資源簡介

普通高中蘇教版通用技術教材《技術與設計一》第六單元
《模型或原型的制作》說課稿
一、教學分析
1、教材分析
本節內容選自江蘇鳳凰教育出版社于 2019 年出版教材《技術與設計一》第六章。本章共包含設計中的模型或原型的特性與作用、材料的性能與規劃、工藝的類別與選擇、制作臺燈模型或原型共 4 個子單元。在實際教學中第 4 節制作臺燈模型或原型改為制作桌面收納
盒（或置物架）原型。
2、學情分析
思維特點
① 較好的邏輯思維能力，較高的學習興趣，較強的探究精神，思維活躍，創意豐富。
② 思維缺乏條理性、綜合性，難以從環境、材料、質量、美學等多方面進行綜合考慮來設計作品
③ 團隊合作意識和勞動安全意識有待提升。
認知水平
① 普遍能夠區分模型和原型，但對模型在設計不同階段的作用理解不夠。
② 能夠準確區分木材、金屬、塑料等常見材料，但對同類型不同材料的性能了解不足
③ 認識常見木材和金屬加工工具名稱，但對金屬、塑料等材料加工工藝，材料的連接方式了解較少。
（2）實踐能力
① 普遍具備常見木工加工工具的使用經驗，能夠較準確繪制作品三視圖技術。
② 缺少金屬加工、塑料或其他材料加工的實踐經驗，缺少相關作品設計制作的經驗。
③ 基本了解 3D 打印以及激光雕刻機技術原理，但沒有體驗過相關設計過程。
3、目標分析
本章內容學習重要目標是提高學生的“物化能力”。整個單元圍繞“桌面收納盒（或置物架）的原型的設計與制作”這項目開展教學。從作品設計需求出發，帶領學生理解模型在設計過程中的作用，了解不同材料的性質學習不同材料的基本加工工藝，從而幫助學生合理選擇材料和加工方法，安全高效制作出個性化作品。本單元重點通過豐富多樣的實踐活動， 讓學生在“做中學”，在“學中做”，充分感受技術實踐活動的豐富內涵，培養關注細節、精益求精、不畏困難、勇于創新的“工匠精神”。
闡述模型制作在產品設計不同設計階段的作用。（TA,ID）
能夠簡單描述材料對人類社會發展的重要作用。（TA）
概述木材、金屬、塑料等常見材料的特性。(TA,ET,CM)
比較常見材料的基本加工工藝， 了解激光切割和三維打印技術的原理和方法。
(TA,CM,ID)
初步掌握簡易木工、金工常用工具的使用方法以及材料的連接方法。(ET,CM)
初步掌握三維設計軟件或激光雕刻設計軟件的使用方法， 設計制作簡單作品。
(TD,CM,ID)
闡明工匠精神的基本內涵和重要意義。(TA,CM)
能夠從環境、材料、質量、外觀等多角度綜合分析設計方案，采用合適的材料及加工工藝，正確安全制作出簡單的原型或模型。(TA,ET,TD,CM,ID)
（技術意識-TA 工程思維-ET 圖樣表達-TD 物化能力-CM 創新設計-ID）
2、重難點分析
教學重點
① 模型在設計不同階段的作用
② 不同材料的性能與作品材料的合理規劃
③ 常見的木材和金屬加工工具及木工工藝
④ 木材和金屬材料不同連接方式
⑤ 三維設計軟件的基本功能，3D 打印技術的原理及應用
⑥ 激光雕刻技術的基本原理和加工方法
教學難點
① “模型思想”在生活中的運用區分材料的類型，對比同類型中不同材料的性能
② 常見金屬、塑料等材料的加工工藝
③ 同類型加工工具的區別與操作方法
④ 不同連接方式的區別和應用
二、教法分析
1、課時安排
本單元按課標建議為 6 課時，考慮到合肥四中已建成較為先進的多間創客教室，配備多臺 3D 打印機和激光雕刻機，按國家新課程改革要求高中生必修勞動教育課程 6 學分，其中 2 分為志愿服務，另外 4 個學分可以和通用技術選擇性必修或校本課程進行統籌。因此，學校從勞動課程中選出 2-3 課時用于開展 3D 打印和激光雕刻為主的科技勞動課程，因此總學時可以為 6-9 課時。
