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技术与设计2,教案,信息技术教案设计步骤,信息技术教案教学设计,通用技术2 全套教案

发布时间:2014-10-11 来源:二分pk10技巧

第一篇:技术与设计2,教案

沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 通用技术 技术与设计 2 全 册 教 案 雷 晓 俊 -1- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 目 录 第一单元 结构与设计 第一节 常见结构的认识 第二节 稳固结构的探析 第三节 简单结构的设计 第四节 经典结构的欣赏 第二单元 流程与设计 第一节 生活和生产中的流程 第二节 流程的设计 第三节 流程的优化 第三单元 系统与结构 第一节 系统的结构 第二节 系统的分析 第三节 系统的设计 第四单元 控制与设计 第一节 控制的手段及应用 第二节 控制系统的工作过程与方式 第三节 闭环控制系统的干扰与反馈 第四节 控制系统的设计与实施 -2- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 第一单元 结构与设计 第一节 常见结构的认识 【教材版本】 本课程采用苏州教育出版社《技术与设计 2》。

【设计理念】 引导学生通过生活观察和技术试验,对简单结构进行强度与稳定性分析,解释它的强 度高或低、稳定或者不稳定的原因。引导学生进行实验,也可以让学生自己根据生活经验、兴趣爱好和已 有条件,自行设计和制作实验,并得出结论。

指导学生对技术实验与观察的过程进行记录,并按照比较 规范的格式写出实验报告,从而培养良好的实验作风与习惯。

【教学内容分析】 本课是《技术与设计 2》第一单元“结构与设计”的第一节“常见结构的认识”的第一 课时。

世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。

本课时要通过展示自然界中形 形色色的结构图以及对这些结构分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和 排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”,自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启 示。人们将其成果应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。本课时还要讲解构件的基本受力形式:拉 力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力,讲解应力概念。当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互 作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内力。应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技 术视野中的力与结构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。

课时安排:2 课时。

【学情分析】 学生对结构虽有一定的了解,对结构的功能和分类也有一定的基础。但较为零散,模 糊。另外,学生在物理课中已学习了有关力学的知识,对物体的受力分析有比较好的基础。但是由于受力 分析是物理课教学中的难点,多数学生在受力分析中还是有困难的,所以在教学中还要利用模型演示形变 的情况,分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。

【教学目标】 1.知识与技能:

(一)了解结构的含义。

(二)能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。

(三)能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是如何承受力的。

2.过程与方法:

阅读理解、案例分析、交流讨论、多媒体展示、师生互动。

3.情感态度和价值观:

能认识到力对结构会产生重要影响,合理的受力是结构存在的重要条件。

【教学重难点】 1.教学重点:

掌握结构与力。

2.教学难点:

理解应力与内力的概念,学会从技术的角度分析事物的受力。

【教学资源】 人体骨胳标本或其它生物标本、有关事物结构的电子图片、苍耳子、尼龙搭扣、自行车、橡皮泥、座 椅、简易桥梁演示器、多媒体设备。

【教学过程】 [导入新课] -3- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (一)《技术与设计 2》的简单介绍:

同学们,我们生活在科学技术高度发达的时代。我国载人航天成功, 实现千年邀游太空梦;

长江三峡 顺利截流发电, 高峡出平湖;

水稻育种结硕果, 世界领先……我们今天努力学习技术, 是为了明天把我们 的国家建设得更加美好。

前面一册书我们学习了设计的基本知识,熟悉了设计的一般过程。

我们将要学习的通用技术必修 2, 应用广泛, 具有宽广的迁移价值。“技术与设计 2”中的“结构与设 计”“流程与设计”“系统与设计”“控制与设计”等四个主题都是具体的、通用的技术, 它们具有典型意义, 并 与技术的发展密切相关联。学习这些技术与设计的基本思想和基本方法, 将使我们终身受益。同时也将使 我们适应新世纪的科技发展、知识经济发展以及社会可持续发展的需要,成为有用的人才。

这一节课就开 始第一单元的学习——结构与设计。

第一单元 结构与设计 第一节 常见结构的认识 认识结构,分析影响结构的稳定性和强度的主要因素,将使我们理性的观察和对待世间奇妙的结构现 象,将使我们学会进行简单的结构设计。

说到结构,我们知道任何一件事物都有自己的结构,大的我们 可以看见的椅子,课桌,他们有自己的结构。小的到我们化学中学习的分子也有自己的结构。可见一件事 物只要它存在,那它就一定会有自己结构。所以我们说结构无处不在。

展示:

1、无处不在的结构:

人们每天都在与各种各样的结构打交道。游乐场里的游乐项目让人目 不暇接,过山车、旋转飞轮、旋转木马、旋转飞轮等令孩子们流连忘返。观察这些游乐设施,你会惊叹他 们结构设计的巧妙和坚固。

(二)案例引入 1)自然界中的结构。

在自然界,相同的物质,不同的结构,表现出不同特性的现象处处可见。

A、同样是水,有液态、气态、固态; B、同样是碳,但有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在; C、化学有机物结构不同性质不同(色素); D、同样的六个字“这个人表现好”“这个人好表现”,但因排列不同,就形成了一褒一贬; E、用同样的材料,做出的结构不同的小板凳就会有不同的特性,有的稳,有的不稳; F、各种材料组成结构可以使“死的”材料变成“活的”机器。如:发动机、电子计算机、机器人、飞机、 火箭…… 世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。

(1)引导学生观察结构图。

引导学生分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里? 蜂巢:使用最少 的材料制作尽可能宽敞的空间,不会出现缝隙,空间使用效率最好。

蜘蛛网:任意两个节点都能找到一 条可通过的路径 (2) 让学生归纳结构概念:

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。

关键词:

有序 搭 配 结构的各组成部分,通常称为构件。例:人体结构,分子结构,阶级结构,文章的结构,汽车结构, 桌子结构,地球结构等。

你是怎样理解“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”,“结构多 种多样且决定着事物存在的性质”的? 启发:

你能否举例说明事物的各个组成部分之间的搭配和排列改变了, 事物的性质也发生了改变。

学 生举例说出身边常见事物的结构:课桌、圆珠笔、课本、水杯、粉笔盒、书包等 人的染色体有 X 染色体、 Y 染色体之分,X 染色体、Y 染色体不同的搭配和排列,决定这个人是男人还是女人。 -4- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 形形色色的结构能给人以美的享受,给人创造的灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域, 更好地 服务于人类。

蚂蚁力量非凡的嘴巴给了科学家们发明推进体系的微型机器人的灵感,美国伊利诺大学香 槟分校的生态学家兼昆虫学家安德鲁?苏雷兹他告诉《生命科学》杂志:“如用于营救工作的机器人。” (3)让学生阅读案例:

苍耳子与尼龙搭扣;

鸟与飞机;

鹰眼与导弹跟踪系统(重点讨论)。

提问:为什么鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物? 鹰可以在几千米的高空准确无 误地辨别地面上的动物,这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽,叫做中 央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个, 这两个中央凹的作用不同, 其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物 体的像, 另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样,老鹰的视觉范围就宽多了,能兼顾前方和侧面。根 据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。

提问:除了根据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼”导弹系统以外,你还受到哪些启发? 提问:如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹槽,世界将会如何变化? 提问:将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽,有这种可能吗? 学生:“有这种可能,现在我们 能够破译人的遗传密码”。

“可以通过把老鹰的基因移植到人体上来,使人类视网膜具有两个凹槽”。

提问:人与动物相比,在结构上有什么不同?分析其劣势与优势。

看来我们人类好多地方不如动物, 不能象鸟一样在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗,打斗力气不如虎。人类凭 什么能成为动物界的统治者呢? 启发学生回答:凭大脑,凭学习,人类把几千年知识在几年十几年中继承过 来并在原来的基础上进行创新,现在进入知识经济时代,人类知识总量几年就要翻一番。

教育学生:人与人之间有竞争,而且可能很激烈,能否立于不败之地,在于不断学习。

马上行动 生产生活中还有那些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生? 船桨(鱼鳍) 人工冷光(萤 火虫) 风筝(鹰) 锯(螳螂臂或锯齿草) 车轮(随风旋转地飞蓬草) 潜水艇(海豚) 声纳(蝙蝠) 潜 水用的脚蹼(鸭子) 潜水艇的流线型设计(鱼类) 结构不合理就会产生什么后果? 中的结构:

汽车、手机 魁北克大桥的坍塌。

[学生思考]:大桥坍塌的原因是什么? 擅自改变桥的结构。1907 年,加拿大魁北克附近的圣劳伦斯河上落成了全球最长的拱桥。该桥采用 了比较新颖的悬臂构造,这样的结构非常流行。尽管只比苏格兰爱丁堡福斯河上非常成功的悬臂大桥稍长 一点,但魁北克大桥存在设计问题,还未完工就坍塌了。

目前,钢索斜拉桥的技术应用已经达到了极限, 远远超乎了设计者们最初的想象。斜拉构造的普遍成功让这种桥型几乎无处不在。于是,桥面长度的日益 增长已经步入了曾导致事故的做法后尘。钢索斜拉桥重大事故是否会很快出现,还是会出现在历史提示的 2030 年,这并不取决于计算机分析,而是取决于桥梁工程师是否了解过去的历史,并下定决心避免事故 的重演。

事物的结构影响着事物的性能和功能,合理的结构是事物存在和发展的基础,卓越的结构是设 计者和制造者长期的追求。

3) 社会领域中的结构:

师:

在社会领域,也普遍存在着结构现象。

如:

一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量, 一家企业、 社区、公司的人员、国家的结构结构关乎企业的运行与效率。

通过长安一中教务主任下年级和年级组设 立党支部提高教学管理讲解社会领域中的结构。

2)技术领域 -5- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 [马上行动]:

请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例? 自然界:

天体结构、地球的结构、植物的结构、动物的结构 … 技术领域:汽车的结构、微机的结构、电脑主板的 结构、数字控床的结构 … 社会领域:教育管理系统的结构、通用技术的学科结构、课堂教学结构、文化、 经济格局等。

2.结构与力 从力学角度来说,结构是指可承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改 变的力。

一个较复杂的结构由许多不同的部分组成,这些组成部分通常称为构件。

分析讨论自行车的组成构件:自行车车架、车把、传动、座鞍、车轮等。

车轮 - 辐条、轮胎、车圈、 气门等。

当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力 , 称为内 力。应力是构件的单位横截面上所产生的内力,当应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公式表 示应力为 σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ 是应力。

生活中常见的结构都能抵抗来自外界的各种作用力和自身重力。例如自行车承受人和所载物体的压力 及自行车自身的重力;桥墩承受自身重力及负荷的压力、大风的作用力等其它外力。

讨论分析生产、生活中常见结构,要抵抗来自外界力的作用情况:

建筑物的窗户:自身重力、墙体 的压力、风力、外来撞击力 … 课桌:自身的重力、手臂的压力、桌山个物体的压力、推拉力、地面对其 的支撑力 … 硬纸包装箱:箱内物体的重力、箱内物体向外的挤压力、自身的重力、外界压力、所装载货 物的压力 … 构件的受力形式多种多样,基本受力形式:拉力(压力)、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

