資源簡介

普 通 高 中 教 科 書
《通用技術》選擇性必修7 職業技術基礎
第一章 材料與加工
第 三 節 材料對加工方法的影響
教學設計
教學背景
黨的二十大報告對“實施科教興國戰略,強化現代化建設人才支撐”作了詳盡豐富、深刻完整的論述, 提出堅持高中階段學校多樣化發展和推進職普融通策略。在高中階段，有效開展職業技術基礎教育是落實國家實施科教興國戰略的重要路徑。
隨著現代技術突飛猛進的發展，職業與技術的聯系越來越緊密。本教材旨在帶領同學們初步探索進入職業世界所必需的基本技術技能，提高職業認知，為同學們未來從事某一職業做好準備。
教學目標：
知識與技能目標:
1.了解不同材料的加工方法。
2.了解不同材料對加工方法的影響。
教學內容分析:
第一章主要介紹材料及其加工技術，通過學習讓學生對常見材料有所認知，了解材料的特征，能夠恰當選擇、安全使用材料；在選擇材料時，能認真考慮有關技術、社會、法律、環保等方面的因素，能根據不同材料的特性來制作產品，安全、有效地使用材料。
第二章主要介紹能源及其轉換技術，學習能源存在的不同形式及能源的轉換與利用；通過了解傳統能源和新能源的特點，確認能源應用的經濟性和環保性，從而增強節約和開發能源的意識，倡導簡約適度、綠色低碳的生活方式。
第三章主要介紹信息技術這一新興的職業技術對傳統行業的影響和發展，從收集信息、處理信息、管理信息等角度讓大家認識這些信息時代的基本技能，從而激發大家不斷學習新興信息技術的興趣，以期勝任未來信息技術的新職業。
第四章主要介紹產品的技術使用、維護保養和故障維修等知識。無論是在生活中還是在工作中，我們都離不開各種各樣的產品，我們要學會掌握產品的正確操作，養成良好的操作習慣。同時，能通過閱讀用戶手冊、產品使用說明書等，合理使用工具、儀器和設備來進行簡單的故障檢測與維修。
學情分析:
學生對職業技術的基礎知識認識有限，面對未來，他們需要學習有關職業技術的基礎知識的知識。
了解職業技術的基礎知識，探索關于材料和能源科技的無限奧秘，把握信息技術的發展方向，掌握產品使用與維護的基本技能，從而培養職業意識，明確自身職業生涯規劃，培養技術素養，提高未來的職業技術能力。
教學重難點:
了解不同材料的加工方法。
了解不同材料對加工方法的影響。
教學策略:
通過“案例”等內容引導學生進行“思考”，接著用通俗易懂的方式介紹基礎理論知識，每一個知識點后都附有“思考”“探究”“立即行動”等活動讓學生充分消化所學知識。每節設有“習題”，每章設有“學習內容梳理”和“學習評價”，用于歸納教學內容，反饋教學效果。
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》選擇性必修7 職業技術基礎　第一章 材料與加工 第 三 節 材料對加工方法的影響。
材料是用于制造物品、器件、構件、機器或其他產品的物質，是人類賴以生存和發展的物質基礎。材料的發展反映了人類文明的發展進程，各種新材料的使用解放了生產力，推動了人類社會的進步，促進了人類文明的發展。
案例
打鐵（如圖1-19所示）是一種原始的鍛造工藝，看似簡單，其實是件技術活。打制一件鐵器，需要經過選料、燒鐵、捶打、成型、淬火、打磨等十幾道工序。其中燒鐵過程特別需要把握火候。打制過程中，鐵錘并非隨便亂砸，而是根據預想的形狀找準落點，力度也需控制得恰到好處，不斷翻動鐵料，千錘百煉鍛打成型。淬火工藝最關鍵，將鍛打好的鐵器放進冷水中冷卻，時間需要控制在1～2 s。
打鐵技術曾是生產農業工具中最主要的加工技術。隨著工業制造技術的發展，傳統手工打鐵技藝正慢慢消逝，正在成為材料加工的歷史回憶。
導學思考
