探索性實(shí)踐活動(dòng)？因?yàn)榘l(fā)明創(chuàng)造，對(duì)于人類或者說對(duì)于發(fā)明者而言，往往是第一次做，是自然界中原本沒有的東西或方法，所以是嘗試，是探索性的。
我們經(jīng)常做物理實(shí)驗(yàn)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)思考：物理實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)有什么區(qū)別？首先，注意兩個(gè)詞的讀音、寫法不一樣；其次，物理實(shí)驗(yàn)，是對(duì)科學(xué)規(guī)律的實(shí)際驗(yàn)證，驗(yàn)證規(guī)律到底是對(duì)還是錯(cuò)的。技術(shù)試驗(yàn)往往是初次嘗試，目的在于選擇和優(yōu)化產(chǎn)品。從今以后，這兩個(gè)詞就不能再混用了。
完成P36“討論”第二題: 你在日常生活中接觸過技術(shù)試驗(yàn)嗎？ 青霉素皮試做過了沒有？這是技術(shù)試驗(yàn)還是化學(xué)實(shí)驗(yàn)？植物嫁親眼接見過沒有？沙灣縣大泉鄉(xiāng)的牛奶西瓜，聽說過吧！那個(gè)西瓜之所以大，是因?yàn)榘盐鞴厦缂藿拥胶J苗上，葫蘆苗根系發(fā)達(dá)，至于澆灌牛奶很可能是商家的噱頭（吆喝）。上述兩個(gè)例子都是我們身邊的。你們還聽說過哪些技術(shù)試驗(yàn)？（新藥研發(fā)給猴子吃試驗(yàn)、大橋通車試驗(yàn)、防彈背心擊穿測(cè)試試驗(yàn)、橡皮筋彈性試驗(yàn)等。）
討論：為什么要進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)？先讓我們重溫一下，輝煌的歷史時(shí)刻吧！請(qǐng)看投影，這是——神舟一號(hào)，這是神舟二號(hào)，這是神舟三號(hào)，這是神舟四號(hào)，這是神舟五號(hào)。請(qǐng)大家牢牢記住——神舟五號(hào)吧，因?yàn)樗d著我們的航天英雄，誰？（楊利偉）大家思考：為什么神舟5號(hào)才載人上天，神舟1、2、3、4號(hào)為什么不載人呢？
說得好！我們開始不能保證宇航員的安全，所以我們分別進(jìn)行了神舟１號(hào)到４號(hào)飛船的發(fā)射試驗(yàn)。 剛才我們以神舟飛船為例講了做技術(shù)試驗(yàn)可以讓危險(xiǎn)降低。請(qǐng)大家快速閱讀37頁的[案例分析]——阿什塔比拉河橋的垮塌。這個(gè)案例給了我們什么啟發(fā)？（直接原因是有一個(gè)氣泡，人為原因是設(shè)計(jì)師輕視技術(shù)試驗(yàn)、沒有做技術(shù)實(shí)驗(yàn)而造成嚴(yán)重事故。）
通過正反兩個(gè)案例總結(jié)就得出結(jié)論：技術(shù)試驗(yàn)是技術(shù)研究不可缺少的基本方法和手段，它對(duì)技術(shù)應(yīng)用起到了有力的保障作用。通過技術(shù)試驗(yàn)，可以使設(shè)計(jì)得以改進(jìn)和完善，將設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)和失誤降到最低。所以無論什么產(chǎn)品，大到航天飛機(jī)，小到生活用品都要進(jìn)行一系列的試驗(yàn),來檢驗(yàn)?zāi)愕脑O(shè)計(jì)是否合理。
完成p37“馬上行動(dòng)”：1.李寧要檢測(cè)小凳的承重力，在上面逐漸加重物，把壓垮前的最后一次記錄，作為小凳的承重力，你認(rèn)為李寧的檢驗(yàn)方法合理嗎？（看清題目，是逐漸加重物，一點(diǎn)一點(diǎn)地加，應(yīng)該是合理的。）待會(huì)，我們測(cè)試紙張的承重力就是用這種辦法。