(1) 模型或原型的特性與作用 1 課時
(2) 材料的性能與規劃 1 課時
(3) 木工和金工工藝 2 課時
(4) 激光雕刻七巧板（選上） 1 課時
(5) 3D 打印筆筒（選上） 1 課時
(6) 桌面收納盒（或置物架）原型的制作 2-3 課時
2、教學環境
第 3-5 課時涉及激光雕刻和 3D 打印技術的實踐活動，需要在前安裝有配套激光雕刻軟
件、三維設計軟件及切片軟件的計算機教室或配備多臺筆記本的創客教室，其他課時可在配備多媒體教學設備的通用技術活動室或木工教室，建議采用智慧課堂教學系統。
3、工具材料
（1）材料：
① 木材：300*100*10mm 松木板、桐木板、膠合木板各一張；
② 金屬：鋁合金板，不銹鋼板，黃銅板，鐵板各一張；相同粗細的銅絲、鐵絲和鋼絲若干節；記憶合金回形針或其他形狀記憶合金
③ 塑料：240*65*3mm 透明亞克力板若干張、PLA 塑料絲（直徑 1.75mm）（不含學生個性化作品材料）
④ 其他：200 克砝碼若干、棉線、502 膠水、免釘膠、木蠟油，不同顏色水性油漆等
（2）加工工具或設備
① 木工工具：臺虎鉗、木工鋸、鉛筆、圓規、曲線鋸、手電鋸、手電鉆、鋼直尺、角尺、刨子、鑿子、錘子、銼刀、
② 金工工具：鋼鋸、劃針、劃規、臺鉆、手電鉆、樣沖、絲錐和板牙套件、不同型號螺絲釘、鉚釘、鉸鏈、砂紙等；
③ 其他：電腦、3D 打印機、激光雕刻機、便攜式里氏硬度計、手持式亞克力彎折器
(7)
4、教學策略
圍繞核心素養，開展項目教學
桌面收納裝盒（或置物架）的設計與制作源自于學生生活中桌面物品收納整理這一真實情境下的真實問題，活動具有很強的開放性，難度適中。學生從作品制作的總任務出發了解在作品設計制作過程中制作模型或者原型的必要性，學習不同材料性能，在初步掌握不同加工工藝的前提下選擇合適的加工方法并最終完成作品制作。該過程從分析到制作，由理論到實踐，“學中做”、“做中學”，充分體現了對學生通用技術學科核心素養的培養。
精選實物教具，提升教學效果
研究表明，在教學活動中可見可觸的實物教具比圖片更能激發學生的學習興趣，提高學習效果。因此，在本章節教學中教師高度重視實物教具的使用，依據教學需求先后展示不同
類別的模型或原型實物十余件其中包括教師采用 3D 打印技術制作的不同形態的筆筒、發電
水車模型、線粒體和葉綠體結構模型，還有采用激光雕刻技術制作的亞克力燈、校園植物標牌、七巧板、地月運動關系模型等，以及木工加工的桌面書架、花瓶架和亞克力板彎折而成的手機支架、學生手工制作的橋梁結構模型等。
在教授材料性能內容時，教師課前做了大量準備工作，課上展示多種不同木材、金屬以及新材料記憶合金實物。另外在工藝內容教學部分教師帶領學生在活動室、創客教室通過實際操作感受和學習各類不同加工工具及設備。
1-3D 打印發電水車模型、2-3D 打印葉綠體模型、3-3D 打印收納盒、4-建筑結構模型、5-橋梁模型、6-激光雕刻七巧板、7-激光雕刻植物標牌、8-激光雕刻日地月運動關系模型、9-手工制作六棒孔明鎖、10-亞克力制作手機支架、11-亞克力雕刻小夜燈
巧設課堂活動，注重自主探究
教學中，教師充分發揮以學生為主體的學習方式。在學習不同材料的性能時，通過多個生動有趣的實踐活動讓學生真實體驗、感知、比較不同材料的性能。
在工藝教學中，選用教材中手工切割制作“七巧板”的案例主題，改為指導學生使用激光雕刻技術來進行精準設計制作。在教學 3D 打印技術時，又充分鼓勵學生對筆筒結構進行