除了鍛造工藝之外，金屬材料還有哪些加工方法？不同材料的加工方法對材料的硬度、韌性等物理性質有什么影響？
一、常用材料的加工方法
材料加工在機械制造業中占有重要地位，是制造業的基礎。即便在計算機、信息技術產業飛速發展的今天，它仍在國民經濟中起著重要作用。材料加工涉及的范圍很廣，主要有液態金屬成形、金屬塑性成形、焊接、金屬的表面處理等。隨著科技的不斷發展，新的工藝也在不斷涌現。
案例
直紋拉絲是指在鋁板表面用機械摩擦的方法加工出直線紋路（如圖1-20所示），具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續絲紋和斷續絲紋兩種。連續絲紋可用百潔布或不銹鋼刷通過對鋁板表面進行連續水平直線摩擦獲取。斷續絲紋一般可在刷光機上加工制得。
思考
常用適合拉絲的材料有哪些？家用產品中有哪些拉絲產品？
立即行動
蠟條的加工
1．試驗器材：適量的蠟、長條形的模具。
2．試驗過程：分別采用將蠟熔化后倒入模具中加工和將其直接加工成一根蠟條的方法，將一整塊蠟加工成一根蠟條。
比較一下哪種加工方法用時更短，原材料用量更少。
二、金屬材料的性質對加工方法的影響
金屬材料的加工性是指材料被加工的難易程度，其中切削加工的難易程度指的是切削時所反映的生產率、刀具壽命及是否容易得到規定的加工精度和表面粗糙度。影響金屬材料可切削加工性的因素有工件材料的硬度、強度、塑性、韌性、導熱系數等力學和物理性質。
一般來說，工件材料的硬度越高，切削力越大，切削溫度越高，刀具的磨損越快，切削加工性越差；同理，工件材料強度越高，切削加工性也越差。工件材料的強度相同時，塑性和韌性大的切削加工性差，但是工件材料的塑性太小切削加工性也不好。切削時，在產生熱量相等的條件下，導熱系數高的工件材料切削加工性較好，反之較差。
案例
車削
車削是用車刀對車床上旋轉的工件進行切削加工的方法（如圖1-21所示），也是各類機械加工方式中一種重要的類型。在車床上除了安裝車刀外，還可以用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行內、外圓柱體表面加工。
思考
1．根據圖1-21說明車削加工中工件受到了哪些力的作用？
2．在車削加工中，車床轉速的快慢與工件表面的粗糙度是否有關？
知識窗
銑 削
銑削是以銑刀旋轉作主運動，工件或銑刀作進給運動的切削加工方法（如圖1-22所示）。銑削一般使用的機床為銑床或鏜床，適用于加工平面、溝槽、各種成形面（如花鍵、齒輪、螺紋）和模具的特殊形面等。銑床可分為臥式銑床、立式銑床、龍門銑床等。
立即行動
1．試驗器材：剪刀1把，鋼絲、銅絲、鋁絲各1根。
2．試驗方法：嘗試用剪刀分別將鋼絲、銅絲、鋁絲剪斷。根據試驗結果，觀察3種剪斷面的形狀，比較這3種材料的硬度。
三、非金屬材料的性質對加工方法的影響
非金屬材料品種繁多，因此加工方法也各有不同。其具體的加工方法有注塑、壓鑄、燒結等。塑料是非金屬材料的重要組成部分，塑料加工又稱塑料成型加工，是將合成樹脂或塑料轉化為塑料制品的各種工藝的總稱。塑料加工一般包括塑料的配料、成型、機械加工、接合、修飾和裝配等，其中，后四個工序是在塑料已成為成品或半成品后進行的，故又稱為塑料的二次加工。
案例
塑料椅的生產流程
塑料椅的生產流程由若干工序組成，工序是指生產工藝過程的一些基本工作步驟（如圖1-23所示）。
思考
塑料椅的生產流程為什么要這樣安排？
四、復合材料的性質對加工方法的影響
由于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（或微觀）上組成的具有新性能的材料，故加工方法的差異性較大。如金屬基復合材料一般用切割、車削、銑削和磨削就可加工，要求刀具鋒利，切削速度適當，冷卻液或潤滑劑供給充足和進給速度快等。