第二題：李寧要檢測(cè)小凳的穩(wěn)定性，在小凳上裝擋風(fēng)屏障，然后用風(fēng)扇吹，這樣檢測(cè)穩(wěn)定性，合理嗎？（這個(gè)擋風(fēng)屏障對(duì)小凳的影響太大了，即使很穩(wěn)定的小凳，加上屏障也不穩(wěn)了，所以這樣測(cè)試不合理。）
完成教材p38 插圖，這些是具體測(cè)試材料性能的一些示意圖，大家看一看。第一幅圖，拉斷力測(cè)試，測(cè)試多大的力把易拉罐拉開。現(xiàn)實(shí)生活中該結(jié)實(shí)的不結(jié)實(shí)，不該結(jié)實(shí)的死結(jié)實(shí)，就是因?yàn)闆]有進(jìn)行拉斷力測(cè)試。過年我家買了一種糖，手撕不開，還得找剪刀，特別麻煩；第二幅圖，延伸拉力測(cè)試，測(cè)試橡皮筋延長(zhǎng)的極限。
2、進(jìn)行目標(biāo)2：了解技術(shù)試驗(yàn)的方法
在技術(shù)發(fā)展的漫長(zhǎng)過程中，人類總結(jié)了許多技術(shù)試驗(yàn)的方法。這些方法有著各自的特點(diǎn)，也有著各自的適用范圍。下面我選擇一些常用的方法加以介紹：
(1)優(yōu)選試驗(yàn)法：運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，選定若干次典型意義的試驗(yàn)，邏輯地推出全部試驗(yàn)所達(dá)到的最佳效果，這種試驗(yàn)方法稱為優(yōu)選試驗(yàn)法。書上的定義非常嚴(yán)謹(jǐn)，但不好理解。實(shí)際上，我們經(jīng)常在用優(yōu)選法，怎樣挑選優(yōu)秀學(xué)生？卷子一發(fā)，比分?jǐn)?shù)。看投影，袁隆平如何挑選水稻的？一畝地水稻雜交，一畝地水稻不雜交，測(cè)哪個(gè)產(chǎn)量高。這個(gè)過程就是優(yōu)選試驗(yàn)法。 楊利偉，在飛天之前，也進(jìn)行了優(yōu)選——當(dāng)時(shí)有5名宇航員，進(jìn)行了反復(fù)的比較，當(dāng)時(shí)楊利偉心理素質(zhì)最穩(wěn)定，最后就選他。
(2)模擬試驗(yàn)法：分兩種，第一種 模擬現(xiàn)實(shí)情況來試驗(yàn)的方法。如汽車碰撞試驗(yàn)，我們不可能用真人，進(jìn)行汽車碰撞試驗(yàn)，只能模擬。來看一段視頻。還有一種模擬法，就是通過模型來試驗(yàn)。例如大型建筑的設(shè)計(jì)，不可能——去建設(shè)一個(gè)一樣大小的鳥巢體育館進(jìn)行測(cè)試，完了再建一個(gè)。
（3）虛擬試驗(yàn)法：請(qǐng)看投影，這是一個(gè)什么東西？美國(guó)的勇氣號(hào)火星探測(cè)器。然而這張圖片不是真實(shí)場(chǎng)面拍攝的，是怎么得來的呢？是利用計(jì)算機(jī)虛擬出來的，這就是我們要學(xué)習(xí)的第三個(gè)試驗(yàn)方法——虛擬試驗(yàn)法。虛擬試驗(yàn)法最大的特征就是利用計(jì)算機(jī)——對(duì)現(xiàn)實(shí)中無法進(jìn)行或者不允許進(jìn)行的項(xiàng)目來試驗(yàn)。虛擬試驗(yàn)方法有什么優(yōu)點(diǎn)呢？（可以大大縮短研制周期與研制成本等等）插個(gè)題外話，朝鮮進(jìn)行了地下核試驗(yàn)，受到了全世界的譴責(zé)！可是我要問的是，其它核大國(guó)真的停止了核試驗(yàn)嗎？這些國(guó)家利用已經(jīng)取得的數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)虛擬核試驗(yàn)。由此我也感嘆：沒有絕對(duì)的公平！現(xiàn)實(shí)世界仍是強(qiáng)者主宰的世界！
