資源簡介

《通用技術》必修一（蘇教版）教案
課 題 模型或原型的制作-材料的性能與規劃 課 型 班課 課 時 1
學習目標 知識與技能目標 學生能夠準確理解材料的性能對產品設計的影響，并能根據產品的使用功能、環境及結構要求選擇適當的材料。 學生能夠辨識和區分金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料等四大類材料的特性與應用。 學生能夠掌握木材、金屬材料、塑料等常見材料的物理性能（如強度、硬度、導熱性等）及加工性能，并理解它們在不同設計場景下的適用性。 學生能夠通過技術試驗（如不同木質材料抗彎強度試驗）探究和驗證材料的性能，并學會應用試驗數據進行設計決策。 學生能夠理解新材料的概念及其在產品設計中的潛在應用，對科技發展對材料行業的影響有初步的認識。 能力目標 學生能夠運用觀察、試驗、分析等科學方法，探究材料的性能，并基于數據分析做出合理的材料選擇。 學生能夠通過團隊合作，共同規劃和設計試驗方案，提高解決實際問題的能力。 學生能夠利用草圖、排料圖等工具，合理規劃材料使用，提高材料利用率，降低設計成本。 情感目標 激發學生對材料科學的興趣，培養學生對產品設計工作的熱愛與專注。 培養學生的環保意識，引導學生在設計時考慮材料的可持續性利用和減少浪費。 培養學生的團隊合作精神和創新意識，在解決實際問題時能夠勇于嘗試，敢于創新。 培養學生的科學態度和嚴謹精神，對待設計工作能夠認真負責，精益求精。
學習重難點 任務一 探究材料的性能與應用 重點： 理解不同材料（如木材、金屬材料、塑料等）的基本特性及其對產品設計的影響。 掌握如何通過技術試驗（如抗彎強度試驗）來分析和比較材料的性能。 了解木材、金屬材料、塑料等常見材料的應用場景和選型依據。 難點： 材料性能試驗的設計與實施，確保試驗過程的準確性和可重復性。 對試驗結果的正確分析和應用，以選擇適合的材料用于產品設計。 理解材料性能與產品功能、使用環境之間的復雜關系。 任務二 選擇和規劃材料 重點： 掌握材料選擇的基本原則，包括性能、工藝性和成本等因素的綜合考慮。 學會根據產品設計的要求和條件，合理規劃和利用材料。 理解材料規劃對于提高材料利用率、保證產品質量和降低成本的重要性。 難點： 在材料選擇時如何平衡性能、工藝性和成本之間的關系，做出最優決策。 理解和運用材料規劃的技巧和方法，實現材料的最大化利用。 在實際操作中考慮材料的安全性和環保性，確保產品設計符合相關標準和要求。 特別提示： 在學習和實踐過程中，應注重培養學生對材料性能與應用的深入理解和分析能力，以及解決實際問題的能力。同時，也應強調環保意識，引導學生選擇環保、可持續的材料，為構建綠色、可持續的社會作出貢獻。
教學方法 一、探究材料的性能與應用 1. 啟發式教學 通過生活實例（如臺燈設計）引入材料的重要性，啟發學生思考不同材料對產品設計的影響。 提問引導：針對木材的特性（如質輕、色澤等），提問學生木材適合用于哪些類型的產品設計中，為什么？ 2. 實驗教學 開展不同木質材料抗彎強度試驗，指導學生動手操作，觀察并記錄數據，培養學生實踐能力和分析能力。 分析實驗結果，引導學生討論材料的性能與產品功能、使用環境的關系，加深學生對材料性能的認識。 3. 案例分析 選擇典型的材料應用案例（如塑料在電器中的應用），分析材料選擇的原因、材料的性能優勢等，加深學生對材料應用的理解。 4. 小組討論 分組討論不同材料（如木材、金屬、塑料等）在產品設計中的優缺點，鼓勵學生相互交流、提出自己的觀點。 二、選擇和規劃材料 1. 項目驅動教學 以人工鳥巢項目為載體，讓學生在完成具體任務的過程中學習和掌握材料的選擇與規劃方法。 