案例
碳纖維復合材料的加工
部分耳機聽筒是由碳纖維復合材料做成的（如圖1-24所示），層間強度低，易在切削力的作用下產生分層，因此鉆孔或切邊應減小軸向力。
鉆孔要求高轉速、小進給，加工中心轉速一般在3 000~6 000 r/min，進給量為0.01~0.04 mm/r。鉆頭正常選用三尖兩刃或兩尖兩刃，鋒利的刀尖可先將碳纖維層劃斷，兩刃對孔壁起到了修補作用，鑲金剛石的鉆頭較為鋒利，耐磨性較好。
思考
碳纖維復合材料在進行加工時需要注意的問題有哪些？
綜合實踐活動
設計制作創意LED臺燈
1. 活動目的：認識和了解多種材料和元件的性能，合理應用多種材料進行設計并制作一個造型美觀的LED臺燈作品，鍛煉創新意識和物化能力。
2. 活動器材：LED3～5個，電阻3～5個，電位器1個，電池盒1個（帶開關），5號電池3個，導線6根，電烙鐵及焊錫膏一套，焊錫若干。LED臺燈外觀材料不限，學生自由選取。
3. 活動過程：
（1）LED臺燈的外觀設計和制作。每個小組先討論制訂活動方案，確定臺燈的外觀設計圖，然后小組分工制作臺燈的外觀，如圖1-25至1-28所示。
（2）創意臺燈的電路設計和焊接。各小組依據本組電路設計方案，分工焊接LED臺燈電路，并對臺燈電路進行通電測試，如圖1-29至1-31所示。
（3）LED創意臺燈的組裝、調試。將電路和外觀進行組合安裝，并進行功能測試，最后進行優化改進，如圖1-32至1-34所示。
（4）成果展示與交流評價。各組完成作品之后，先進行臺燈外觀展示評比，然后進行通電照明性能評比，最后算出各組的綜合得分，并進行經驗交流等，臺燈作品示例如圖1-35至1-37所示。
思考
1．臺燈外觀因選用材料不同，加工制作的方法也各不相同，你的臺燈采用了哪些材料制作，使用了哪些加工方法？
2．焊接電路時，為防止電烙鐵的高溫損壞被焊接的電子元件，需要注意哪些事項？
3．選擇LED臺燈燈罩材料時，要不要考慮材料的耐熱性和反光性？如果要，理由是什么？找一找哪些材料具有耐熱性和反光性？
課后作業
習 題
1．金屬材料有哪些加工方法？
2．一般來說，影響金屬材料可切削加工性的因素有工件材料的硬度、強度、塑性、韌性、導熱系數等。想一想，還有其他因素會對金屬材料的可切削加工性產生影響嗎？試舉例說明
學習評價
　　　　　　　　　評價內容 評價方式
自評 互評 師評
能描述常用材料的物理特性、化學特性、感覺特性、功能特性
能了解常見節能環保材料在現代科技、工農業生產和日常生活中的應用，并形成對新材料的敏感性和探究意識
能評估使用不同材料對社會及環境的影響
能了解不同材料的適用范圍，掌握產品規劃原則，學會合理利用材料進行產品設計和材料規劃與加工
能了解常見材料的加工方法，以及不同材料對加工方法的影響
說明：A—優秀，B—良好，C—合格，D—待改進
經過本章的學習，你的核心素養得到了哪些發展？
板書設計
第一章 材料與加工
第 三 節 材料對加工方法的影響
一、常用材料的加工方法
二、金屬材料的性質對加工方法的影響
三、非金屬材料的性質對加工方法的影響
四、復合材料的性質對加工方法的影響
教學反思
通用技術
選擇性必修7：智能家居應用設計
普 通 高 中 教 科 書
主 編 劉瓊發
副 主 編：李 榕 周衛星 朱美健 席春玲
本冊主編：萬錄品
編寫人員：周歡偉 徐 超 王水云 萬錄品
廣東教育出版社
廣東科技出版社

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