受力形式 概念 受力形式 拉 力 物体所承受的拉拽力 结构承受拉伸时,作用在结构(经常称为拉杆)上的力是一对方向相反, 作用线与拉杆轴线重合的集中力,方向背离杆的底面。其受力实例是吊车的吊绳。

压 力 挤压物体的力 结构承受压缩时,作用在结构(习惯上称为压杆)上的力是一对方向相反,作 用线与压杆轴线重合的集中力,方向指向杆的底面。如液压机的顶杆工作时就是受压。

剪切力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力 结构在受剪切时,结构所 承受的力是分别作用在构件相对的两个面上,方向相反,作用线错开微小距离的两个平行力。连接剪刀两 个部分的销钉在剪刀工作时就是承受的剪切力,其受力模型如图。

扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力 承受扭转的构件一般都称为轴。它承 受的外力是一对作用在轴两端面内,转向相反的力偶矩。

弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力 承受弯曲载荷的构件,一般称为梁。梁在承受弯曲时,受力 情况比较复杂,其中一种载荷叫做弯矩。它是作用在过梁的轴线且与横截面垂直的平面内的力偶矩。其作 用力是使梁产生弯曲变形。

案例分析 P006:人坐在椅子上, 椅面受到的力;行人和车辆通行的桥面受到的力。

马上行动 p007:

探究:观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。(时间允许可以课堂上完成) 一是保 持人在推磨时推杆始终在平行于地面的平面上运动,改变了人推磨时的用力方向,只需前推与后拉,使推 磨更轻松;二是防止推杆弯曲变形,可以承载一些推杆的重力。

进一步挖掘:石磨在推动过程中,绳子在空间的轨迹是一个什么图形? -6- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 小实验:

指导学生做“纸板承受压力试验”p008:

比较不同形状的纸板承受压力的大小。

试验准备、 试验过程(略) 回答问题:

1) 哪种情况下纸板的抗压能力最强? 2) 举例说明这一结论在实际应用中有什么意义。

3) 如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化 ? 事物结构合理性的基础是能够抵抗来自外界的各 种作用力和自身重力的影响。

讨论:技术学科对力的分析与物理学科受力分析的区别? 物理学科:分析物体受到的外力的作用,力作用下物体的外部形状和运动状态的改变及其所遵循的规 律。

技术学科:分析物体受到外力作用后,对物体内部结构的影响或要求及其规律。

结构受载荷实例:

任何结构承受的外载荷,都是拉、压、剪、扭、弯中的一种或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受 和传递各种形式的外载荷,保证结构的可靠工作。

1)秋千的吊索,主要承受拉力; 2)桥梁的桥墩,主要承受压力; 3)连接齿轮和轴的键,主要承受剪力; 4)汽车方向盘的轴,主要承受扭力; 5)单杠的杠体(上面的横杠),主要受弯力; 6)吊扇旋转,吊杆主要受扭力和拉力; 为了保证结构的正常工作,这些构件必须有对于主要载荷的 足够的承载能力。这是结构设计中必须考虑的重要问题。

典型结构分析 1)单杠结构分析 ⑴各部分名称:杠体,立柱和拉杆。(为什么做成这样的结构?) ⑵杠体的受力 与变形:杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。——弯曲力 ⑶立柱、拉杆的受力与变形:

立柱:静止时受压力;当人在运动时,对立柱产生弯矩 M,使立柱弯曲变形。——怎样做才能保持单杠稳 定? 拉杆:人在运动时,拉杆起到辅助立柱抗变形作用。

2)棚室屋架结构分析 ⑴棚室荷载与立柱受力:永久性荷载(不随时间变化而变化的荷载)和可变性 荷载(随情况变化而变化的荷载)。

⑵梁的受力:梁的上部,受压力,材料被挤压;下部,受张力,材 料被拉伸。防止弯曲变形大的方法:增加支撑点。

⑶拱结构的应用 拱结构:中间高四周低,呈弧形的曲 面。

应用:在跨度较大的情况下,建筑物多采用拱结构。这样的结构既有利于承载,又美观。

3.结构的类型:

1)实体结构:是指结构体本身是实心的结构。

受力特点:外力分布在整个体积中。

实体结构可以连续传递载荷,适于承受压力。

案例分析:长城、 三峡大坝、厨房中的菜板子、实心墙、水库的大坝、古代的城墙、柱子、实心球等。

2)框架结构:是指结构体由细长的构件组成的结构。

受力特点:支撑空间而不充满空间,能承受垂直和水平荷载。

框架结构是由杆件或板件连接而成的, 构件可以是空心,也可以是实心;可以是平面框架,也可以是空间框架。由于这种结构用料少,可以承受 多种载荷,因此用得很广泛。

案例分析 :窗户、画框、房子、竹排、教室的门窗常用木框架,蔬菜大棚 的棚体、建筑用脚手架、自行车、艾菲尔铁塔、桌子、板凳、书橱、输电铁塔。

3)壳体结构:通常是指层状的结构。

受力特点:外力作用在结构体的表面上,由弧面整体分担承受,抵抗变形。

壳体结构是用薄壁壳状 构件来替代空间框架而形成的一种空间结构。由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压 -7- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 力。因此在场馆建设中用得很多。

[案例分析]:头盔,汽车飞机外壳、饮水杯、文具盒、装甲车、油罐、 鸡蛋、核桃、瓜子、西瓜、锅碗瓢盆……等 4)组合结构:

在生产和生活实际中,很多物体的结构是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。

受力特点:

复杂(这是大学结构力学将要学习的)。

在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构。结构的类 型种种:缆索结构、桁(heng)架结构、空间桁架结构、球形空间桁架结构等。

案例分析:大坝都是拱 形和实心结构的组合体; 圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合 (又叫球形空间桁架结构) [学 。

生讨论]:

进入工地时总是被要求戴上安全帽,为什么? [案例分析]埃菲尔铁塔 [课后作业]:

p011 练 习 1、2 题 第二节 稳固结构的探析 一、教科书分析 结构的稳定性是结构的重要性质,它为结构的设计的学习奠定了基础。教科书通过案例分析、探究、 思考等环节引导学生理解结构的稳定性,分析影响结构稳定性的主要因素。在学生认识了结构与力、结构 的稳定性的基础上,掌握影响结构强度的主要因素和了解结构的功能。教科书通过三个不同角度的案例, 分别说明了影响结构强度的三个主要因素,以及如何利用结构本身的特点实现功能的扩展、思考扩展功能 的核心问题,从而为结构的设计奠定了良好的基础。

二、学生分析 高三的学生,通过两个多学期的学习,对技术这门课程有了较深的了解,同时“稳固结构的探析”在 高考中的要求是二层次的,所以学生对这块知识理论上已经掌握的比较好,本节课主要是通过学生的自主 探究来加深学生的理解。

三、教学目标 1、知识与技能:

(1) 理解结构的稳定性和强度的含义。

(2) 能通过技术试验分析影响结构的稳定性和强度的主要因素,并得出这些因素对结构的稳定性和强 度的影响,同时写出试验报告。

(3) 当结构遭到破坏时会区分是结构的稳定性问题还是结构强度问题。

2、过程与方法:

(1) 通过讨论、分析等方法使学生懂得应用相关的理论知识完成对学习重难点的理解。

(2) 通过小组合作探究,动手实践, 加深对教学重难点的掌握。

3.情感态度与价值观: (1) 培养学生探究的思想和意识,培养创新品质,提高审美意识。

(2) 增强面对技术世界的热爱,增进良好的合作交流能力。

四、教学重难点 教学重难 影响结构稳定性的主要因素:重心位置、支撑面的大小、和结构的形状。

影响结构强度的主要因素:结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式。

五、教学策略与手段 -8- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 采用直观教学法,以图片与实物展示、试验演示、实践操作、小组协作的方式组织教学,采取由浅入 深、循序渐进的教学策略,体现探究式教学。

六、课前准备 课前准备 1、准备一些实物,图片,演示工具。

2、设计多媒体课件 七、教学课时:1 课时 教学课时 八、教学过程 1、激趣引入,引发探究。

[演示试验] 矿泉水瓶不同状态的稳定性。

(1) 空矿泉水瓶立放、倒放、装水立放,提示学生对稳定性的关注。

(2) 对矿泉水瓶吹风,哪个瓶子最容易倒下?哪个瓶子站得最稳?引发学生对稳定性的思考。

(3) 提问:为什么会出现这种情况呢?引出本节课的内容:结构的稳定性以及影响稳定性的三个因素。

2、结构的稳定性 [学生体验]瓶子不同状态的稳定性。

空矿泉水瓶立放、倒放、装不同量的水立放、装不量的水倒放 [教师]稳定性含义:结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

[学生探究]影响结构稳定性的因素:

(1) 重心:重心越低稳定性越好 (2) 支撑面:支撑面越大稳定性越好 分析支撑面与接触面的区别 三角形的稳定性 (3) 结构的形状:结构的形状不同,其稳定性也不同 [投影展示]路边的电线杆 [课堂讨论]分析电线杆的稳定性 [教师总结]影响稳定性的因素有很多,对于一个在地面上可移动的物体来说,主要是重心位置的高低、 结构与地面接触所形成的支撑面的大小、结构的形状。

[演示试验]让装有水的可乐罐立起来 [投影展示]比萨斜塔 [教师]结构稳定的条件:重心所在点的垂线落在结构底面的范围内,就是稳定的。不稳定结构的利用:

利用不稳定结构实现某些功能,如不倒翁、跨栏、木马、用啤酒瓶测地震…… 3、结构的强度 [投影展示]一根翻倒的木棒、一根中间折断的电线杆 木棒翻倒是由于稳定性不好,那电线杆折断呢?引出强度,强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能 力。

[学生试验]不同种类衣架的强度、不同结构造型纸张的强度 [学生探究]影响结构强度的因素:

(1)使用的材料 (2)构件之间的连接方式:刚连接、铰连接 (3)结构的形状 三角强度最大 4、练习巩固并小结 -9- 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (1)从结构的稳定性角度分析一组图片 (2)从结构的强度角度分析一组图片 5、作业设计 请观察身边的事物,如课桌椅、凳子、茶几、相框、餐桌等,观察它们使用的材料、连接方式,发现 它们在稳定性和强度方面的不足,并予以优化。

九、板书设计 稳固结构的探析 结构与稳定性 一、结构稳定性的含义 二、影响结构稳定性的主要因素 1、重心位置 2、支撑面大小 3、结构形状 十、课后反思 结构与强度 一、结构强度的含义 二、影响结构强度的主要因素 1、使用的材料 2、构件之间的连接方式 3、结构的形状 第三节 简单结构的设计 章 课 节:第一单元 时:第一课时 结构与设计 第三节 简单结构的设计 一、教学目标 1. 知识与技能目标 (1) 理解并巩固结构的涵义、结构与力之间的关系。