學生根據項目需求，選擇合適的材料并制定材料規劃方案，培養學生的實際操作能力和解決問題的能力。 2. 示范教學 教師先展示如何合理規劃材料（如木材規劃配料），然后指導學生動手操作，使學生在實踐中掌握規劃技巧。 3. 互動式教學 在材料選擇和規劃過程中，鼓勵學生之間、師生之間的互動交流，共同探討問題解決方案。 通過討論、辯論等形式，加深學生對材料選擇與規劃重要性的認識。 4. 反思與評價 在項目完成后，引導學生對自己的材料選擇和規劃方案進行反思和評價，找出優點和不足，提出改進建議。 教師對學生的作品進行評價和反饋，幫助學生認識自己的進步空間并指明努力方向。 通過以上教學方法的運用，旨在使學生能夠全面了解材料的性能與應用、掌握材料選擇與規劃的方法、培養實踐能力和創新思維、提高解決實際問題的能力。
課前準備 課前準備： 一、教學目標與材料準備 教學目標： 學生能夠理解材料在產品設計中的重要性。 學生能夠識別常見材料（如木材、金屬材料、塑料等）的基本性能與應用場景。 學生能夠掌握對不同材料進行性能測試的基本方法，如抗彎強度試驗。 學生能夠依據設計方案，合理選擇和規劃材料。 材料準備： 實物材料樣本：不同種類的木材（如松木、楊木、桐木、杉木等）、金屬材料（如鋼板、鋁板）、塑料樣品等。 實驗工具：刻度尺、砝碼、繩、熱熔膠槍、美工刀、鋼直尺等。 輔助材料：KT板或三合板（用于制作人工鳥巢）、熱熔膠棒等。 多媒體設備：用于展示材料樣本、案例分析、實驗過程的圖片或視頻。 二、教學內容與活動設計 任務導入： 簡短介紹材料在工程設計和日常生活中的應用，強調材料性能對產品設計的重要性。 引導學生觀察和分析提供的材料樣本，討論各種材料的基本特性和應用場景。 任務一：探究材料的性能與應用 通過PPT或實物展示，介紹不同材料的基本性能，如木材的強度、金屬的導電性、塑料的絕緣性等。 組織學生進行小組討論，探討不同材料在產品設計中的具體應用案例。 指導學生進行技術試驗，如不同木質材料的抗彎強度試驗，并記錄和分析數據。 任務二：選擇和規劃材料 引導學生閱讀《考工記》中關于材料選擇的段落，理解材料選擇在產品設計中的重要性。 介紹材料選擇的基本原則，包括考慮材料的性能、工藝性和成本等因素。 組織學生進行技術體驗活動，如制作人工鳥巢，讓學生在實際操作中體驗材料的合理規劃與利用。 引導學生總結和分享在選擇和規劃材料過程中的經驗和教訓。 總結與拓展 引導學生總結本節課的學習內容，強調材料性能在產品設計中的重要性。 鼓勵學生課后查閱相關資料，了解更多新型材料及其在工程設計中的應用。 布置作業：讓學生設計一個小型產品（如筆筒、收納盒等），并說明所選用材料的理由和性能要求。 三、教學環境與資源安排 教室布置： 將教室劃分為幾個區域，分別用于展示材料樣本、進行實驗操作和制作人工鳥巢等活動。 確保教室通風良好，以減少木材等材料可能產生的異味。 資源準備： 提前準備好所需的材料樣本、實驗工具和輔助材料，并檢查其安全性和完好性。 準備多媒體教學設備，用于展示相關圖片、視頻和PPT等教學資源。 安全注意事項： 在進行實驗操作時，強調安全規范，如正確使用實驗工具、避免材料浪費和環境污染等。 在制作人工鳥巢時，注意使用熱熔膠槍時的防火安全。
