資源簡介

(共36張PPT)
設計的一般過程
未來太空車項目
說課
設計背景
教學過程
教學反思
目錄
5
4
3
2
1
教學目標
實驗創新點
01
設計背景
1、設計背景
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
教材分析
教材：本課選自地質出版社高中通用技術必修《技術與設計1》第二章第三節《設計的一般過程》。
地位與聯系：這一節既是連接前后章節的紐帶，也是對第三章到第七章的概括性描述，因此本節不僅是本章的重點，也是整本書的重點。
實驗內容：讓學生經歷太空車由設計到制作到優化的全過程。
STEM+創客
02
教學目標
2、教學目標
工作回顧
設計背景
教學目標
設計思路
教學過程
教學反思
通過小組合作，培養了學生溝通合作的能力，語言表達能力
通過創設情境及任務驅動能夠獨立完成未來太空車項目
實踐中復習物理中杠桿原理、重力、摩擦力、阻力等知識點
通過實驗，培養學生，主動鉆研、堅韌務實嚴謹嚴肅的科學態度
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通過任務驅動，讓學生完成太空車設計方案的制定，形成初步的技術創新設計能力和學會用圖樣表達設計構想。
創新設計和圖樣表達
學生在知識的主動建構過程中，學會運用系統、結構等原理和系統分析方法；
工程思維
能根據設計方案要求，綜合選擇合適的材料與工具，合作完成模型的制作，進行技術測試并優化；
技術意識
物化能力
通過實地參觀或觀看視頻等方式，讓學生了解太空車的現狀、發展歷史、未來趨勢等，激發學生太空探索熱情，形成積極的技術價值觀。
3、實驗創新點
工作回顧
設計背景
教學目標
教學過程
教學反思
教學目標
實驗創新
原課本實驗
vs
改進與創新
多功能衣架設計
●內容單一 示例陳舊
●只講理論 學生興趣不高
未來太空車設計與制作
●從簡單理論學習到完整項目實踐轉變
●從簡單模仿到自主創新設計轉變
●從簡單作品展示到班級評比轉變
04
教學過程
設計思路
工作回顧
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
導入
設計
制作
優化
總結
01
02
03
04
05
設計理念：從做中學
創設情境
任務驅動
制定設計方案
動手實踐
測試改進
分享 評價
討論交流
提升技術意識
數學（測量 計算）工程（系統設計）
技術（材料 工具 物化）
科學（機械傳動 受力）
工程（系統分析）
學習交流
未來展望
4.1創設情境 科技館探秘
工作回顧
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
我校一直注重學生的全面發展，大力開展科技創新教育，為促進學生創新思維培養，在2019年修建了校園科技館，在科技館內有一個展區為：月球基地，內有月球車模型，本堂課，從我帶領學生走入科技館探秘開始。
明確任務：
技術設計要求：
1、太空車長、寬、高尺寸不超過25cm*25cm*25cm,車總質量不超過500g ；
2、每組電機1個，1.5V電池不超過4節
序號 材料
1 椴木板
2 電池盒
3 N20電機
4 D孔電機齒輪
5 連接器
6 螺絲刀
7 各種橫梁 軸等
8 不同大小的車輪
9 螺絲包和軸套
10 442A齒輪
11 2mm軸
12 不同的動力源（太陽能板等）
13 雙面膠
14 硅膠墊
15 電池 皮筋 軟管 等耗材
4.2創意構思
上網查閱資料
分組討論
并記錄自己的設計構想
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
4.3 繪制草圖 設計方案
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
學生畫的草圖：
學生寫的設計方案：
4.3 設計方案
影響因素： 動力源
車輪大小 車的重量 重心位置 傳動方式 摩擦力等
組別 組長 初步方案
1組 張思堯 四輪驅動車
2組 陳奕辰 履帶新能車
3組 曹葉祥 六輪月球探測越野車
4組 張澤權 溫差發電驅動功能車
5組 王岳磐 大輪奇跡車
6組 宗逍陽 六輪越障車
7組 張海翔 神奇小車
4.4太空車模型制作
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
技術手段 所需知識
雕刻機切割 平面建模雕刻軟件的使用
草圖創意 電腦平面設計
結構搭建 數學立體幾何構建
速度、時間測量 物理知識
4.4太空車模型制作
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
4.4太空車模型作品