分析后再進行三維模型數字化設計。本單元最后為學生團隊合作開展作品創作設置 2 課時，
供同學們發揮創意設計制作個性化桌面收納盒或置物架，進一步通過實踐掌握本章節學習內容和操作技能。
采用多元評價，提升教學效果方式一：即時評價
教學中對于學習態度認真，有獨到見解，能夠規范操作的同學進行設計及時鼓勵和表揚。
方式二：過程評價
每節課針對教學內容和教學目標，設置“學生活動記錄表”，用于課堂交流以及課后評價，從而形成學生學習的過程性材料。
方式三：總結評價
① 設計作品評價
教師可以通過評語對學生作品進行口頭和書面點評，同時讓學生預習第七章中技術作品評價
② 學習情況評價
采用教材每張最后“學習評價表”讓學生自我評價學科核心素養達成的情況。
③ 單元問卷測試
教師針對本章知識點組織書面試題或電子版問卷，讓學生作答，考察對本章知識的掌握情況
創作微課視頻，助力鞏固提升
本章節中需要學生學習和掌握的實踐技能較多，涉及大量加工工具以及相應的使用方法，學生難以在課堂短時間掌握，因此教師將重點內容錄制為多節微課視頻，日后發布于校本資源平臺，供廣大師生學習參考、交流探討。
三、單元教學設計
課時 教學內容 主要活動 設計意圖
第 1 課時 模型或原型的特性與作用 實物展示汽車模型（金屬）、3D 打印發電水車（PLA 塑料）、樓房和橋梁結構模型（桐木條手工制作）、月相觀測儀（激光雕刻膠合木板）等模型，讓學生觀察總結模型的功能。 引導學生理解設計活動不同階段中制作草模、概念模 型、結構模型、展示模型的意義，對比分析其不同功能價值，分析模型制作的必要性。 從觸摸觀察實物模型，激發學生學習興趣，問題層層深入鼓勵學生積極思 考，小組合作，為后續課程做準備。
第 2 課時 材料的性能與規劃 讓學生對上節課所看到的模型按材料分類，并闡述理由。 教師使用圖片展現依據材料對人類社會發展的劃分，從 而凸顯材料的重要作用。讓學生闡述材料的一般分類： 金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料。 觸摸不同木板，感受區別，從密度、硬度、氣味等較多闡述。 實驗對比相同尺寸三種不同材質的木板的抗彎性能。 使用鋼絲鉗截取不同材料金屬絲，對比硬度不同。 使用便攜式里氏硬度計，指導學生科學測量和對比不同金屬的硬度。 指導學生使用亞克力板以及手持式塑料彎折機制作手機支架。 觀察記憶合金在熱水中形態上發生的奇特變化。 讓學生結合作品設計目標闡述選材理由。 從歷史教材中選圖，讓學生充分感受材料是人類社會發展的重要標識之一。對比介紹常見的木材、金屬以及新型材料，激發學生對材料學習和研究的興趣。 設計多樣活動，讓學生充分理解感受材料在強度、硬度等方面的不同性能。從感性認知到理性分析， 充分發揮以學生為主體的教學理念。
第 3-4 課時 木工和金工工藝 展示木工加工常用工具，以孔明鎖制作為例播放微課視 頻，演示操作過程，強調工具使用要領和安全注意事項， 結合實物及照片介紹木材常用連接方式。 視頻微課介紹金屬加工工藝、金屬加工中攻絲和套絲的 加工方式。結合實物和照片介紹金屬常用連接方式，和木材連接方式進行聯系比較。 木工金工對比教學，加深記憶。實際演示加視頻微課，有利于學生課后復習鞏固。
第 5 課時 激光雕刻制作“七巧板” 分析七巧板結構，演示在激光雕刻軟件中繪制七巧板模型， 并用激光雕刻機進行雕刻加工。 使用激光雕刻技術加工亞克力板，設計制作具有四中文化特色的創意夜燈。 實踐活動充分展現激光雕刻技術的精準、高效的突出特點。 使用學校文化元素設計作品提高學生學習興趣，提升技術設計中關注文化和藝術設計的意識。
