資源簡介

《通用技術》必修1第四章
第二節原型與模型的制作
教學設計
教學背景
黨的二十大報告指出，“教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐。必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創新是第一動力，深入實施科教興國戰略、人才強國戰略、創新驅動發展戰略”。
通用技術是一門與科學技術息息相關的學科。回顧人類的發展歷程，從石器時代、青銅時代、蒸汽機時代直到當今的信息時代，技術進步改變著人類的生活和生產方式。我們的生活、工作、生產處處都要用到技術，例如我們手中拿的圓珠筆和鋼筆就是多次技術改造的結果，使我們足不出戶就可以了解世界的電視機也是技術發明的成果。認識技術、善用技術，已成為現代人必須具備的素質。
教學目標：
知識與技能
會制作簡單產品的模型或原型
能使用簡單的方法對產品進行測試并優化
情感態度與價值觀
從了解工藝含義到明白工藝處處存在我們生活中。知道工藝對工業生產的重要性，同樣的材料，不同的工藝技術會立生不同的產品，工藝的好壞決定著產品質量的優劣。從而樹立工藝要精湛，產品才能優秀的理念，培養學生對技術的正確態度以及良好的技術理念和素養。
感受工匠精神對技術制造質量的獨特作用，體會工藝的優質對成品的重要性，形成嚴謹細致精益求精、追求卓越的工作態度。
教學內容分析:
本書的第四章就是以問題的解決過程為線索來展開的，教材以貼近生活實際的廣告宣傳燈設計為例，引領同學們經歷技術設計與制作的過程。
通過第四章的學習，同學們將會掌握相關的技術設計的知識和技能，了解設計中可能遇到的各種問題，綜合考慮設計的條件和因素，優化設計方家，最終實現設計方案的物化，從而達到提高核心素養的目的。同時提高實踐活動的成效，以知促行，學以致用。
學情分析:
確定設計方案后，下一步就需要根據設計方案制造出產品。但是想要達到最終的設想，僅靠手繪圖或計算機三維效果圖是遠遠不夠的，我們還需要通過進一步的學習，將設想變成現實。
本章我們將根據設計的要求，挑選合適的材料，運用合適的加工工藝，使用工具，最終制作出一個產品的原型或模型。 在這個過程中，既要尊重原始設計，又要提倡大膽創新，還需要處理好結構、空間、色彩搭配、材質肌理等關系，并時刻謹記操作安全。我們還要點結歸納在設計制作各個階段做的測試和評價，通過測試和評價，使作品得到進一步的提升和完善。相信經過我們的努力，一定能把美好的設想，轉化成實實在在的成果。
教學重難點:
重點
形成較強的動手實踐與創造能力、體驗方案物化過程的復雜性和創造性。
難點
從原型或模型的制作過程中總結原型或模型的制作步驟，感悟實現自己設計。教學策略:
本節課教學主要由教師通過實物圖片和多媒體手段設置學習情境，并加以引導，讓學生在過程中自主探究、自主建構設計原則知識并形成能力。
教學準備:
展示用的圖片、其他技術產品、多媒體課件。
　　教學過程:
　　情景導入:
老師：本節課我們學習《通用技術》必修1第四章第二節原型與模型的制作。
李明小組經過對初步設計的幾個校慶廣告宣傳燈方案進行分析、比較和權衡后，選擇了六面形校慶廣告宣傳燈設計方案，并對設計方案做了進一步的修改和完善。下一步，李明小組決定運用已學習的工藝和工具，動手把六面形校慶廣告宣傳燈的模型制作出來。
導學思考
李明同學選擇了六面形校慶廣告宣傳燈設計方案，并準備制作出模率。你選擇了什么方案 如何才能把它做成模型
原型與模型
了解什么是原型和模型，以及它們在技術設計中的作用。
1.原型
原型通常是第一個能全面反映產品的功能和性能的物體，廣泛應用于新產品的開發。原型通常在產品生產之前制作，與產品大小相同、使用功能一致。有時原型就是最終產品。在產品設計過程中制作的產品原型，可用于檢測和試驗，從而對設計方案的實現效果進行評估。
案例
殲-20原型機
殲-20（英文;ChengduJ-20，綽號威龍）是中航工業成都飛機工業集團公司為中國人民解放軍研制的一較單座雙發動機戰斗機，具備高隱身性、高態勢感知、高機動性等能力，它對第三代戰斗機有著革命性的戰場優勢。殲-20從2011年1月11日第一架原型機實現首飛，之后不斷增加原型機測試和優化飛機的性能（圖4-16）。現在，殲-20成斗機已正式進入中國人民解放軍空軍序列。
2.模型
當由于條件限制不能直接制造原型時，模型是很好的替代品。模型是根據實物、設計圖紙，按比例制成的與實物相似的一種物體。
案例
模型能幫助設計者分析設計的可行性、完善設計構思、評估設計方案，如檢驗產品的功能設計是否可行，是否滿足環境的需求，是否符合人的生理和心理的需要，是否符合實際的生產工藝要求，是否符合市場需求等。還可幫助設計師進一步深化設計，如推敲造型比倒、確定結構細部、調整材質肌理及色彩搭配等。圖4-17是利用飛機模型進行風洞試驗。
模型能幫助設計者更好地與客戶及生產者進行溝通交流。圖4-18是建筑的模型，設計者通過模型向客戶展示和交流，客戶可以通過模型了解到建筑的結構和布局。