(2) 能熟练分析一个简单结构应考虑的主要因素。

(3) 能够对纸结构进行合理的结构分析,并设计一个简单纸结构。

(4) 能制作一个简单纸结构模型。

2. 过程与方法目标 (1) 设计过程中,能充分认识不同纸结构承重性能的差异。

(2) 在制作过程中,能够对影响纸结构的各个因素进行合理的分析与恰当的修正。

(3) 能制作承重性较好的纸结构,体验发现问题、解决问题的过程。

3. 情感态度和价值观目标 (1) 形成和保持学生了解结构,研究结构的兴趣与热情。

(2) 体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。

(3) 认识技术的创造性特征,培养勇于创造的个性。

二、教学重点 完成简单纸结构的设计,选择合适的纸结构形状和连接方式搭建纸结构模型。 - 10 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 三、教学难点 选择合适的纸结构和连接方式搭建纸桥结构模型。

四、教学方法 教授、任务驱动、小组合作。

五、设计思想 1. 教材分析 本节课是第一单元《结构与设计》第三节《简单结构的设计》。这节内容有两个方面要求:一是能够 对所做的结构进行简单分析, 熟悉设计一个简单结构所应考虑的主要因素; 二是进行一个简单结构的设计, 绘制设计图并制作模型或原型。

分析教材本单元的前后章节—— 《常见结构的认识》 《稳固结构的探析》 、 , 这些章节中涉及到结构与力、 结构的类型、 结构的稳定性、 结构的强度等知识点与本节课有很强的延续性, 因此本节课重点应放在如何在设计简单结构的过程中,结合这些知识点,让学生发挥自己的创造力,设计 出既符合要求又各具特点的简单结构。

2. 设计理念 简单结构的设计, 关键在于这个简单结构——“载体”的选择。

按照教材上的要求选择简易相框的制作, 在实际教学中很难吸引学生的兴趣。所以必须另选一个新的“载体”来制作简单结构,才能充分调动学生积 极性和主动性,培养他们对结构设计的兴趣。因为是结构设计,所以我很自然就会考虑到结构的承重,考 虑到成本和制作的难易程度,我决定选择纸材料,设计能承受一定重量的纸结构,放弃木块等其他材料的 结构制作。纸张本身很柔弱,但是用纸张做出来的纸结构却能承载一定的重量,这充分说明了结构设计之 功效,而且也能体现结构与力的关系。同时我要学生明白,高中同学制作纸结构要进行一定的研究,怎么 样才能让我们设计的纸结构用纸量少、承载重量高;怎么样才能设计出承载比高的纸结构。为此,我们确 定了纸结构制作的设计要求:制作梁式结构的纸板,整个纸结构必须全部使用普通 A4(或 16K)纸,最 终设计出的纸结构用纸量应在 3 张以内。纸结构的连接只允许使用普通的胶水或双面胶(胶水只能起到辅 助连接, 不可用来承重, 所以不可使用乳胶等) 纸结构在主要受力面内应满足几何不变性, 。

跨度要求 15cm 以上,宽度 7cm 以上,放置在 2 块等高的木块上,最低承重要求为一灌满沙的沙盒(竖直放置于纸板中 央保持稳定状态,每个沙盒重约 600g),在此基础上承载比越高越好(可做破坏性试验,看压多少块沙 盒把纸板压垮)。同时考虑到这堂课为纸结构设计第一节课,在让学生大致了解纸结构制作过程的同时, 让学生摸索掌握制作纸结构的技巧,为后面学生制作纸桥等其他纸结构作好相应准备。

3. 教学策略设计 纸结构设计的要求并非这节课才提出,而是在结构设计的第一节课就已经提出,这样就可以让学生在 学习前面知识的同时进行思考,本节课则是对纸桥制作进行具体指导。

(1)首先对纸张的性质进行相应分析,让学生掌握纸张的特点——抗拉性能强、抗压性能弱。

(2)由纸张的特点引出纸结构要承重就必须扬长避短,设计合适的结构提高抗压性能,才能承受一定 的重量。不同结构的承重能力不同,追求的目标是纸结构的承载比应该尽可能大。

(3)纸结构形状的选择很重要,不同结构的纸结构抗压性能不同,引导学生自己探讨选择合适的形状。

(4)纸结构的组合连接方式有多种,好的组合连接能够有效提高纸板整体结构的强度。引导学生自己 设计合适的组合连接方式。

(5)学生自主设计承重纸板,分成小组讨论后形成小组方案。

(6)小组制作纸板。 - 11 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (7)教师及时介入,通过对比介绍部分小组的作品,引导学生反思对自己的设计进行相应调整。

(8)在学生完成作品之后进行作品的简单测评,即选择部分小组作品对其进行承重测试,对于测试的 结果引导学生思考如何调整修改原有设计。

(9)教师指导学生思考,纸结构还能有什么应用,怎么设计?(为后续纸桥制作作准备) 4. 学情分析 高中阶段的学生有一定的物理力学知识和动手实践的基础,制作纸结构完成情况应该普遍较好。但是 由于是第一次接触纸结构设计,很多很好的结构设计往往在制作过程中会因为设计与制作的脱节而“流 产”。但是不断地修正设计——动手制作的过程本身就是一个良好的创新实践过程,在这个过程中每个用 心的学生都能体会到自己设计的乐趣。限于学生对纸结构认识的不同、掌握结构设计水平能力的不同,学 生们最终制作出的纸桥完成设计要求的结果差异性也很大。动手能力强、思维灵活的同学更容易设计出承 载比较高的作品,这样可以让他们把自己成功的经验向其他同学们分享。动手能力较弱、思维比较迟缓的 同学可能更多地体验解决问题过程的艰辛,这个过程同样是一份可贵的经验,而且他们对结构设计的理解 尤为深刻。

六、教学准备 1. 教学资源的准备 多媒体教学设备、通用技术专用教室、教学课件 PPT、各类工具、普通 A4 纸张、胶水等。

2. 教学课件的准备 教学课件比较简洁,多以直观的图片来说明,抓住关键知识点,突出中心。

七、教学过程 1. 提出问题 ([图片]介绍两个事例:(1) 一把纸结构制作的椅子上能坐人。

(2) 一位日本设计师在法国用 7.5 吨纸造了一座纸桥,能同时站立 20 人。

——引入新课。) 老师提问:平常你所了解纸张的特性是什么?(柔弱)为什么柔弱的纸张搭成的纸椅、纸桥能承受这 么重的重量?(由学生回答中引出)因为纸椅、纸桥的结构,设计师设计的独特的结构能承受这样的重量。

我们如何来设计能承受一定重量的纸结构? 老师:我们来具体研究一下纸张的特性。(板书+课件)对于架在两个桥墩上的纸板,当中间放一个 重物比如砝码,它受到砝码向下的压力以外,还受到两桥墩向上的支持力。综合作用下桥面会发生弯曲形 变,并产生相应的应力。在弯曲的过程中,纸桥的上表面处于弯曲的内层,受到向内的挤压力;纸桥的下 表面处于弯曲的外层,受到向外的拉力(如图);纸桥的两个侧面由于上下受力方向不同,必然会弯曲。 (引出结论)纸本身具有较强的抗拉能力,但抵抗压力能力很弱。也就是说,在纸板承受砝码重力的 时候,首先被破坏而出现折痕的是受到挤压力的上表面,这是我们最不愿意看到的。因此,要想纸桥能够 承受一定的重量,设计合理的承重结构,就必须扬长避短,提高纸张的抗压能力,发挥纸张的抗拉能力, 如何做到这一点呢? - 12 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 2. 理论探究 老师:在日常生活中,纸张的拉力表现得非常惊人。用纸张的一端挂上重物(可用两块磁铁吸引夹住 纸张),拉住纸张的另一端可以轻松将重物提起。而同时,纸张的抗压能力相对来说表现的极为特殊。将 一张纸立在桌子上是很困难的,但是把它折一下,或者卷成圆形,不但能立起来,而且还能在上面压一小 块重物,也就是说,通过折边或卷成圆弧形可以提高纸张的抗压能力。由此,可得出结论:选择一个合理 的截面形状对于整个纸结构有着举足轻重的作用。合理的截面形状是构成整个纸结构构件的关键。

(课件展示[图片]——一些典型纸结构的形状) (老师引导学生思考:)什么样形状的纸结构抗压能力强?承载比更大? (板书对几种基本形状的纸结构进行受力分析) 老师:了解了纸桥构件的基本情况,我们再来了解一下构件的连接。合理的构件连接方式能有效提高 整个纸桥结构的强度。

(课件展示[图片]——一些典型纸结构的组合连接) (老师引导学生思考:)什么样的构件组合连接方式更牢固?更能提高整体结构的强度? 3. 拓展思维 老师:

谈了这么多纸结构的形状和组合连接, 有一个问题摆在我们面前:

纸桥构件的形状和组合连接, 如何合理搭配,才能尽可能满足我们纸桥设计的要求,提高纸桥结构的承载比? (请学生按照设计要求设计纸板结构模型,在学案上画出草图) 4. 实践活动 老师:我们探讨了纸张的特性,简单分析了纸结构的形状和组合连接,也自己设计了纸板结构模型。

下面让我们自己来制作一下简单的普通纸板结构模型。

(同桌两同学为一小组,以小组为单位开始制作) (图示几种简单纸结构的制作过程) - 13 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (学生动手制作,老师在旁边进行观察指导) 5. 学生反思 (选择几个小组的作品进行简单评述) 老师:大家都选择了不同设计方案来制作简单纸板结构模型,我们来看看这个小组的同学设计制作的 简单纸桥模型, 他们采用的主要是什么结构形状?如何组合连接的? (学生思考回答) 能不能再加以改进? 如何改进? (让学生根据情况对自己作品进行深入思考,加以改进。各组同学之间可以适当交流经验,取长补短) 6. 测试评价 (挑选几组学生的作品进行承重破坏性测试——在纸板的中央,依次放上沙盒,直到纸板结构发生形 变破坏,记下相应砝码重量。) 7. 教师指导 老师与学生综合评价:**小组的简单纸桥结构承重性能最强。(为什么最强?) 引导学生思考:这个小组选择的是怎样的构件形状?构件的连接如何?怎么搭配的? 老师:今天这堂课,我们自己动手制作了简单纸桥结构模型,虽然只是一个简单的结构设计。但是我 们体验到了结构设计的严谨与美感。最后因为时间的原因,我们仅仅选取了几组同学的作品来进行测试, 尽管我们做的只是最普通的纸桥结构模型,但是我们依然可以看到同学们对结构设计的热情与兴趣。很多 同学的设计很有想法,但是还不是尽善尽美,还有可以改进的地方,希望同学们课后能相互探讨,独立思 考、协作完成更好的结构作品。 八、教学反思 这节课选择了学生比较感兴趣的“载体”,所以学生参与程度和热情相当高,教学重点和难点掌握得也 比较扎实。然而,实际制作中,还有很多不足,总结一下有这样几点:

1. 学生掌握的结构设计思想与方法与动手实践能力总有差异。尽管设计的方案很好,实际制作的时 候很难把设计的意图完全贯彻到纸桥制作过程中去。

2. 学生动手过程中,但是制作的工艺水准普遍不是很高,直接影响了整个纸结构的强度。

3. 给予学生思考的时间还是短了很多,学生在课堂上面能体现出的好的结构设计并不多,需要课后 深入思考后才能有更好的作品制作出来。

4. 囿于老师自身的技术水平,不可能对每个学生提出的问题做出最准确的指导。很多学生提出的问 题只能依靠自身摸索,最后得到的结果也未必是最好的解决方案。 第四节 经典结构的欣赏 一、教学目标:

