資源簡介

學 科 通用技術 年 級 高二 班 級 授課教師
章 節 第六章第一、二節 課題名稱 模型或原型的特性與作用 材料的性能與規劃
課 型 新授課 授課時間 2023．8．
教材分析 第一節內容是在學生完成了方案構思和設計圖樣繪制的學習后，進入模型或原型制作的過渡環節，起著承上啟下的作用。本節課內容由任務一探尋生產生活中的模型或原型和任務二辨析不同設計階段模型的作用兩部分組成。從模型的概念入手，通過案例分析，講授，歸納模型或原型在產品開發過程中的重要性，使學生體會模型的功能及模型在不同設計階段的作用，這里，模型不再僅僅是一個具體的模型，它還被賦予了思想方法的內涵。明確模型制作過程不僅是設計思想體現的過程，還是發展構思的創造性過程。 第二節的教學圍繞“材料分類”和“材料特性”，探究材料的基本知識，包括材料的分類、性能和應用。此課內容是本章后續內容的一個鋪墊，為制作模型中如何選好材料打下基礎，讓學生具有初步辨別和分析材料的能力。
學情分析 作為高中學生，學生對模型并不陌生，但沒有系統地對模型的功能進行思考且沒有將模型的作用與設計聯系到一起。學生對材料的性能有了一定的了解，通過案例、體驗活動，讓學生能夠根據設計方案和產品用途，選擇合適的材料，并對材料進行合理地規劃。
課標要求 1.通過案例分析，歸納模型或原型在產品開發過程中的重要性，理解模型制作在產品設計的不同階段有不同的作用； 2.通過案例分析，比較常見的材料應用環境及特性，能根據設計方案和產品用途，選擇合適的材料，并對材料進行合理規劃。
教學目標（核心素養） 1. 技術意識：能夠結合學習和生活中的實際情況，來研究技術活動的規律和特征；以產品“榨汁機”的各種模型為例，分析不同階段模型的作用；學會并掌握模型方法，便于在設計的過程中靈活合理地運用該方法；結合日常生活中常見的材料，以解決任務的需求，對材料的歸納、分類和特性進行深入探究和分析； 2. 工程思維：針對不同階段的設計，能夠準確分析每個階段的設計要求，并設計對應的模型；分析日常生活和學習中的模型，領悟該模型的基本思想和方法；能運用模型方法進行設計和分析；學習材料的性能之后，在實踐中，能夠分析并決策選擇哪種材料，它有什么優勢；結合日常材料和教材案例，能夠認識材料的特性，并能夠配合技術試驗進行材料性能指標的分析和評估。
教學重點 理解模型是設計的一個環節、一種重要的技術方法；材料的分類；分析常見材料的應用環境。
教學難點 理解模型在不同階段的作用；材料的特性；初步形成辨別和分析材料的能力。
教學方法 案例分析法、講授法
教學過程
教師活動 學生活動 二次備課
引入新課 復習回顧“設計的一般過程” 引出本單元內容“模型或原型的制作” 回顧所學內容 展示上節課學生繪制的草圖及三視圖還有正等軸測圖，提問：我們如何把這些紙上的東西變為實體？學生思考回答，引出“模型或原型的制作”
新 課 學 習 第一節 模型或原型的特性與作用 任務一 探尋生產生活中的模型或原型 展示圖片：生活生產中模型 1.定義 模型：模型是根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。 原型：原型可以是產品本身，也可以是與產品大小相同、使用功能一致的物體。 優點：制作成本低、便于修改等。設計者一般通過模型來呈現產品的設計方案. 2.模型的功能 任務二 辨析不同設計階段模型的作用 閱讀課本P136-18，思考：在設計的哪個階段需要制作模型？它有側重于什么？有什么作用？ 1.草模：是設計的簡單快速表達 草模用于產品造型設計的初期階段，它可以采用立體模型將設計構思簡單地表示出來，供設計人員深入探討時使用。 2.概念模型：展示產品的造型、風格 概念模型用于設計構思初步完成之后，在草模的基礎上，用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排，以及產品與人、與環境的關系等，從整體上表現產品造型的概念。 3.結構模型 結構模型用于研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的結構尺寸和連接方法，并用于進行結構強度試驗等。 4.功能模型：一般表現內在運作過程，沒有外觀，與概念模型相反 功能模型主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。 5.展示模型 采用真實材料，按照準確的尺寸，選擇恰當的比例，做成的與實際產品形態高度相似的模型。為審核方案提供實物數據。 