教學媒體 教學媒體準備 一、視頻材料 材料種類與特性介紹：制作一段短視頻，簡要介紹材料按照化學成分分類的四大類（金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料），并展示每種材料的具體例子，如木材、金屬、塑料等。 木材特性與應用：制作一段詳細介紹木材特性的視頻，包括其輕質性、天然的色澤和花紋、易于加工和涂飾等特點，并展示一些由木材制成的產品，如家具、燈具等。 抗彎強度試驗：錄制一段視頻，展示孫宇如何進行不同木質材料的抗彎強度試驗，包括試驗的準備、過程和結果分析。 金屬材料性能：制作一段視頻，展示金屬材料的金屬光澤、導熱導電性能以及優良的力學性能和可加工性能，同時介紹金屬材料在現代工業社會中的應用。 塑料種類與特性：制作一段視頻，介紹塑料的種類（熱塑性塑料和熱固性塑料）及其各自的特性，展示塑料在現代生活中的廣泛應用。 新材料介紹：展示一段關于新材料如超導材料、碳纖維、石墨烯等的視頻，介紹它們的異性能或特殊功能。 二、PPT演示文稿 材料分類：制作包含材料分類及其定義的PPT幻燈片。 材料性能介紹：創建PPT幻燈片，詳細展示木材、金屬、塑料等材料的性能特點和應用領域。 技術試驗演示：制作PPT展示抗彎強度試驗的詳細步驟，包括測試前的準備、測試過程中的關鍵步驟以及測試結果的記錄和分析。 材料選擇的重要性：通過PPT介紹材料選擇對產品設計和功能的影響，強調合理選擇材料的重要性。 材料規劃：展示如何通過排料圖進行合理規劃材料，提高材料利用率和勞動效率。 案例分析：通過PPT展示一些成功選擇和規劃材料的案例，如微波餐具設計、空調支架設計等，并解釋為何選擇這些材料。 三、實物展示 材料樣品：準備一些常見材料的樣品，如不同種類的木材、金屬和塑料，供學生觀察其外觀和質感。 試驗工具：準備進行抗彎強度試驗所需的工具，如刻度尺、砝碼、繩等，讓學生有機會親自體驗試驗過程。 材料規劃工具：準備美工刀、鋼直尺等工具，讓學生在進行人工鳥巢材料規劃體驗時使用。 成品展示：展示一些利用不同材料制成的成品，如木制家具、金屬工具、塑料容器等，以加深學生對材料應用的理解。 四、在線資源 材料性能數據表：提供鏈接到在線材料性能數據表，讓學生可以查找更詳細的材料性能信息。 設計案例庫：建立一個在線設計案例庫，包含各種成功的產品設計案例，展示如何選擇合適的材料。 互動學習平臺：利用互動學習平臺，如在線教育論壇或學習管理系統，為學生提供討論問題、分享經驗和交流想法的空間。
教學過程
教學環節 教師活動設計 學生活動設計 設計意圖
活動一： 創設情境 生成問題 展示不同材料制成的產品圖片，如木材、金屬、塑料等，并提問：“你們知道這些產品是由什么材料制成的嗎？為什么選擇這些材料？” 引入《考工記》中的名言，解釋材料選擇的重要性，并提問：“在產品設計時，我們應該如何考慮材料的選擇？” 展示孫宇設計臺燈的情境，并提問：“如果你是孫宇，你會如何選擇臺燈支撐桿的材料？為什么？” 觀察圖片，回答教師提出的問題，思考材料選擇的原因。 思考并討論在產品設計時應該如何考慮材料選擇的問題。 提出自己選擇支撐桿材料的觀點，并說明理由。 通過展示不同材料制成的產品圖片，激發學生的興趣，并引導學生思考材料選擇的原因。通過引入《考工記》中的名言，強調材料選擇的重要性，并引導學生思考在產品設計時應該如何考慮材料選擇的問題。通過具體的設計情境，讓學生參與討論，提高學生的參與度。
活動二： 調動思維 探究新知 講解材料的分類和常見材料的特性，如木材、金屬、塑料等。 展示不同木質材料抗彎強度試驗的視頻或圖片，并解釋試驗目的和過程。 提問：“如果孫宇想進一步測試木材的其他性能，比如抗壓性能，他應該如何設計試驗？” 認真聽講，記錄材料的分類和常見材料的特性。 觀察試驗視頻或圖片，理解試驗目的和過程。 思考并回答教師提出的問題，設計抗壓性能試驗方案。 通過講解材料的分類和常見材料的特性，幫助學生建立對材料性能的基本認識。通過展示試驗視頻或圖片，讓學生了解試驗的目的和過程，并學會應用技術試驗的思想方法分析和比較材料特性。通過設計抗壓性能試驗方案，培養學生的創新思維和實踐能力。
