資源簡介

教學基本信息
課題 結構設計應考慮的主要因素——風帆小車結構設計
學科 通用技術 授課教師 學段： 高中 年級 高一年級
教材 書名： 技術與設計2 出版社：江蘇鳳凰教育出版社 出版日期：2020 年 7月
指導思想與理論依據
《普通高中通用技術課程標準》中倡導，通用技術的課程應體現技術學科的實踐性和創造性，學習方式要立足學生的直接經驗和親身參與。要從技術學科的綜合性特征出發，采用項目學習等方式，強化基于技術實踐的學習情境設計。 本節課以制作風帆小車完成指定的功能作為結構設計的學習背景，使學生靈活應用結構設計的知識，實現結構的最優化，同時要綜合應用物理中的力的分解知識，分析帆的角度對變化從而使側向風能夠推動小車前行，提升學生跨學科素養。
教學背景分析
教學內容：本節課是蘇教版《技術與設計2》第一單元第四節的內容。通過本節課使學生能夠綜合考慮結構設計的各種因素，從而實現設計目標。 學生情況：學生已經學習了結構的穩定性與強度等結構的原理性知識。但對于如何將原理性知識應用于具體的設計中還存在一定的困難。 教學方式與手段：通過風帆小車的項目制作理解并分析結構設計應考慮的因素。 教學準備： 車輪、車軸、車框架、硬卡紙、膠帶、PVC管、剪刀、雙面膠等制作工具和材料。
教學目標
通過了解船帆的演進過程，理解人類通過技術實現了利用自然，促進社會發展的同時，也促進了技術本身的發展。 能夠根據風帆小車的任務要求，分析設計應考慮的穩定性、強度等要求，完成風帆小車的結構設計、制作和測試。 通過應用物理的力學知識，分析帆是如何利用風作為動力的過程，發展學生綜合應用多學科知識解決問題的跨學科素養。 通過了解中國帆船的結構及使用原理，感受中國帆設計的精妙，提升民族自豪感。
教學重難點
教學重點：風帆小車的結構設計應考慮的因素 教學難點：將結構知識應用于風帆小車的設計實踐
教學流程示意
教學過程
教學 階段 學科核心素養及教學目標分解 教師活動 學生活動 設置意圖
一、引入 技術意識：1.初步了解中國帆的傳統技術文化 2.理解社會通過技術實現了利用自然，促進社會發展的同時，也促進了技術本身的發展。 【了解帆的歷史】 1.由“帆”的甲骨文引出，最早的方形帆適合順風行駛，提出問題：如果不是順風怎么辦？ 2.案例分析：帆的形狀及演進。 播放視頻：中國船帆 根據文字字形聯系帆的結構特點 了解帆的結構對功能的影響 技術活動中滲透中國傳統文化 感受中國優秀的傳統技術設計智慧
二、新課講解 工程思維：1.能夠進行結構設計方案的多因素分析 【引出任務】 設計任務：風帆小車 【分析設計應考慮的主要因素】 提問：設計過程中應考慮哪些因素呢？ 1.功能實現 風帆作為小車前行動力，實現使小車能夠前行，且速度快。需要設計車體、風帆。 2.帆的角度 通過調整帆的角度，使其能夠利用側面風作為動力。 物理知識應用：風帆小車行駛的物理學原理（播放視頻） 3.小車與帆的結構設計 帆的大小 車身與帆的連接方式 車的穩定性、強度 ...... 明確項目要求 思考帆和車的結構設計 應用物理中的力學知識分析側風行船的原理 思考風帆車結構設計因素 理解設計要求明確設計任務 分析風帆小車的基本結構 應用跨學科知識進行結構設計分析 靈活應用結構知識進行設計分析
三、實踐：風帆小車制作與測試 創新設計：能夠根據任務需求，制定風帆小車的設計方案。 物化能力：能夠利用給定材料完成風帆小車的制作和測試 【風帆小車的制作與測試】 制作要求：使用給定的材料和工具設計制作風帆小車。 功能測試：給定賽道，小車從出發點運動到終點，由賽道一側的扇風作為動力。小車不能出賽道，到達終點且小車沒有傾覆。 完成風帆小車的制作與測試 提升學生綜合應用知識進行的創新設計能力和物化能力。
四、總結 工程思維：能夠根據測試效果，運用結構知識分析風帆小車結構的問題，并提出優化方案 【總結與反思】 提問：根據測試效果說一說你們小組的風帆車結構設計都考慮了哪些因素，或者在哪些方面的設計存在問題，還需要怎樣改進。 【課堂小結】 結構設計考慮的因素隨著設計目的不同而靈活調整。 思考并提出改進建議 提升學生對結構設計方案的評價、優化和改進的能力。
評價設計
評價量規 學科核心素養評價內容描述等級ABC技術意識能夠總結出技術使人類能夠利用自然，技術是不斷進步發展的。工程思維能夠應用風帆的動力原理和結構的相關知識，進行風帆車的設計分析及優化。創新設計能夠針對設計要求設計出實現特定功能的風帆車方案。物化能力能夠完成風帆車模型的制作和測試，并能夠根據測試結果提出改進和優化方案。

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