案例：柑橘榨汁機的設計過程中經歷了： 在設計的不同階段，我們并不一定都要制作模型，有些簡單的設計可以直接制作原型；有些設計可以根據需要制作一、二個不同階段的模型進行測試或展示。 小結 第二節 材料的性能與規劃 任務一 探究材料的性能與應用 材料是人類用以制成生活和生產中的物品、器件、構件、機器和其他產品的物質，是人類生存和發展的物質基礎，是人類社會現代文明的重要支柱。 案例分析：炊具的發展歷史 材料是產品設計的物質條件，是產品設計的基礎和前提。材料以其自身的特性影響著產品設計，維持產品功能的形態，滿足產品功能的要求。 1.材料的分類 在工程領域，一般將材料按化學成分分為金屬材料、無機非金屬材料、 有機高分子材料和復合材料四大類。木材、金屬材料、 塑料等都是常見的材料。 閱讀課本P140-144,思考問題，常見材料（木材、金屬材料、塑料等）的特點、性能、類別及評價指標分別是什么？ 2.木材 （1）特點：質輕，有天然的色澤和美麗的花紋，具有易于加工和涂飾、隔熱與絕緣 （2）性能：有較好的強度性能及優良的加工性能。 （3）類別：實木板材（各向異性）和人造板材（穩定性好） 強度是評定材料質量的重要力學性能指標，是設計中選用材料的主要依據之一。根據受力種類的不同，分為抗壓、抗拉、抗彎、抗剪等 3.金屬材料（由純金屬或合金構成的材料） （1）特點：有金屬光澤 （2）性能：有良好的導熱和導電性能，以及優良的力學性能（強度、剛度、硬度）和可加工性能。 （3）類別：銅材 、鋁型材 、鋼材 等 硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一種性能指標，它直接影響材料的耐磨性和切削加工性。 4.塑料 （1）特點：具有多種特性，加工成型方便，具有裝飾性，而且價格比較低廉。 （2）性能：質輕、具有絕緣性、耐腐蝕性。 （3）類別：熱塑性塑料和熱固性塑料。 5.新材料 新材料是指新出現的具有優異性能或特殊功能的材料，或是傳統材料改進后性能明顯提高或產生新功能的材料，如超導材料、碳纖維、石墨烯、柔性玻璃、形狀記憶合金等。 任務二 選擇和規劃材料 《考工記》記載：“天有時，地有氣，材有美，工有巧，合此四者然后可以為良。” 選擇材料時，要綜合考慮材料的性能、材料的工藝性以及材料的成本等因素。 1.材料的性能 （1）材料的性能是否能滿足產品的使用功能、使用環境、結構要求等. （2）材料應具有良好的加工性能，符合造型設計中成型工藝、加工工藝和表面處理的要求 2.材料的成本 材料的價格和加工成本直接影響著產品的性價比。 3.材料的規劃 一要做到料盡其用，優材不劣用，大材不小用，長材不短用。 二要充分考慮材料的顏色、花紋和光澤，外用料要選擇材質好、紋理美觀、涂飾性能好的材料。 三要考慮材料的加工余量和損耗等因素，保證各部件的順利裝配和作品的尺寸精度。 木材在規劃配料時要注意以下幾個方面： 1.要預先在毛料上規劃畫線，根據產品所需部件的尺寸，在長、寬、厚等方面都放寬，留有鋸割、刨削操作的余量。 2.盡可能避開毛料上對質量有影響的結疤、蟲眼、彎曲、紐紋、變質和裂縫等缺陷，做到因材使用。 3.注意木材的紋理趨向，順紋鋸割便于加工，并能提高木材的使用率。 4.將沒有疵點、紋理美觀的一面作為正面，把有缺陷的部分放到背面。 觀看圖片，感受生活生產中模型 聽課，認識模型、原型及他們的優點 理解模型的兩個功能 閱讀課本，思考問題 理解不同設計階段模型的作用 通過案例，理解不同設計階段的模型作用。 聽課，對第一小節內容總結 通過案例分析，認識材料的重要性 閱讀課本，了解常見材料的熱點、性能及類別 聽課，明確選擇和規劃材料的要素 通過觀看模型，提煉模型的概念。 通過舉例說明總結模型的功能，并引出模型在不同階段的作用不同。 展示 木材、金屬材料、塑料、還有石墨烯電池，讓學生總結各材料的特點、性能、類別等。 以進實驗室取材為例，講解材料的選擇和規劃。
課 堂 小 結
板 書 設 計 一、模型或原型的特性與作用 1.模型 優點 功能 2.不同設計階段模型 二、材料的性能與規劃 1.材料性能與應用 木材、金屬材料、塑料、新材料 2.選擇和規劃材料 性能、成本、規劃
教 學 反 思 本節課的教學過程中，采用了大量生活中的案例，利用圖片、教學案例等資源，全面調動學生興趣，并通過實物材料的展示讓學生親身體驗不同材料，通過本節課的學習為接下來學生進入實驗室綜合實踐活動奠定了很好的基礎。

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