活動三： 調動思維 探究新知 講解金屬材料和塑料的特性及其應用領域。 引入新材料的概念，并展示一些新材料的圖片和應用案例。 提問：“在未來的產品設計中，你認為新材料會起到怎樣的作用？” 認真聽講，記錄金屬材料和塑料的特性及其應用領域。 觀察新材料圖片和應用案例，了解新材料的特點和應用前景。 思考并回答教師提出的問題，討論新材料在未來產品設計中的作用。 通過講解金屬材料和塑料的特性及其應用領域，幫助學生了解不同材料的優缺點和適用范圍。通過引入新材料的概念和展示應用案例，讓學生了解新材料的特點和應用前景，并激發學生的創新意識。通過討論新材料在未來產品設計中的作用，培養學生的預見性思維和發散性思維能力。
活動四： 鞏固練習 素質提升 布置任務：讓學生根據設計方案，對所選材料進行合理規劃，并制作一個體積最大的人工鳥巢。 提供材料清單和工具清單，并解釋規劃材料時需要注意的幾個方面。 巡視指導，解答學生在制作過程中遇到的問題。 根據教師布置的任務和要求，規劃設計排料圖。 使用提供的材料和工具，按照規劃好的排料圖進行切割和組裝。 制作完成后，與其他小組進行比較和討論，總結經驗和不足。 通過讓學生根據設計方案對所選材料進行合理規劃并制作人工鳥巢，鞏固學生對材料選擇和規劃的理解。通過實踐操作，培養學生的動手能力和解決問題的能力。通過與其他小組的比較和討論，讓學生發現自己的不足并學習他人的優點，促進學生的自我提升。
課堂小結 作業布置 課堂小結 本節課我們深入探討了材料的性能與規劃在產品設計中的重要性。首先，我們認識到材料是產品設計的物質基礎，其性能直接影響產品的功能、形態和外觀質量。我們按照化學成分將材料分為四大類：金屬材料、無機非金屬材料、有機高分子材料和復合材料，并特別討論了木材、金屬材料、塑料等材料的基本性能及其在產品設計中的應用。 隨后，我們學習了通過技術試驗來分析和比較不同材料的性能，如通過抗彎強度試驗來比較不同木材的強度。這使我們理解了選擇合適的材料對產品設計成功的重要性。同時，我們還了解到材料的工藝性對加工難易程度和產品質量的影響，以及材料成本對產品性價比的決定性作用。 在材料規劃方面，我們認識到合理規劃材料不僅可以提高材料的利用率，還能保證產品的質量和正品率。通過制作人工鳥巢的體驗活動，我們學會了依據設計方案對所選材料進行合理規劃，并通過實際操作提高了自己的材料規劃能力。 總的來說，本節課旨在使學生認識到材料在產品設計中的重要性，并學會根據產品的使用功能、使用環境、結構要求等因素，綜合考慮材料的性能、工藝性和成本等因素，選擇和使用合適的材料，為未來的產品設計打下堅實的基礎。 作業布置 材料性能調研： 請學生選擇一種自己感興趣的材料（如金屬、塑料、復合材料等），收集并整理該材料的性能參數（如強度、硬度、耐磨性、導熱性等），并分析這些性能如何影響其在產品設計中的應用。要求提交一份簡短的調研報告。 產品設計案例分析： 選擇一個你熟悉的或感興趣的產品（如手機、椅子、燈具等），分析其所使用的材料類型及其性能對該產品設計的影響。討論如果該產品采用不同材料會有什么不同的結果。提交一份產品分析報告。 材料規劃練習： 給定一個產品設計方案（如制作一個小型書架），請學生根據設計方案選擇合適的材料，并進行材料規劃。要求畫出詳細的排料圖，并說明選擇這些材料的原因以及規劃的依據。提交一份材料規劃報告和排料圖。 創新設計挑戰： 以“環保材料在產品設計中的應用”為主題，設計一款使用環保材料制作的產品。要求說明產品設計的理念、所使用的環保材料及其性能、以及產品設計的創新點。提交一份產品設計方案。
