資源簡介

第二節 挑選合適的材料
一、學習目標
1.了解有哪些常用的材料，會區分材料的種類，了解常用材料的性質和用途，了解材料的特性，會判斷材料的優點和缺點，知道材料選擇的原則，形成可持續發展的理念。
2.認識標準件和元器件，能清晰的認識在技術設計中使用標準件和元器件的意義。
二、素養目標
技術意識：在進行技術設計的過程之中，能根據項目的特點選擇合適的標準件、元器件；
工程思維：根據實際情況選擇合適的材料，并思考如何將材料設計、加工成需要的產品；
三、教學重點、難點
重點：材料的分類、性質和選擇，認識標準件和元器件；
難點：在進行設計的過程之中，能形成可持續發展理念。
四、教材情況
通過閱讀材料，向學生展示部分常見材料的特性和用途，讓學生了解常見的材料：金屬材料、非金屬材料、復合材料、新型材料。通過觀察常見的USB數據線和接口、電腦主板等實踐活動，讓學生認識標準件和元器件。通過為本小組的 設計項目制訂選用材料方案的實踐活動，讓學生親歷設計的一般過程中的材料選擇部分。通過日常生活中的具體案例，分析了材料選擇和加工需要遵循的基本原則，讓學生形成可持續發展的技術思維。
五、學生情況
學生在日常生活中，已經能夠根據一定的原則選擇合適的材料進行設計，雖然沒有專業的指導，也已在潛意識里形成了一定的技術意識，對本節內容的學習并不困難。
六、教學過程
1.新課引入
觀看視頻，躺椅的設計和制作，分析在制作的過程之中，工人師傅都使用了哪些材料，我們在日常生活中是否能找得到。
2.常見的材料
了解設計制作的常用材料的種類和特性，學會挑選合適的材料。
（1）常見材料的特性
金屬材料：金屬材料指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。金屬材料一般不透明、光澤良好，密度較高，表面比較光滑，硬度較大，有較好的導熱性和導電性，富有延展性。化學性質大多較為活躍，比較容易被腐蝕和被氧化，金屬材料常用于設計耐磨、耐高溫、受較大沖擊力的產品或零件。
非金屬材料：非金屬材料是指具有非金屬性質的材料。
非金屬材料一般密度相對較小，硬度小，導電性、導熱性差，具有穩定的化學性質，具有較強的抗氧化性和還原性。非金屬材料常用于制作精度不高的產品外殼或零件。
復合材料：復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀（微觀)上組成具有新性能的材料。復合材料一般有較好的綜合物理性能和化學性能,密度相對較小，具有較高的強度、硬度和韌性，比單品更具抗腐蝕性和抗氧化性，復合材料在市政建設、環保工程、汽車及飛機制造等方面有廣泛應用。
新型材料：新型材料是指新出現的或正在發展中的，具有傳統材料所不具備的優異性能和特殊功能的材料;或采用新技術(工藝、裝備)，使傳統材料性能明顯提高或產生新功能的材料。新型材料在多個領域有較快的發展和應用，如信息材料、能源材料、生物材料、納米材料、超導材料、新型建筑材料、生態環保材料、軍工新材料等領域。
2.材料的選擇與資源的保護
材料的選擇要堅持生態優先、綠色環保的理念，遵循可持續發展的原則，應盡可能選取可再生的和資源儲藏量豐富的材料。
3.標準件與元器件
標準件：標準件是指按照國家標準或行業標準的技術要求批量生產的，具有通用性的零件。
在產品設計時，使用標準件，可以減少設計工作量，提高設計效率。在產品制作中使用標準件既可以節約成本，又可以加快生產的進度。標準件有相應的代號，在機械制圖上會注明。
知識拓展：廣義標準件。
（1）連接件，包括螺紋連接件（又稱緊固件）和軸轂連接件、銷連接件、鉚接件、膠接件、焊接件等。
（2）傳動件，包括帶傳動件、鏈傳動件、齒輪傳動件（包括漸開線圓柱齒輪、錐齒輪以及蝸桿等)、摩擦輪、減速器、無級變速器、軸伸、聯軸器、離合器及液力耦合器、氣壓傳動件、液壓傳動件等。
（3）軸承，包括滑動軸承、滾動軸承。
（4）彈簧，按形狀分，主要有螺旋彈簧、碟形彈簧、板彈簧、環形彈簧等。
狹義標準件即標準化緊固件，實際是連接件的一種，但因為種類繁多應用廣泛，所以實際使用中單算一類，甚至簡稱為標準件，它通常包括12種零件，如螺栓、螺柱、螺釘、螺母等。
元器件：在電子和電產品中，因某一功能部件被廣泛大量使用，人們出于使用方便簡化制度過程和節約成本的需要，單獨設計和生產這種零件稱之為元器件。
隨著制造技術的不斷發展，人們已經把具有若干功能的單一產品部件結合在一起，構成一個新部件，如集成電路芯片。如現在的收音機，電視機，音響等電器，幾乎都由電子器元器件組成。
七、教學反思
本節主要是對材料的選擇要有一個綜合的認識，能夠根據可持續發展的原則去進行相應的設計，同時在設計的過程之中大量的使用標準件和元器件，形成可持續發展的理念。可以結合更多的正面反面案例，讓學生能夠更真切的體會。

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