模型的制作，可以使用黏土、油泥、玻璃鋼、泡沫材料、紙材、木材、石膏、塑料、金屬等材料來實現。
思考
產品的模型與原型有什么不同
二、制作過程
任務
了解原型(或模型）的制作過程，經歷和體驗模型的制作過程。
方法指導
模型或原型的制作一般可分為以下幾個步驟。
1.制作準備
為了有效地控制制作的進展，安全高效地制作出高質量的模型或原型，需要制訂制作實施計劃。
(1)根據設計方案列出所需的村料明細表，確定采用自制加工還是購買標準件。確定制作所用零件、應采用的加工工藝和工具。
(2） 要注意區分每 一階段制作工藝的先后順序，充分估計制作各階段所需的時間與人力。合理安排各階段的時間，計劃好人員的分工與職責。
2.零件加工
對材料進行加工前，需要按照材料明細表中的零件尺寸規格和質量要求仔細劃線，然后使用適當工具進行加工。
3.產品裝配
產品裝配包括由零件組裝部件，再由部件組裝成品。常用的產品裝配工藝有榫接、釘接、鉚接、螺栓連接、粘接和焊接等方式。在現代產品制造中還廣泛利用特制裝配零件接合部件的連接件接合方法，這種接合可以反復拆裝而不影響制品的強度。采用連接件接合可以簡化產品結構和生產工藝，有利于產品的標準化和部件的通用化，也給包裝、運輸、儲存帶來方便。
4.表面涂飾
表面涂飾是產品制作的重要工序，它除了起保護材料的作用外，還使產品的外形更為美觀。
案例
六面形校慶廣告宣傳燈模型的制作過程
1.準備材料和工具
（1）制作六面形校慶廣告宣傳燈需要準務的工具: 手鋸1把、臺鉗1把、木銼刀1把、勾刀1把、電工刀1把、臺鉆1臺、多用電表等。
（2）制作六面形校慶廣告宣傳燈需要的材料明細見表4-9。
表4-9制作材料明細
材料 實木板 木方 有機玻璃板 鐵絲 螺釘 燈座 開關 電源線
規格 1000 mmX250 mmX10mm 500mmX35 mmX35 mm 1000 mmX500 mmX3mm 適量 標準件 標準件 標準件 標準件
類型 螺口 撥動 帶插頭
數量 1 1 1 20 1 1 1
用途 頂板、底板、燈罩面板 骨架 面板 掛鉤
2.加工零件
對材料進行加工前，需要按照材料明細表中的零件尺寸規格和質量要求仔細劃線，然后使用適當工具進行加工。把骨架橫方、骨架豎方、廣告面板、頂板、底板、燈罩面板等零件加工好（表4-10)）。
討論
從節省材料的角度，你認為怎樣安排鋸割更合理 若從節省加工時間的角度來考慮呢
3.裝配產品
把在零件加工中做好了的骨架橫方、骨架豎方、廣告面板、頂板、底板、燈罩面板等零件，先組裝成骨架和燈罩部件，然后再進行總裝（表4-11）。
表4-11 裝配六面形校慶告宣傳燈
裝配部件名稱 裝配工藝與步聊
廣告燈骨架 將6根骨架橫方粘接成六邊形上框架 將6根骨架橫方粘接成六邊形下框架 將上、下框架和6根豎方粘接成六面形廣告燈骨架
廣告燈燈罩 將6塊燈罩面板粘接，下端用木墊粘接加固，再將燈罩面板與六邊形頂蓋板站接成燈罩
廣告燈總裝 頂板安裝: 用木螺釘將頂板和上框架固定，頂板安裝燈座并旋緊，安裝燈泡，安裝鐵絲作掛鉤 面板安裝: 將面板鉆孔，用木螺釘將面板與豎方固定 底板安裝:用木螺釘固定底板和下框架 燈罩安裝:將燈罩架在六面形廣告宣傳燈上方
討論
如果上面制作的六面形校慶廣告宣傳燈采用鋁合金型材制作框架，加工與裝配工藝會有什么不同
4.表面涂飾
為了使六面形投慶廣告宣傳燈更美觀，普發配的六面形投慶廣告宣傳燈的表面打磨、貼彩色膠紙、上漆等（表4-12）。
表4-12為六面形校慶廣告宣傳燈的表面涂飾
操作名稱 裝配工藝與步驟
打磨與上漆 對燈罩表面、底板用較粗的木砂紙打磨，去除表面的臟污、磨屑，并借工具用膩子抹平裂紋、孔洞、凹坑等缺陷。待膩子干燥和粘緊木料后，用較細的木砂紙打磨燈罩表面和底板 清理燈罩表面和底板上的木灰，再用手工涂刷的方法對燈罩表面、頂蓋板和底板上涂上底漆和面漆
貼彩色膠紙 在燈罩表面貼彩色膠紙和裝飾邊條
貼宣傳紙 在6個廣告宣傳面板分別貼上文字與圖畫宣傳內容
實踐
根據小組制訂的設計方案，選擇合適的材料和工具制作成模型或者原型。
在制作過程中要注意:
合理安排制作的順序，降低成本，不浪費材料。
既要大膽動手操作，又要注意安全，杜絕事故的發生。
討論、思考、形成小論文。
每位同學組織一篇小作文，可以從不同的方面進行展開。
完成后，與同學們進行討論、分享。
課后作業
1.模型與原型各自的作用有哪些
2.原型與模型在外形、大小、結構、強度、制作材料、成本等方面，有何異同？
3.參考下列步驟，寫出模型或原型正確的加工工藝。
(1) 根據實際需要進行表面涂飾。
(2 )按照設計圖紙配備材料，根據材料的特性與現有的工具設備條件選擇材料的加工工藝。
(3)將加工好的零件組裝成部件，再將部件裝配成產品。
(4)按設計圖紙對材料進行加工。

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