板書設計 二、材料的性能與規劃 任務一 探究材料的性能與應用 定義： 材料：人類用以制成物品的物質基礎。 重要性：人類生存與發展的基石，現代文明的支柱。 分類： 金屬材料 無機非金屬材料 有機高分子材料 復合材料 常見材料特性： 木材： 優良造型材料 強度性能良好 加工性能優良 隔熱與絕緣 金屬材料： 金屬光澤 導熱導電 力學性能好 塑料： 原料來源廣 性能優良 加工成型方便 新材料： 異性能或特殊功能 技術試驗： 不同木質材料抗彎強度試驗 目的：分析和比較材料特性 過程：選擇測試方法、加載砝碼、記錄結果 任務二 選擇和規劃材料 材料選擇的重要性： 影響產品內在功能和外觀質量 需滿足產品使用、環境、結構要求 選擇材料的因素： 材料的性能 材料的工藝性 材料的成本 技術體驗： 合理規劃材料，制作人工鳥巢 目的：學會依據設計方案規劃材料 過程：規劃排料圖、切割、組裝 木材規劃要點： 規劃畫線，留有加工余量 避開材料缺陷，因材使用 注意紋理趨向，順紋鋸割 正面選擇美觀，缺陷放背面 課堂小結 材料的性能與應用： 材料分類及其特性 材料性能對產品設計的影響 技術試驗的重要性和方法 選擇和規劃材料： 材料選擇對產品質量的影響 選擇材料時需考慮的因素 合理規劃材料的方法和重要性 作業布置 調研報告： 選擇一種感興趣的新材料，了解其性能、應用及發展前景，并撰寫一份調研報告。 設計分析： 選取一個產品（如椅子、燈具等），分析該產品在設計過程中如何選擇和規劃材料，并闡述其合理性。 模擬設計： 假設要設計一款戶外使用的桌子，考慮材料的選擇和規劃，并繪制簡易的規劃和設計草圖。
教學反思 教學反思：《材料的性能與規劃》課程 一、教學內容回顧 本次課程內容主要圍繞“材料的性能與規劃”展開，旨在幫助學生理解材料在產品設計中的重要性，掌握不同材料的性能和應用，以及如何根據產品的功能、環境和結構要求選擇和規劃材料。教學內容涉及了木材、金屬材料、塑料和新材料等四大類材料，并通過技術試驗和情境展示的形式，加深了學生對材料性能和應用的理解。 二、教學效果評估 知識掌握情況： 通過課堂講解、技術試驗和情境展示，學生能夠理解不同材料的性能特點，如木材的輕質、易于加工，金屬材料的強度和硬度等。同時，學生也掌握了如何根據產品需求選擇合適的材料。 技能提升： 在技術試驗和規劃材料體驗中，學生學會了應用技術試驗的方法分析和比較材料特性，掌握了合理規劃材料的方法，提高了學生的實踐能力和解決問題的能力。 情感態度： 通過了解材料在產品設計中的重要作用，學生對材料科學產生了濃厚的興趣，對產品設計工作有了更深刻的認識。同時，通過團隊合作和技術試驗，學生的團隊合作能力和實踐精神得到了提升。 三、教學反思與改進 教學方法： 在教學過程中，采用了講解、試驗和體驗相結合的教學方法，有效地激發了學生的學習興趣。但在某些環節，如材料性能的深入講解上，可以引入更多實際案例，幫助學生更好地理解和應用。 教學內容： 課程內容豐富，但部分材料的性能和應用可能對學生來說比較陌生。因此，在后續教學中，可以考慮根據學生的實際情況和興趣點，調整教學內容和順序，使課程更加符合學生的需求。 學生參與度： 在技術試驗和規劃材料體驗中，學生的參與度較高。但仍有部分學生表現不夠積極。在今后的教學中，應進一步激發學生的主動性和創造力，提高學生的參與度。 教學評估： 本次教學評估主要通過課堂觀察和課后作業進行。在今后的教學中，可以引入更多元化的評估方式，如學生自評、互評等，更全面地了解學生的學習情況。 總之，本次“材料的性能與規劃”課程取得了良好的教學效果。在今后的教學中，我將繼續探索和改進教學方法和內容，以更好地滿足學生的需求和提高教學質量。

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