第 6 課時 3D 打印制作筆筒 分析常見筆筒結構，設計制作六邊形組合筆筒以及收納盒。重點帶學生設計制作如圖所示的六邊形筆筒或網格型筆筒。 通過實際案例分析和制 作，有效理解 3D 打印技 術的一般原理，初步掌握三維設計軟件的使用方 法。
第 7-8 課時 桌面收納盒模型或原型的設計與制作 各小組完善設計方案，開展制作活動，教師進行指導和協助， 提醒學生正確安全使用各種加工工具，分析作品設計方案存在的問題，指導學生修改和完善，提高作品的展示效果和實用功能。 將理論學習充分融入實踐活動，在個性化作品設計中學習不同材料的加工工藝，提升學科核心素養。
四、課時教學設計
課題：第 2 課時《材料的性能與規劃》
序 號 教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
1 情境引入 圖片展示以材質劃分的人類社會發展階段，提問材料對人類社會發展的作用。 看圖思考，回答問題 激發學生對材料學習和 研究的興趣，感知材料對人類發展的重要作用。
2 問題討論 活動一：展示多個物品，讓學生按材料類型對物品進行分類。提問：材料如何 分類？常見木材、金屬、塑料等分別有怎樣的特性？ 讓學生嘗試填寫學案中思維導圖。 將展示物品進行分類，思考并回答問題，嘗試完善思維導圖。 銜接上節課內容，繼續使用多個實物模型和原型 讓學生歸類，引出材料分類主題，思維導圖引導學生發散思維，深入思考。
3 分析木材 給學生分發不同的木板，讓學生觸摸， 討論分析各個板材的類型及特點。 觸摸不同材質的木板 讓學生有效區分實木板材和人造板材。
給學生分發不同的木板，讓學生觸摸， 討論分析各個板材的類型及特點。 觸摸不同材質的木板 讓學生有效區分實木板材和人造板材。
活動二：引導學生設計探究對比500*50*3mm 松木板、桐木板和胡桃木板的抗彎性能。比較不同紋理的相同材質 的木板的抗彎性能。 操作演示實驗， 觀察實驗現象， 測量實驗數據。 改編自教材中實驗設計 方案，巧妙解釋“各向異性”，增強教學演示效 果。
4 比較金屬 活動三：指導學生使用鋼絲鉗剪斷銅絲、鐵絲和鋼絲，感受不同材質的不同性能。 安全操作，體驗剪斷不同材質金 屬絲所需力度。 通過實際體驗感知不同金屬的硬度差異。
活動四：使用里氏金屬硬度檢測儀分別測試黃銅、鋼板、鐵板、鋁合金板的硬度。 在老師指導下測量不同金屬硬度 值。 了解金屬硬度的單位，學習科學測量硬度的方法。
5 感受塑料 提問：拿出有機玻璃提問是塑料還是玻璃？活動五：使用有機玻璃（亞克力） 板激光雕刻后彎折制作桌面手機支架。 思考回答，參與活動 幫助學生了解亞力克材料的特性
結合生活經驗介紹塑料的特性，比較熱 塑性塑料和熱固性塑料的區別和應用 回答問題 借助實物比較分析常見 塑料類型及特性
6 了解新材料 提問學生介紹對新型材料的認識，播放石墨烯介紹視頻。 觀看介紹視頻 再次突出材料對社會發 展的巨大作用，介紹新材 料的特性。
活動六：實驗展示記憶金屬在不同溫度 下的形態變化。 觀看實驗現象 實際感受新材料“記憶金 屬”的獨特性質。
7 材料規劃 簡要總結材料特性，讓學生討論分析小 組計劃設計制作的桌面置物架或收納盒所采用的材料，并闡述理由。 討論，繪制設計 草圖，闡述選材緣由。 了解材料后再進行有效 分析規劃，為后續課程奠定基礎。

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