1、知识与技能:

知道欣赏经典结构要从技术与文化两个角度分析。

2、过程与方法:

从技术和文化两个角度分析经典结构的特点。

3、情感态度与价值观: - 14 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 通过对我国古代劳动人民的设计的欣赏,增强爱国热情和为祖国建设作贡献的热情。从经典结构中感 受传统文化的魅力,促进学生养成良好的审美观。

二、教学内容分析:

《经典结构的欣赏》是苏教版通用技术必修模块“技术与设计 2”第一单元第四节的内容。教材首先 就指出了应当如何欣赏一个结构。不仅要欣赏其功能,也要欣赏其形式,欣赏其功能与形式的统一。欣赏 结构设计要从技术与文化两个角度进行。通过对赵州桥、飞檐、蛋形椅的欣赏,让学生学会欣赏分析具有 典型人文意义的结构,使学生深化对结构设计的文化特性的理解。

三、教学重点与难点:

1、重点:从技术和文化角度欣赏结构 2、难点:对文化内涵的体会 四、教学策略设计:

在课前收集“安平桥”“廊桥”“明清家具”等更丰富的结构设计作品,结合课本的案例制作成多媒 、 、 体课件。在教学中以多媒体的方式呈现给学生,让学生欣赏,指导学生分析。教学时,以教师的讲解为主, 师生共同欣赏的方式进行。在案例分析教学过程中注意启示学生探讨“结构与受力”问题的解决和结构中 蕴藏的丰富文化内涵。

五、课时安排:2 课时 六、教学过程设计:

第一课时 【导入】用多媒体展示“安平桥”全景图,引导学生的观察,教师讲解安平桥的历史:

安平桥位于我省晋江市安海镇和南安市水头镇之间的海湾上。因安海镇古称安平道,由此得名;又因 桥长约 5 华里,俗称五里桥。安平桥属于中国古代连梁式石板平桥,始建于南宋绍兴八年 (1138),历时 十四年告成。明清两代曾多次重修。该桥是古时代世界最长的梁式石桥,享有“天下无桥长此桥”之誉。

1961 年该桥成为国家第一批全国重点文物保护单位之一。

【设问】我们应当如何赏析一个结构? 【归纳】赏析一个结构,不仅要欣赏其功能,也要欣赏其形式,欣赏其功能与形式的统一。赏析结构 设计可从技术与文化两个角度进行。

(1)技术的角度主要有:结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性,工 艺制造的精湛程度等。

(2)文化的角度主要有:文化寓意与传达,公众认可的美学原则,反映的时代、民族、习俗方面的 特征、结构的个性特征等。

【探讨】从技术的角度赏析安平桥的结构有哪些特性? 安平桥全长 2255 米,桥面宽 3~3.8 米,共 361 墩。桥墩用花岗岩条石横直交错叠砌而成,有 3 种不 同形式:长方形、单边船形、双边船形。单边船形一端成尖状,另一端为方形,设于较缓的港道地方;双 边船形墩,两端成尖状,便于排水,设在水流较急而较宽的主要港道。桥面用 5~8 条大石板铺架。石板长 5~11 米,宽 0.6~1 米,厚 0.5~1 米,重 4~5 吨,最大者重 25 吨。

【归纳】宋时泉州海外通商繁荣,安平桥是当时海外交通发达,社会经济繁荣的实物标志。同时也折 射出泉州劳动人民的建筑智慧。

【阅读】课本 p30 页有关赵州桥 - 15 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 【讲解】用多媒体课件展示出赵州桥的相关图片,引导学生观察、讲解:

(1)赵州桥三绝——“券”小于半圆、 “撞”空而不实、洞砌并列式。

(2)赵州桥历史——建于隋大业(公元 605-618)年间,是著名匠师李春建造。桥长 64.40 米,跨径 37.02 米,是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。这是世界造桥史的一个创造。距今已 1400 年。赵州桥在中外桥梁史上占有十分重要的地位,对我国后代的桥梁建筑有着深远的影响。

(3)赵州桥龙纹——饕餮与龙之九子的文化内涵简介。

【欣赏】廊桥——加建亭廊的桥,可供游人遮阳避雨,又增加桥的形体变化。廊桥有的与两岸建筑或 廊相连,有的独立设廊。

(1)木拱廊桥,也称叠梁式风雨桥,因形似彩虹,又称虹梁式木构廊屋桥。木拱廊桥的结构特殊而 又巧妙,不仅在中国木构桥梁中技术含量最高,同时被认为是中国在世界桥梁史上的独特创造,而且是世 界桥梁史上绝无仅有的一个品类。系由大木组成多节拱骨,交错搭置、纵横相架、互相承托、上受桥面, 添设栏杆而成。实例政和外屯洋后廊桥。

我国木拱廊桥集中在闽浙边界,主要分布在福建松溪、政和、寿宁、屏南和浙江泰顺、庆元、景宁等 地。目前全国保存下来的木拱廊桥有一百多座。

(2)广西侗族风雨桥,也叫风水桥。风水桥博取民间建筑之精华,集亭、台、楼、阁于一身,造型 优美。

【思考】安平桥的“船形墩” 、赵州桥的“敞肩拱” 、木拱廊桥的“木架拱骨”设计给我们怎样的启示? 你熟悉的与此相似的结构有哪些? 【欣赏】中国民间建筑(结合多媒体图片讲解) 1、永定客家土楼——大多采用了圆形的几何形状,厚实的夯土外墙和木结构为主的内部结构,土楼对 外不开窗,表现出客家人具有强烈的家族观念和安全意识。

2、贵州吊脚楼——苗族、水族、侗族、瑶族、土族等少数民族居住的干栏式建筑。这种楼房往往依 山傍水建成,体现人与自然的和谐。

3、江苏水乡民居——江苏气候温和湿润、水域丰富,城镇及乡村民居大都利用地形、自由灵活地散 列在流水萦坏的隙地上,临河依水而建或跨溪而筑。住房布局紧凑、一般为 2 层楼房并建有楼阁,形成独 特的水乡人家。

4、陕西窑洞——典型西北黄土高原、黄河上游地区,少雨地带的民居。夏季室温比室外低约 10 度, 冬季比室外约高 15 度。温度比较稳定,可谓冬暖夏凉。

5、北京四合院——中国北方的传统民居,总的特点是以院落(或天井)为核心,以外实内虚的原则 和中轴对称格局规整地布置各种用房。它表现出中国人对家族和谐完整的追求以及抵御外来势力的强烈意 识。

6、泉州骑楼街(中山路)——曾获得联合国教科文组织“二 00 一年亚太地区遗产保护优秀奖” 。它 是二十世纪二十年代初,爱国华侨黄仲训自越南携巨资回国建设的。中山路长达二公里多,路两边的连排 式骑楼建筑,蕴含着丰富的建筑文化,既结合泉州民居的传统特色,又融入海交文化的建筑精华,是历史 上中西合璧的成功范例,具有很高的艺术价值和学术价值。它也是全国仅有的、保存最完整、最长的连排 式骑楼建筑商业街,成为泉州历史文化名城的重要组成部分,是泉州从古代向现代转折过渡的历史见证。

…… - 16 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 【小结】 对经典结构设计的赏析, 我们要看它们是如何既实现了结构的功能, 又巧妙地解决受力问题, 是如何在结构中体现、渗透技术文化,又如何将解决受力与艺术美结合起来。

第二课时 【欣赏】用多媒体展示出一幅飞檐的建筑结构图,引导学生观察,讲解飞檐的概念:

飞檐——是中国传统建筑檐部形式之一,屋檐特别是屋角的檐部向上翘起,若飞举之势,轻盈活泼。

常用在亭、台、楼、阁、宫殿、庙宇等建筑的屋顶转角处。

【探讨】结合图片,激发学生探讨它的结构与功能的关系。

1、功能:

飞檐为通过檐部上的这种特殊处理和创造,不但扩大了采光面、有利于排泄雨水,而且增添了建筑物 向上的动感,仿佛是一种气将屋檐向上托举,建筑群中层层叠叠的飞檐更是营造出壮观的气势和中国古建 筑特有的飞动轻快的韵味。

2、结构设计:

播放岳阳楼的图片,简要介绍飞檐的结构组成。结合宋式补间铺作斗拱构造示意图讲解受力原理。在 讲解的过程中,突出斗拱的特殊连接方式榫卯结构。并展示课前自制的榫卯结构模型。

【欣赏】中国古典家具榫卯结构(结合相关的图片引导学生观察、思考“结构与功能、结构与形式的 统一”) 。

【欣赏】中国明清家具 明清时代是我国古代家具制造的鼎盛时期。明清家具以东方的框架式结构为主要特征,表现了自己的 民族性和不同渊源的文化性,它们流畅的结构线条和材质本身的纹理色泽,折射出了举世无双的艺术光辉 和独特的文化魅力。一如传统的中国文化所推崇的气质内敛而高贵的风范流露于细节中。

1、明式黄花梨插肩榫酒桌 2、明式圈椅、官帽椅 3、清式紫檀小长桌 4、清式圈椅、官帽椅 5、明式红酸枝架子床 6、清式榉木架子床 …… 【探讨】中国明清家具各有什么特色? 1、明代家具——结构严谨,线条流畅,追求神态韵律,以造型古朴典雅为特色。

2、清代家具——注重体量,繁纹重饰,崇尚雕刻和镶嵌,以富丽豪华独树一帜。

【欣赏】阿纳?雅格布森—蛋形椅、盖里椅 【总结】不仅在中国,在世界各国的历史中也都留下了许多经典的结构。它们都凝结了世界各国劳动 人民的无穷智慧。通过对这些经典结构设计作品的赏析,同学们不仅要关注结构的文化特征,同时要在自 己的设计作品中注入更丰富的文化内涵。

【板书设计】§1.4 经典结构的欣赏 一、如何欣赏一个设计结构 1、技术角度 2、文化角度 四、中国古代建筑的国粹——飞檐与斗拱 1、飞檐 2、斗拱 - 17 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 二、中国古代经典桥梁欣赏 1、安平桥 2、赵州桥 3、木拱廊桥 三、中国民间建筑欣赏 七、教学反思: 3、榫卯结构 五、明清家具 1、明代家具——结构严谨,线条流畅 2、清代家具——注重体量,繁纹重饰 六、阿纳?雅格布森作品欣赏 设计的欣赏是一个重要的教学内容,也是技术素养的表现形式之一。为了达成预设的教学目标。教师 应在孰悉课程目标和教材内容的基础上,合理选择案例,特别是当地的经典建筑结构案例,往往更能体现 地方特色,更易引起学生的共鸣。在本节的教学中所补充的 “安平桥”“泉州骑楼”等案例是泉州历史 、 文化名城的重要物证; “木拱廊桥” “客家土楼”则是福建具有民族特色的经典建筑代表作之一,也是 、 著名的世界文化遗产之一; “中国明清家具”是家具的经典,它们的结构中蕴藏着丰富文化内涵。对于这 些案例学生都有一定的了解和认识,有的学生亲身抚摸过它们,具有一定的体验。通过赏析这些具有典型 人文意义的结构,有助于使学生深化对结构设计的文化特性的理解。 第二单元 流程与设计 第一节 生活和生产中的流程 【教材版本】 教材版本】 通用技术必修 2《技术与设计 2》 (江苏教育出版社) 【设计理念】 设计理念】 本节采用案例分析法。通过案例学习,学生可以了解到流程的涵义和在生活生产中的作用及意义,结 合学生的认知水平和心理特点,适当增加一些有趣味性的实例来分析流程,体会流程在社会生产生活中的 作用和意义,激起学生学习流程与设计流程的兴趣。