（4）強(qiáng)化試驗(yàn)法。什么是強(qiáng)化作用呢？對(duì)試驗(yàn)對(duì)象高溫、高壓、低溫、低壓等等進(jìn)行極限測(cè)試。請(qǐng)看投影，通過高溫、高濕度、鹽水、搓板路來測(cè)試汽車各項(xiàng)性能的極限，就是強(qiáng)化試驗(yàn)法。當(dāng)然這個(gè)極限也是有限度的，我對(duì)汽車進(jìn)行一千度高溫測(cè)試有沒有現(xiàn)實(shí)意義？現(xiàn)實(shí)中的地面溫度最高可能就是七八十度，你測(cè)試一千度到哪兒去用呢？測(cè)試鞋子的耐磨試驗(yàn)、測(cè)試凳子的耐壓極限、測(cè)試燈泡的壽命極限，都可用強(qiáng)化試驗(yàn)法。
請(qǐng)看投影，這個(gè)漁民一看大連人養(yǎng)海參發(fā)財(cái)了，大連在哪兒？就直接往福建引進(jìn)大批海參苗，合適嗎？福建在哪兒？最后是血本無歸。漁民正確的做法先要試驗(yàn)，也就是我們要學(xué)的
（5）移植試驗(yàn)法 ：把一種生物移到另外一個(gè)地方，把器官移到另外一個(gè)生物體上而進(jìn)行的試驗(yàn)。例如皮膚的移植，農(nóng)作物的嫁接，果樹從南方移到北方的試驗(yàn)法，都叫移植試驗(yàn)法。
我再把這五種試驗(yàn)法區(qū)別一下：優(yōu)選法，就是挑好的；模擬法，就是模擬現(xiàn)實(shí)情況或者用模型代替；虛擬法，就是用計(jì)算機(jī)；強(qiáng)化法，就是對(duì)試驗(yàn)對(duì)象加強(qiáng)作用，測(cè)試極限；移植法，關(guān)鍵就是移植。大家把這五個(gè)試驗(yàn)法再背一遍。
具體試驗(yàn)的時(shí)候，我們要會(huì)選擇試驗(yàn)方法。請(qǐng)大家把書翻到p40，看 “馬上行動(dòng)”，是個(gè)連線題。測(cè)試椅子的穩(wěn)定性用哪種方法？測(cè)試椅子的舒適度用哪種方法？測(cè)試椅子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度用哪種方法？
3.目標(biāo)3：怎樣進(jìn)行技術(shù)試驗(yàn)，并寫出報(bào)告。
在技術(shù)的征途中，我們要記住這兩個(gè)偉人。原子彈之父是誰？這是火箭之父——錢學(xué)森。沒有他們，就沒有我們現(xiàn)在的大國(guó)地位！
下面，我們通過《紙張的結(jié)構(gòu)造型與強(qiáng)度的關(guān)系》這個(gè)小試驗(yàn)，來體驗(yàn)一下怎樣做技術(shù)試驗(yàn)。怎樣做呢？?jī)蓚€(gè)木塊作為支架，內(nèi)距為15厘米，統(tǒng)一，否則大家的數(shù)據(jù)相互間就沒有可比性。然后放上一張平板紙，測(cè)出最大承重力；再放一張折扇紙，大家看清楚這樣放，測(cè)出最大承重力；再放一張圓筒紙，測(cè)出最大承重力。平放在上面，然后加砝碼，壓垮前的最后一次記錄為最大承受的重力；強(qiáng)調(diào)一下：及時(shí)做好試驗(yàn)記錄。
下面我們開始寫試驗(yàn)報(bào)告，跟物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫法相似。
【試驗(yàn)名稱】：《紙張的結(jié)構(gòu)造型與強(qiáng)度的關(guān)系》
【試驗(yàn)器材】：
【試驗(yàn)?zāi)康摹浚?br/>【試驗(yàn)過程】：
【試驗(yàn)記錄】：
【試驗(yàn)總結(jié)】：哪種造型強(qiáng)度最大？哪種造型強(qiáng)度最小？
八、教學(xué)反思：
盡可能多給一些動(dòng)手試驗(yàn)的時(shí)間。
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