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
：
1號小車
2號小車
3號小車
6號小車
4號小車
5號小車
4.5技術試驗一：太空車速度探究 場地長度：1.2米
用時：1.5秒
用時：5.2秒
用時：2.3秒
用時：3.8秒
用時：5.5秒
用時：9.5秒
4.5技術試驗一：太空車速度分析
設計特點：普通小車
試驗數據：平面用時1.5秒 速度最快
發現問題：速度過快遇到障礙物會翻車
試驗方向：分析速度快的原因，如何控制速度變化？
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
4.5技術試驗一：太空車速度分析
平面通過時間：2.8秒
P=Fv 在功率一定的情況下通過減小齒輪速度來增大牽引力
無法運動
4.5技術試驗二：復雜路面通過性探究
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
坎坷測試：失敗
坎坷測試：失敗
坎坷測試：2.9秒
坎坷測試：2.25秒
坎坷測試：失敗
坎坷測試：6.75秒
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
4.5技術試驗二：復雜路面通過性探究
設計特點：采用履帶受力面積加大,增大摩擦,抓地力變好,相對地面的壓強減小,不容易造成陷輪。
設計特點：月球車裝有6個車輪，是為了增大受力面積，在對地面的壓力不能改變的情況下，可以減小車輛對地面的壓強
輪式機械行駛速度高，機動性好。主要缺點是附著力小，通過性能較差。
履帶式比輪式機械行駛系的牽引性能和通過性能好。缺點是：機動性差，一般行駛速度較低
4.5技術試驗三：攀爬高度探究
攀爬高度：1.5cm
攀爬高度：失敗
攀爬高度：失敗
攀爬高度：4.5cm
攀爬高度：7cm
攀爬高度：1cm
4.5技術試驗三：攀爬高度探究
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
攀爬高度：7cm
設計思路介紹
4.5技術試驗三：攀爬高度探究 （尾翼長度的影響探究）
尾翼：10cm 高度：5cm 挑戰失敗
尾翼：15cm 高度：7cm 挑戰成功
尾翼：17cm 高度：9cm 挑戰成功
試驗結論：增大尾翼長度 可以增加車的攀爬高度
4.5技術試驗三：攀爬高度探究 （輪齒弧長的影響探究）
輪齒直徑：10cm 尾翼15cm
輪齒個數：3
挑戰高度：9CM
結果：成功
輪齒直徑：10cm 尾翼15cm
輪齒個數：4
挑戰高度：9CM
結果：失敗
4.5技術試驗三：攀爬高度探究 （輪齒長度的影響探究）
增長輪齒長度，可以升高攀升高度，但是任務規則作品要求小于25厘米，經計算：輪齒的長度小于13厘米。
輪齒長度：8cm 最高攀爬高度：10cm
輪齒長度：10cm 最高攀爬高度12cm
4.5技術試驗三：攀爬高度探究 （輪齒長度的影響探究）
輪齒長度;13cm 尾翼15cm
高度：9cm
結果：挑戰失敗
輪齒長度;13cm 尾翼20cm
高度：9cm
結果：挑戰成功
4.5技術試驗三：攀爬高度探究分享
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
工程思維：影響最終結果的不是單一要素，各項因素互相影響 互相制約，要綜合考慮得到最佳方案。
4.5技術拓展：太空車能源探究
能源種類 優點 缺點 是否可行 太空應用現狀
太陽能 太空中無光線散射，無陰天等天氣狀況 效率比較高，成本適中 受宇宙射線影響較大 是 應用最廣的太空能源
燃料發電 無 運輸成本高，污染多 否 無
風能 清潔環保 太空空氣密度小，大部分地區無風力條件，發電效率低 待定 存在設想
核能 能量密度大，續航能力強 有放射性廢物，成本昂貴 是 技術不斷完善
溫差發電 清潔環保 發電效率低，技術要求高 待定 無
氫氧燃料電池 能量轉換率高，廢棄物較少，節約金屬材料，可持續發電，充電速度快 成本較高，技術未完善 待定 不明
4.5技術拓展：太空車能源探究
4.6 總結分享 未來展望
學生分享：
張澤權同學分享：未來太空車的設計方案應該綜合考慮輕量化、高效能源系統、先進推進系統、自主導航和控制、高可靠性和安全性等方面，以實現長時間、高效率、安全可靠的太空飛行。
設計背景
教學目標
實驗創新
教學過程
教學反思
4.7學生評價
最佳創意組 最強性能組 未來新能組
5.教學反思
工作回顧
設計背景
教學目標
實驗器材
設計思路
教學過程
教學反思
項目式學習
實驗提升了學科素養
未來繼續
學生主體
教學反思
創新設計
圖樣表達
工程思維
物化能力
技術意識
敬請批評指正

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