【教材分析】 教材分析】 1.知识结构分析 1.知识结构分析 本节“生活和生产中的流程”是《技术与设计2》中 4 个专题模块之一《流程与设计》的第一节内容。

流程是技术的核心概念之一。主要内容有:流程的含义及其对生产、生活的意思;流程中环节和时序的意 义;流程的表达方法。本节内容是学习《流程与设计》全章的导入与基础,所以本单元第一节认识流程部 分从时间上的先后关系入手,通过具有生活气息的事例,从时序和环节两个角度,引入和揭示了流程的概 念、意义及流程的表述方法-----流程图。流程的意义是本节的难点,课文从时间入手来解释流程的意义。

流程与生活表达了科学合理的流程能保证生活的质量和安全,提高生活的效率的思想;流程与生产表达了 科学合理的流程能保证生产效率、产品质量等思想。流程强调了时间意识的重要性。

2 课时。

2.知识发生发展过程分析 2.知识发生发展过程分析 通过案例学习,学生可以了解到流程的含义和在生活生产中的作用、意义,体会流程在社会生产生活 中应用,激起学生学习流程与设计流程的兴趣。

3.知识学习意义分析 3.知识学习意义分析 学习流程的思想和方法,有利于学生综合运用所学知识与技能来解决身边的实际问题,提高学生对未 - 18 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 来挑战的能力,提高生活质量,有利于培养学生创造性地实践能力 4.教学建议与学法指导说明 4.教学建议与学法指导说明 流程的概念对于同学们并不陌生,教学必须从学生能够理解的身边实例出发,让学生体会到流程在生 活和生产中的重要作用。

【学情分析】 学情分析】 1.原有认知发展分析 1.原有认知发展分析 学生在通过学习前面的技术课程,有了一定的技术素养,这就为学习本章内容有了一定的知识和技能 的基础,在学习设计制作的过程中,实际上已经包含了流程的知识,学生凭借经验已经不自觉地运用了流 程的基础知识,但还没有上升到技术层面上来,还不能从一定的理论高度去科学地认识、理解、分析、组 织和运用流程。

2.原有知识结构分析 2.原有知识结构分析 在学习本节内容之前学生对流程的认识只停留在自身的生活体验之中,从知识的角度理解流程对于学 生还是空白。

3.非认知因素分析 3.非认知因素分析 学生对于已有的生活体验, 往往觉得太简单, 对于生产中的实例确因难于理解, 远离生活而失去兴趣。

但对于体验环节学生有较高的参与意识。

【教学目标】 教学目标】 1.知识与技能 1.知识与技能 (1)了解流程的含义及其对生活、生产的意义,了解流程的表达方法。

(2)能分析生活中简单实例的流程、划分环节及分析环节时序关系;能认读简单流程的表达。

(3)学会阅读简单的流程图。

2.过程与方法 2.过程与方法 通过极有感染力的视频引入、 引出流程的含义, 结合对典型案例的分析, 说明流程的表达及其对生活、 生产的意义。经历拆卸与安装圆珠笔的技术实践过程,初步学会在生产生活中运用流程的思想和方法,体 会流程的作用和意义,并能运用到具体的技术实践中去,解决实际问题。

3.情感、 3.情感、态度与价值观 情感 理解流程在生活、生产中的作用,增强时间观念,形成运用科学合理的流程保证生活生产的质量和安 全,提高生活生产的效率的思想意识以及提高产品质量的意识等。通过对流程的理解,培养学生优化生活 和工作流程的能力,使学生体验革新的成功感和革新可能带来的经济、环境等方面的收获。

【教学重难点】 教学重难点】 1.教学重点:

1.教学重点:

教学重点 流程的含义, 分析、 理解流程的环节和时序及其意义。

2.教学难点:

2.教学难点:

教学难点 分析具体事例中的环节和时序,采用科学合理的流 程。

【教学资源】 教学资源】 本节课在多媒体教室进行授课,以流程实例分析为 主,结合多媒体演示,通过学生的观察、回忆、比较、分析、归纳,使学生从实例中体会流程的含义与作 - 19 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 用。

双色圆珠笔。

【教学方法】 教学方法】 体验式教学法、案例教学法、实验法、发现法 【教学过程】 教学过程】 [导入新课 导入新课] 导入新课 在生活、学习中,我们会自觉或不自觉地按照一定的“流程”进行一件事情或完成一项工作。那究竟 什么是流程?我们先欣赏一小段视频。

播放视频。

师:请结合视频及自己已有的知识经验说说你对流程的理解。

一、认识流程 1.流程的含义 流程(prosess)是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。

指出:

任何流程反映了一定的时序,体现出一定的环节。

时序(time series)是时间上的先后顺序。

时序有可颠倒的,也有不可颠倒的。 马上行动: 请列举生活中时序不可颠倒的事例,并说明理由。如自行车前轮装圈上轴, ,煎鸡蛋(先倒油后到鸡 蛋) 、浓硫酸稀释(先加酸后加水) 、照片冲洗(必须先显影再定影) ,电路故障修理,电线着火引起火灾 处理等。

时序不可颠倒的实例 1 自行车前轮装圈上轴 理由 上钢丝-编花-上前轴-上外胎-上内胎-上 气门 2 浓硫酸稀释 3 照片冲洗 4 煎鸡蛋 5 电路故障修理 6 电线着火引起火灾处理 加水-导流-并搅拌倒酸 曝光——显影——定影——照片 烧油-到鸡蛋 停电——维修 停电——泼水救火 - 20 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 7.转床钻孔先要用样冲定 位 时序可颠倒的事例 1、先穿上衣,还是先穿裤子。

先穿上衣,还是先穿裤子。

2、放学后,先进行体育运动还是先作业。

放学后,先进行体育运动还是先作业。 准确 3、在自行车的装配中,是先装车铃还是先装鞍座。

在自行车的装配中,是先装车铃还是先装鞍座。

时序:

时序:

可颠倒的时序——没有严格的先后关系 可颠倒的时序——没有严格的先后关系 —— 不可颠倒的时序——有严格的先后关系 不可颠倒的时序——有严格的先后关系 —— 不可颠倒的时序往往反映了事物或活动的内在规律或机理,我们应尊重和遵循这些规律和机理。

不可颠倒的时序往往反映了事物或活动的内在规律或机理,我们应尊重和遵循这些规律和机理。

不可颠倒的时序往往反映了事物或活动的内在规律或机理,我们应尊重和遵循这些规律和机理。

不可颠倒的时序往往反映了事物或活动的内在规律或机理,我们应尊重和遵循这些规律和机理。

环节:

把完成某个具体目标、 组成某项生产或某个活动过程的若干阶段或小的过程称为环节 (phase) 。

环节的划分是相对的,环节本身又可以是一个流程,即流程具有层次性。 如 P40 某同学上午的活动流程中洗漱这一环节包括刷牙、洗脸等环节,而刷牙又可细分 为打水、挤牙膏、刷牙、清洗等环节。

时序和环节的特点 p40:

马上行动 p40: 我校新生入学手续有哪些环节?每个环节由那些具体事项组成?请根据你的理解填写下表。

序 号 1 2 3 4 5 查自己所在班级 到班级报名 到宿舍缴费 办理伙食、水票 购买生活用品 到高一查分班表、查班级分布图…… 排队、注册、交费…… 查找班级所在宿舍、 挑床铺、 排队、 交费…… 排队、办卡…… 饭盒、牙刷、牙膏、毛巾、香皂、卫生纸…… 明确时 间安排 规划目 的地 联系旅 游图 随团 旅游 环 节 具体事项 案例分析:

案例分析:p041 马上行动:

马上行动:

1)请说出这家厂装配螺钉的流程。

请说出这家厂装配螺钉的流程。 返回 冷藏 领取 安装 构思 布图 热膨胀 画底 稿 反复 修改 审核 写图 纸说 明 描图 时序不仅有前后顺序,还有间隔时间长短的问题。

时序不仅有前后顺序,还有间隔时间长短的问题。

思考:流程与时序和环节有什么相互的联系呢? 思考:流程与时序和环节有什么相互的联系呢? 任何流程反映了一定的时序,体现出一定的环节。

树嫁接位 动。

2)举出生活中对流程有严格时间要求的几个例子。

)举出生活中对流程有严格时间要求的几个例子。

马上行动:根据你的理解, 马上行动:根据你的理解,从上图中选择 1-2 项活 说明其基本流程。

说明其基本流程。 - 21 - 切削被接果 剪切削优质果 树种枝或种芽 用绳线固定 种枝或种芽 流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。好流程可有效的指导生产和生活活 发现与 明确问题 制定设 计方案 制作模型 或原型 动 编写产品 说明书 优化方案 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 旅游:

旅游:

工程师画图:

工程师画图:

果农嫁接:

果农嫁接:

2.流程的表达 为了使 流程的描述 清晰可见, 我们一般采用流程图(flow chart)来表达流程。流程图的表达 方式是多种多样的,有最简方框流程图、文字表达、表格表达、 图示表达、模型表达、动画演示等。

我们结合具体事例图片作简要的分析。

(1)方框流程图。《技术与设计 1》中产品的设计过程就是一个流程。用箭头表达时序,方框表示 某个事项或活动,单项箭头表示事项或活动的顺序关系。

(2)文字表达 (3)表格表达 (4)图示表达 (5)模型表达 (6)动画演示(发射动画) 神舟六号:逃逸塔分离→火箭点火→助推器分离→一级火箭分离→整流慥罩离 从以上流程图可以看出,有的用箭头表达时序,有的用数字序号表达时序,有的还用时间表达时序。

流程图中的序号或方框反映了环节、工序的具体情况。

在编制计算机程序时,经常要用程序流程图来表示算法,流程图中的方 框、菱形框表示一定的环节,箭头表示程序流动的方向。

马上行动:右图是一男子乒乓球单打比赛程序的结构图, 马上行动:右图是一男子乒乓球单打比赛程序的结构图,共有 16 各代表 队,采取单淘汰制决出冠军,请你划出环节。

采取单淘汰制决出冠军,请你划出环节。

我们可以看成有如下环节:八分之一淘汰赛、四分之一淘汰赛、半决赛、决赛。共四个环节。 思考:用适当的流程表达方式,描述你所理解的下列活动的流程。

思考:用适当的流程表达方式,描述你所理解的下列活动的流程。

1)邮递一封信件给远方的朋友,信件从递出到对方收到的过程。 2)为家里购置的房屋进行室内装修的过程。

提示:

(1)地板铺设; (2)油漆地板、木制家具等; - 22 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (3)浴缸、抽水马桶的安装,地砖、墙砖的铺设; (4)粉刷墙面; (5)水电管线(网线、电话线、电视信号线、电线、开关插座等)的安装。 水电管 线安装 浴缸地 砖铺设 粉刷 墙面 油漆 家具 地板 铺设 3)自己动手做壁挂式简易书架的过程。 画线 下料 锯割钻孔 组装 小实验:双色圆珠笔的的安装时序。

设计成学生分组安装比赛) (设计成学生分组安装比赛 小实验:双色圆珠笔的的安装时序。

设计成学生分组安装比赛) ( 要求:每组派一名同学为代表比赛。

要求:每组派一名同学为代表比赛。

二、生活与流程 生活与流程 流程对于日常生活的意义:

1. 流程对于日常生活的意义:

日常生活中,科学合理的流程,可以指导我们正确地做事,提高工作和学习的效率,使我们的生活变 得有序、合理,为我们的安全提供保障。

下面我们通过具体的事例来说 明。 2.案例分析:

2.案例分析:

案例分析 案例分析 1:阅读课本 P44, 洗衣、煮饭与烧菜的流程安排,分 析案例中有哪些不同的工作流程? 最多可以节省多少时间? 这里提到工作流程,补充工作 流程的含义,让学生了解什么是工 作流程。

工作流程反映了完成一件事 情、一项任务而进行的一系列有序 的工作或活动的全过程。

的工作或活动的全过程。

指出:它是针对人或生产工具的活动过程而言。

提问学生,给出最省时间的流程图。

该例说明了科学合理的流程可以提高生活、工作效率。

案例分析 2:青霉素注射的流程。阅读 P44 青霉素注射的流程的案例,青 霉素注射的流程说明了什么?如何用流程图表达? 说明了科学合理的流程为我们的安全提供了保障。

说明了科学合理的流程为我们的安全提供了保障。

案例分析 3.小黄在家吃完饭,准备骑自行车上学,突然发现车胎没气了,如 果只能小黄自己修理自行车,那该如何处理? 流程:

流程: - 23 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 马上行动:

马上行动:

归纳流程对于日常生活的意义, 并举出 例子。

1.提高效率:个人作息时间表 2.使生活变得有序、 合理:

学校课程表、 医院看病流程 3.使生活更为安全:青霉素注射前皮 试,煤气灶的使用 4.提高学习效率:

一周课外实践计划表 …… 三 、生产与流程 流程对于工农业生产的意义:

1. 流程对于工农业生产的意义:

工农业生产中,运用科学合理的流程可以 有效地组织生产、 提高生产效率、 保证产品质量、 保证安全生产、 保护环境。

2. 案例分析 例 1:再生 IPS 塑料工艺流程 请同学们观看视频,并注意一下几个问题:

请同学们观看视频,并注意一下几个问题:

◆ 记录再生 IPS 塑料的工艺流程 该流程中有哪些环节,每个环节的目的、注意事项有什么? ◆ 该流程中有哪些环节,每个环节的目的、注意事项有什么? 时序关系可以颠倒吗? ◆ 时序关系可以颠倒吗? 塑料工艺流程 再生 IPS 塑料工艺流程 串行工序:依次进行的工序。特点是上一道工序完成之后才能进入下一道工序。

串行工序:依次进行的工序。特点是上一道工序完成之后才能进入下一道工序。

软皮椅的生产流程。

软皮椅的生产流程案例:

例 2:软皮椅的生产流程。阅读 P45 软皮椅的生产流程案例:

思考:软皮椅的生产流程为什么要这样安排? 思考:软皮椅的生产流程为什么要这样安排? 这样安排的原因是:

这样安排的原因是:

1)软皮椅的生产流程安排要符合其自身的逻辑; 软皮椅的生产流程安排要符合其自身的逻辑; 2)将相近的工序划分为一个环节,便于按照质量标准进行 将相近的工序划分为一个环节, 检查,保证质量。

检查,保证质量。 串行工艺 并行工艺 再生IPS塑料工艺流程 再生IPS塑料工艺流程 IPS 注意区分ABS和IPS 由专业人员操作,要 用防护用品和容器 色别分开 化学处理工序 干燥工序 根据产品要求配辅料 成品工序 使用专用水冷挤出 机,包装、标号 3)在保证质量的基础之上,采用并行作业,尽可能提高生产效率。

在保证质量的基础之上,采用并行作业,尽可能提高生产效率。

并行工序:可以同时进行的工序。

并行工序:可以同时进行的工序。 - 24 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 结合案例分析说明流程中工序的作业方式——串行和并行的含义。

结合案例分析说明流程中工序的作业方式——串行和并行的含义。

——串行和并行的含义 ◆串行工序:依次进行的工序。特点是上一道工序完成之后才能进入下一道工序。

串行工序:依次进行的工序。特点是上一道工序完成之后才能进入下一道工序。

道工序完成之后才能进入下一道工序 ◆并行工序:可以同时进行的工序。如制软皮椅时,可同时进行制架、面料、海绵。

1798 年,美国发生了这样一件事情,美国政府要求工厂主惠特尼在 15 个月内生产 1 万杆滑膛枪。这 比诸葛亮 3 天之内要造 10 万只箭的任务还要难完成。惠特尼采用了一种新的方法完成了任务,他把每个 造枪的工作化整为零,每个工种只生产其中的一种部件,然后把每种部件都放在一个袋子里,每个袋子都 编上号,最后从不同的袋子里各取出一个零件就可以组装成一杆枪。惠特尼就是靠这种方法完成了生产任 务。他的这种方法为后来的流水线生产打下基础。

阅读:

阅读:P046 自动化生产流水线 生产流水线特点:

1)生产效率高,成本低。

2)流水线上的时序不可颠倒。

连续式淬火的工艺流程。

连续式淬火的工艺流程案例。

例 3:连续式淬火的工艺流程。阅读 P47 连续式淬火的工艺流程案例。

思考:什么是工艺流程?连续式淬火的工艺流程包括哪几个环节,省略其中的某些环节行不行? 思考:什么是工艺流程?连续式淬火的工艺流程包括哪几个环节,省略其中的某些环节行不行? 工艺流程的含义:工艺流程反映了从原材料投入到成品产出,通过一系列工艺或加工环节,顺序地进 工艺流程的含义:

行生产或制造某种产品的全过程。

指出:

指出:它是针对产品的制造过程而言。

给出淬火的工艺流程的流程图。指出淬火包括六个环节。去掉任一环节都不能实现工件淬火的工艺要 求,出现产品质量问题。

在工农业生产中,是否严格按照流程中环节和时序的要求正确地进行生产,将直接影响到安全生产和 产品质量。如果违反了流程的要求,轻则造成经济损失,重则导致安全事故,造成生命财产的重大损失。

补充:

补充:任何一种产品的生产都需要经过从设计到制作的过程,这个过程往往既包括工作流程又含有工 艺流程。

李龙飞的庄稼为什么颗粒无收。

例 4:p048 李龙飞的庄稼为什么颗粒无收。

思考:

思考:请从流程的角度分析,张宝田和李龙飞的庄稼为什么收获大不一样? 农作物生长有其自身规律,庄稼种植和管理等环节的安排应符合农作物的生长规律。

农作物生长有其自身规律,庄稼种植和管理等环节的安排应符合农作物的生长规律。

阅读:

阅读:流程型行业的特点、分布范围。

四、小结 1、流程的含义与意义,流程的表达: 方框图表达、文字表达、表格表达、 方框图表达、文字表达、表格表达、图形表达 2、生活中的流程及其分析 3、流程对于日常生活及工农业生产的意义 A、提高生活效率 B、使生活变得有序、合理 C、使生活更为安全 D、使生活质量更高 …… - 25 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 生活中处处有流程.人类的生产、生活活动都是按照一定的流程进行的.流程(process) 生活中处处有流程.人类的生产、生活活动都是按照一定的流程进行的.流程(process)反映了一 定的时序(time series),体现了一定的环节(phase)合理的流程安排有利于提高生产效率, (phase)合理的流程安排有利于提高生产效率 定的时序(time series),体现了一定的环节(phase)合理的流程安排有利于提高生产效率,使生活变得有 序合理. 序合理. 练习:

练习:

1.扒胎→查漏→研磨洞周围胎皮→研磨补丁→涂胶→贴补丁→装胎 扒胎→查漏→ 磨洞周围胎皮→研磨补丁→涂胶→贴补丁→ 扒胎 补胎过程中,用矬子将洞口周围的胎皮矬毛,是必不可少的一个环节,目的是为了增大接触面积, 补胎过程中,用矬子将洞口周围的胎皮矬毛,是必不可少的一个环节,目的是为了增大接触面积,使 补丁与胎皮的附着力更强。

补丁与胎皮的附着力更强。另外还可以除去表面粉尘颗粒, 另外还可以除去表面粉尘颗粒,使补丁处平整。

使补丁处平整。不按这样的流程, 不按这样的流程,肯定会漏气。

肯定会漏气。

2.提示;按照时间顺序,写出各时间段车行的方向及行人通行的方向。(拓展学生视野,说明时序不 .提示 按照时间顺序 写出各时间段车行的方向及行人通行的方向。(拓展学生视野, 按照时间顺序, 。(拓展学生视野 都是单向的,还有循环的) 都是单向的,还有循环的) 3. . 确立 比赛 命题 提出 比赛 要求 做好 比赛 前准 备 比赛 宣传 报名 评奖 主持人挑选、聘请评委、制定比赛规则及 评分标准、安排计时计分、准备场地器材 第二节 流程的设计 教学目标:

1、学会分析流程设计中应考虑的基本因素。

2、能画出所设计流程的方框图。

3、能对生活、生产中的简单事项进行流程设计。

教学重点:

1、流程设计应考虑的基本因素; 2、流程设计的步骤。

教学难点:流程设计应考虑的基本因素分析。

教学过程:

一、 复习旧课引入新课:

我们来回顾一下上节课的内容,在上节课中,我们已经知道,按照一定的时间顺序的一系列有规律的 生产、生活活动的过程叫做流程 流程。生产活动中的流程,是进行指导、组织生产的科学依据,科学合理地设 流程 计生产流程,是提高效率、提高质量的保证。技术活动中的流程思想和方法,也可用来指导我们的生活和 学习。使我们的生活和学习更加有序,提高我们的学习和办事效率。流程的表达形式有很多种,常见的有 三种即文字表达、表格表达和图示表达,其中方框图是我们用来表达流程的一种重要方式。那么如何设计 一个流程呢?设计流程又需要考虑哪些条件呢?这就是我们这节课要探讨的内容。

二、新课教学:

首先我们来看下为什么要进行流程设计? 人类生产和生活中的流程并不是自然存在的,而是要靠人们研究和设计出来的。因此流程设计对于指 导人们的工作和生活、有效地组织生产起着关键性的作用。同时流程设计又是一项技术很强的工作,所以 我们要以科学、严谨的态度进行流程设计。 - 26 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 我们在流程设计中往往会非常注意环节和时序,却把流程设计的目标忘了,所以我们在流程设计应先 明确流程要实现的具体目标是什么,这是流程设计应考虑的基本因素之一。

1、流程设计应考虑的基本因素 (1)流程设计的目标 对于工作和生活方面,流程设计要达到节省时间、提高工作效率、提高工作质量、使生活变得有序和 使生活更为安全的目标。

对于生产活动方面,流程设计要达到安全生产、提高效率、提高质量、节省资源、提高经济效益和提 高管理水平的目标。

我们在考虑流程设计的目标时,有时会碰到多个目标的情况,这时候应进行权衡,找出其中最主要的 目标,再来综合考虑其他目标。

例:如果我们要设计一个家具生产流程,要考虑哪些主要目标?(学生思考并回答) 那么我们在流程设计时要考虑哪些条件和因素呢? (2)流程设计应考虑的基本因素 在生产活动中的流程设计应主要考虑材料、工艺、设备、人员和资金、环境等因素。

材料:不同的材料有不同的加工处理方法。

工艺:不同产品的工艺要求各异,流程设计也不同。

设备:生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平。

人员和资金:人员的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期,是进行流程设计必须考虑 的主要因素。

环境:生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用,是流程设计时应关注的重要因素。

不同行业的流程有不同的特点,所以流程设计中应考虑的基本因素也各有差异。例如,农业生产的流 程设计还应考虑气候、季节、自然灾害、生态平衡等因 素。

而有的流程设计则需要根据事物的内在属性和客 观规律进行科学的设计。例如课本 P51 合成氨的生产工 艺流程。

(请同学阅读课本 P51 案例分析,并思考合成 氨的生产工艺流程有什么看法?) 答:在生产活动中的流程设计一般有两种情况:第 一种环节是显性的,如信件配送流程,每个环节都是清 晰可见的;第二种环节是隐性的,必须要经过大量的试 验和漫长的探究才能得出,合成氨的工艺流程就是第二 种。这点同学先知道下,以后我们再深入探讨。

下面请同学试着设计一个流程。

出示幻灯片:马上行动,我们学校最近要举行校园 十佳歌手比赛,请同学们试着设计一个活动流程,并用 方框图表达出来。 - 27 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (学生上黑板把流程图画出来,并介绍设计过程,老师总结出流程设计的步骤) 2、流程设计的步骤 流程设计的基本步骤如下:

(1) 、确定目标,明确任务; (2) 、了解相关的生产或活动的条件、环境、资源等因素; (3) 、明确任务中的主要步骤及事项; (4) 、科学地调整、分配活动环节和时序。

(5) 、选择合适的表达方式,画出流程图。

提醒同学注意:一个流程要经过精心的设计和反复的修改,才能达到比较理想的效果。

3、流程设计举例:

课本 P52 案例分析——小铁锤的加工流程设计 手工生产小铁锤的流程设计:

(1)确定目标,明确任务——制作小铁锤。

(2)分析基本因素——工艺、设备、材料。

材料(45 号钢和 q235 棒料)、工艺(采用手工加工、铁锯下料、锤头部分的加工用锉刀锉平面、台钻钻 孔、手工攻丝、锤柄部分的圆头有砂轮机磨削、螺纹用板牙套丝。热处理:淬火) 、设备(常用的金工工 具、台钻、砂轮机、热处理设备等) 。

(3)明确主要事项——锤头制作、锤柄加工、装配。

(4)确定时序,划分环节—— 锤头的加工流程图:

下料→划线→锯削→锉削→划螺孔中心线→钻孔→攻丝→倒角→淬火→电镀。

锤柄的加工流程图:

下料→磨削圆头→板牙套丝→电镀。

接下来让学生自己浏览课本 P53 批量生产小铁锤的流程设计,老师再讲解两种流程的各自特点。

对批量生产小铁锤的流程设计和手工生产流程对比:

(1)批量加工流程的特点:一是大多数工序可由机床完成,机械化程度提高,节省人力资源;二是 有的工序可以在同一时间内进行,可以提高工作效率。

(2)手工生产流程的特点:人员较多,生产速度较慢,效率低。

三、布置作业:请同学设计一个相框的加工流程,并在下节课之前交到老师这里。

四、小结:

这节课我们主要讲了以下三部分:

1、流程设计的目标 2、流程设计应考虑的基本因素 人员和资金是要考虑的主要因素,环境是要考虑的重要因素。

3、流程设计的步 - 28 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 第三节 流程的优化 一、教学内容分析:

教学内容分析 流程优化是流程分析的深入和延伸,流程分析和流程优化是流程设计的基础,更是流程设计过程中的 重要环节。本节课的内容主要是日常生活与生产中一些流程优化的案例分析,以次来说明每件事情 成功在于细节的把握和设计。能够概括简单生产流程优化过程应考虑的主要因素。通过对生产生活流 程优化内容的分析来判断出每一件事情流程优化所具备的最基本的条件。

二、教学对象分析:

教学对象分析:

本节课内容同学们较易理解,因此无须更多的实验和案例进行详细的讲解,秩序对书上一些案例进行 细致的分析,从而让同学们对流程优化有一个深入的了解。

三、目标:

目标 1.知识与技能:

知识与技能:

知识与技能 1)理解流程优化的意义及主要内容。

2)理解流程优化与设备、材料等之间的关系。

3)能概括某种简单生产流程优化过程所应考虑的主要问题。

4)能对生活中的简单事项进行流程的改进设计,并用文字或图表说明流程设计方案的特点或流程改 进方案的优越之处。

2.过程与方法:

过程与方法:

过程与方法 通过讨论、案例分析,使学生学会分析流程的不足,并提出优化方案。

3.情感态度价值观:

情感态度价值观:

情感态度价值观 1)增强学生解决和处理问题的优化思想和优化意识。

2)增强与技术相联系的质量意识、环保意识。

四、教学重难点:

教学重难点:

1.教学重点:

教学重点:

教学重点 流程优化的内容及目的和一般性步骤 2.教学难点:

教学难点:

教学难点 如何使学生明确流程优化的目的,把握流程优化的条件,创设条件对简单流程进行优化。

五、教学概述:

教学概述:

从实例分析入手,降低教学难度,运用系统的思想定性分析的方法,进行研究、优化,在分析过程中 体验流程优化的意义。根据案例分析总结阐述流程优化方法和一般性步骤,分析影响流程优化的因素。要 求学生运用流程的思想和定性、定量相结合的方法,确定研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。

总结归纳出流程最优化方法的含义。

通过试一试和技术试验的活动, 让学生亲自完成一个流程优化的过程, 体验流程是如何优化的。

1 课时。

课时。

六、教学器材:

教学器材:

七、教学过程:

教学过程:

一)[引入新课] 教师讲述田忌赛马的故事,引出流程优化的问题。

引入新课 田忌赛马 战国时代,齐王常与他的大将田忌赛马,双方约定每场各出一匹马,分三场进行比赛。齐王的马有上、 - 29 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 中、下三等,田忌的马也有上、中、下三等,但每一等都比不上齐王同等的马,于是田忌屡赛屡输。一日, 田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意,结果以二比一赢了齐王。

田忌的赛马共有 6 种方案:

方 法 马 1 马 马 上马 :

中 马 3 马 马 上马 :

下 马 5 马 马 中马 :

上 下马 :

中 马 6 马 中马 :

中 马 下马 :

上 中马 :

下 下马 :

上 马 上马 :

下 4 马 中马 :

上 马 下马 :

下 中马 :

中 下马 :

下 马 上马 :

中 2 田忌 王 齐 法 马 中马 :

下 马 下马 :

中 方 田忌 齐王 上马 :

上 上马 :

上 在以上各方案中,齐王与田忌的赛马结局有以 3:0 赢的,也有以 2:1 赢的,但只有一种情况是 田忌以 2:1 取胜于齐王的,孙膑正是把这种方案推荐给了田忌,就是上述方案 3。

作为一个流程,通常就会有这样或那样的问题。如:效果不佳;或是投入的人力、物力、财力不是最 小;或是某种性能不理想等等。因此流程需要改善,需要优化。

在现实生活中, 由于受环境和条件的限制, 不可能找出一切方案, 也不可能对所有方案进行全面比较, 漫无边际地去研究所有方案, 无论在时间上还是人力上都不允许, 运用科学的方法就更为重要, 缺乏资料, 缺少对资料的科学计算和分析,只靠拍脑袋无法寻找到最优方案。

第三节 流程的优化 二)新课教学:

新课教学:

(一)流程优化的内容与目的:

流程优化的内容与目的:

流程优化的内容与目的 1.流程优化的内容 流程优化的内容 流程优化 在流程的设计和实施过程中,要对流程进行不断的改进以期取得最佳的效果。对流程的改进过程,称 为流程的优化。

流程的优化。

流程的优化 一般的流程优化涉及到:

流程优化涉及到:

流程优化涉及到 ? ? ? 工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。

工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。

整体的全面优化,或某个指标优化。

整体的全面优化,或某个指标优化。

某一个指标得到了优化,而使另外的指标下降了。因此,在进行流程优化时, 某一个指标得到了优化,而使另外的指标下降了。因此,在进行流程优化时,要综合平 衡,以取得整体优化的成效。

以取得整体优化的成效。

2.流程优化的目的:

流程优化的目的:

流程优化的目的 - 30 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 提高工作效率、提高产品质量、降低劳动强度、降低成本、节约能耗、保护环境、保证安全生产。

流程的优化,应在综合考虑各项指标的基础上突出重点指标的优化,综合权衡达到整体优化的目的。

3.案例分析:

案例分析:

案例分析 1)工期优化—节约时间 )工期优化 节约时间 案例① 案例①机械设备修理的工期优化 拆卸 ① 2天 机件检查 ② 1天 零件修理 ③ 5天 零件加工 ④ 8天 电器修理 ⑤ 3天 组装 ⑥ 3天 试车 ⑦ 1天 ⑧ 23 天 拆卸 ① 2天 机件检查 零件加工 ② ③ 1天 8天 零件 修理 ④ 5天 电器修理 3 天 电器修理 ⑤ 3天 组装 ⑥ 3天 试车 ⑦ 1天 ⑧ 18 天 拆卸 ① 2天 机件检查 ② 1天 零件加工 ③ 8天 零件 修理 5天 ④ 组装 ⑤ 3天 试车 ⑥ 1天 ⑦ 15 天 工期优化的特点:

工期优化的特点:

目的---缩短加工时间。

主要手段--在不改变工艺的条件下,将某些环节的串行改为并行。

例:前面 44 页的做饭工作流程。

前面 页的做饭工作流程。

把串行工序改为并行工序时,要考虑到并行工作需要的人力和物力的增加,要把人力和物力增加的成 本与缩短工期的成本进行比较,如果改进后的总成本是降低的,那么改进方案就是可行的。工期优化对于 大型建筑施工、修路、水利工程等项目,可能会大大减少工程成本,提高经济效益。

马上行动:

马上行动:制作一只台灯的工期如何优化,改进之后可能带来什么问题? 买电器元件 ① 2 小时 买电器元件 2小时 焊底座 2小时 焊底座 ② 2 小时 做灯罩 4小时 小 时 做灯座 ③ 4 小时 ① 组装 ④ 2 小时 买电器元件 2小时 焊底座 2小时 ② ③ 调试 1小时 调试 ⑤ 1 小时 ④ ⑥ 买电器元件 2小时 焊底座 2小时 调试 1小时 ① ② ③ 2小时 ④ ⑤ ① ② ③ ④ 组 装 2小时 做灯罩 4小时 ⑤ 调试 1小时 ⑥ 做灯罩 4小时 通过分析各个环节之间的关 在人手( 人 系,在人手(3人)足够的 情况下, 情况下,将串行环节改为并 行环节,进行工期优化, 行环节,进行工期优化,周 期缩短7小时。

期缩短 小时。

小时 2 2 2 2 通过分析各个环节之间的关系, 通过分析各个环节之间的关系,在 人手( 人 足够的情况下, 人手(2人)足够的情况下,将串 行环节改为并行环节, 行环节改为并行环节,进行工期优 周期变缩短7小时 小时。

化,周期变缩短 小时。 - 31 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 将做灯罩与买电器元件、焊底座这三件工作并行,整个工期缩短了 7 小时。这样改进的前提是增加人 力。

前面举的例子都是减少环节来达到优化目的的。有没有通过增加环节来达到优化目的的呢? 前面举的例子都是减少环节来达到优化目的的。有没有通过增加环节来达到优化目的的呢? 播种、育秧 翻耕 插秧 除草施肥 水管理 收割 归仓 晒干 收割 如给水稻种植流程前面增加一个“选种”环节会使水稻的产量、品质更好;在我们一般的学习流程中增 加一个“再复习”的环节会达到更好的学习效率;…… 2)工艺优化——节约材料 )工艺优化 节约材料 案例 1.:工件制造的工艺优化 发兰的加工工艺 :工件制造的工艺优化-发兰的加工工艺 (1)切削法 就是将圆钢直接在车床上切削成型,然后再钻孔而成。

) 下料 特点:

特点:

A.工艺简单。

B.切削过程浪费时间,生产效率低,材料利用率低。

2)少切削法 ) 切削 钻孔 检查 下 料 加 热 模 锻 热 处 理 切 削 检 验 法兰 少量切削加工流程 特点:

特点 A.工艺流程工序多。

B.节省材料,生产效率高。

大批量生产使用这种工艺流程。

3)无切削法(阅读) 特点:

特点:工艺流程非常简单。

通常用来加工:塑料、铸铁。

马上行动:比较不同加工工艺下浪费的钢材金额。

马上行动:比较不同加工工艺下浪费的钢材金额。假设钢才的价格为 3800 元/吨 加工 方法 切削 法 少切 削法 - 32 - 一个法兰用料 质量 材料利 用率 40% 1 万个法兰浪费钢材的 质量 55200Kg 浪费总金额 (元) 209760 9.2kg 90% 9200Kg 34960 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 3)成本优化 节省资金 )成本优化—节省资金 11 B 最优的配送 路线? 13 A 10 15 14 12 D 9 18 C 案例:

案例:售后中心配送的成本优化。

配送路线的方案与路程 方 案 1 2 3 4 5 6 路线 路程 (Km) 51 46 59 47 51 58 ABCDA ABDCA ACBDA ACDBA ADCBA ADBCA 成本优化的实例有很多:如邮递员投递线路的优化、由手工制作木桶到批量生产塑料水桶的优化等。

4)质量优化——提高效率 )质量优化——提高效率 —— 案例:

案例:餐厅结帐的流程优化 原流程:

1)确认结账要求 2)取得账单给客户过目 3)得到客户付款并询问客户是否需要发票 4)回到收款台取得零钱和发票 5)将发票和零钱交给顾客 改进流程:

1)确认结账要求 2)取得账单、零钱和发票 - 33 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 3)得到客户付款并将发票和零钱交给顾客 6)技术优化 ) 、流程优化的条件:

二) 流程优化的条件:

、流程优化的条件 (1)设备和工艺水平的提高。比如,只有在具备锻压设备时,才可能将法兰盘的加工改为少量切削 填单 顾客手工填 写取款单, 写取款单,连 同储蓄折一 并递入柜台 记账 记账员查 账、记账 并做凭单 存单 凭单入柜 保存 付款 付款员付 款,返回 储蓄折 报数 顾客向工作人 员报款取数 额,并递入储 蓄折 记账 工作人员利用计算 执行查账、 机,执行查账、记 账、做凭单并保存 账户数据的任务 付款 由同一位工作 人员付款, 人员付款,返 回储蓄折 加工; (2)对流程内在机理的深入了解。比如对洗涤原理的了解,就会在流程中安排两次漂 洗; (3)人员技术水平的提高。

马上行动:

马上行动:

提问:

1. 取款机。

银行引入计算机管理系统 改进了存取款的流程,大大提高 普通车床 数控柔性加工中心 银行存取款流程的优化——从人工操作到自动 了工作效率降低了差错率。这种流程优化属于哪种优化?需要什么条件? 技术优化、计算机管理系统的改善、操作人员的水平 2.数控机床进行机械加工,首先要根据图纸要求,在电脑上编制加工程序,然后机床自动按程序进行 加工,保证加工质量,提高生产效率。这一优化的条件是什么? 质量优化、1、设备的改进 阅读:

阅读:

洗衣流程的优化 、流程优化的步骤:

三) 流程优化的步骤:

、流程优化的步骤 1、分析流程的现状 2、确定改进的目标和要求 3、确定改进方案 案例 1:银行卡挂失流程的改进 :

分析流程的现状:

分析流程的现状:只能在银行上班时才能去挂失,失主不能及时报失; 确定改进的目标和要求:

确定改进的目标和要求:使失主能及时报失,尽可能把钱财的损失减少到最低程度; 改进的目标和要求 确定改进方案:

确定改进方案:利用先进的计算机电话集成技术和现代化通讯手段,为客户提供全天 24 小时不间断 的电话挂失服务。 - 34 - 2、程序的设计,自动控制思想的引入。 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 【视频 案例 2:

视频】汉字输入的流程改进(根据流程改进的步骤进行分析) :

视频】汉字输入的流程改进(根据流程改进的步骤进行分析) 【 分析流程的现状:

分析流程的现状:汉字的快速输入是普通计算机使用者最为棘手的问题,人机交流困难限制了计算机 的广泛应用。

确定改进的目标和要求:

确定改进的目标和要求:提高文字输入速度,符合使用者用笔的传统习惯,舒适方便。

确定改进方案:

确定改进方案:利用数字笔、数字纸进行书写输入,代替原来的键盘、鼠标输入。

小实验:

小实验:制作纸制提兜试验 试验目的:

试验目的:

以提高效率为目的,优化制作纸制提兜的流程。

试验准备:

试验准备:

牛皮纸或较厚一点的纸,糨糊,订书机等。

试验过程:

试验过程:

1.设计图样,画出图纸。

2.编写单人制作纸制提兜的流程,画出流程图,并测量单人制作一个提兜所需要的时间。

3. 编写多人流水化制作 10 个提兜的流程,画出流程图,并测量和计算流水化批量制作提兜时平均每 个人所需要的时间。

试验总结:

试验总结:

1.说明两种流程中的时序和环节。

单人制作纸制提兜流程 分制作纸兜和提手两个环节。

制作纸兜: 作图、画线、折纸、裁剪、粘贴等。

制作提手: 折纸、裁剪、粘贴等。

最后将纸兜与提手连接起来。

2.流水化制作比单人制作的工作效率提高了多少? 在流水作业中,没人做多少工序,对应着不同的工作效率。

3.如何进一步提高工作效率? 讨论:

讨论:

1.在流水作业中,每人做多少道工序,对应着不同的工作效率。

2.讨论,怎样安排每个人的工序,效率才最高? 阅读:

阅读:流程再造与信息化基础 、小结:

四) 小结:

、小结 1)流程改进的内容与目的:

流程优化的往往以提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能源、减少环境污染、安全生产为 目的;流程的优化往往涉及到工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化等指标。

2)流程的优化条件 3)流程优化的步骤 ? ? ? 工期优化(工序并行,先进设备的使用) 工艺优化(切削改浇铸,标准件的使用) 成本优化(自动化生产,废水循环使用) - 35 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 ? ? 、练习 五) 练习 、 质量优化(计算机管理和监控) 技术优化 1.自行车车座、车把、塑料盆、铸铁锅等属于无切削加工;斧子等属于少切削加工。

.自行车车座、车把、塑料盆、铸铁锅等属于无切削加工;斧子等属于少切削加工。

2.小麦联合收割机,它的工作流程主要有:收割、脱粒、分离、清选、集粮。

.小麦联合收割机,它的工作流程主要有:收割、脱粒、分离、清选、集粮。

收割 脱粒 分离 清选 集粮 按喂入方式可分为全喂入式于半喂入式,按行走动力可分为自走式和背负式(也称牵引式) ,按行走 按喂入方式可分为全喂入式于半喂入式,按行走动力可分为自走式和背负式(也称牵引式) 按行走 , 装置可分为轮式和履带式。

装置可分为轮式和履带式。

3. . 4. . 5. . 六)对本单元的简要小结 流程不仅是一种技术活动,它更是一种重要的技术思想和方法, (1)整体规划,分步实施的思想和方法。

(2)“顺序”的思想和方法。

(3)衔接的思想和方法。

(4)“流水线”的思想和方法。

(5)优化的思想和方法。

四、教学反思 在教学过程中,往往会依托于课本进行讲解,自己生活中的例子不是很充足。但是有一个好处就是学 生能有及时回顾课堂的内容,而讲到课外的流程,需要讲到具有代表性的,否则讲了学生还是没有多大印 象。

阅读材料 1.不用洗衣粉的洗衣机 不用洗衣粉的洗衣机 海尔不用洗衣粉洗衣机采用独创的电解原理及活化水技术,通过 把水分解成弱碱性离子,达到高于洗衣粉的洗净效果。同时,水又被 分解成弱酸性离子,使这一产品更具有了杀菌消毒的作用,能轻松实 现衣物洁净,呵护皮肤。由于不用洗衣粉的洗衣机可以一次漂净,而 且电解出来的弱酸性离子水更可以杀菌消毒,杀菌消毒率达到 99%, 加上不用洗衣粉避免了衣服上的残留,不会对皮肤造成额外的伤害, 皮肤娇嫩的宝宝也可以安然享受此种洗涤后的贴身衣物的舒适,完全 符合新生儿家庭绿色、健康的洗衣需求。

2.同学们经常会遇到这样的事情:中午去提水遇到很多人在排队等候,作为管理员,如何安排可以节 省大家的时间? 为了便于比较我们可以假设:中午 12:00 时恰好有甲、乙、丙三人在排队等候。其中甲要提 3 壶水, 乙提 2 壶水,丙提 1 壶水。提一壶水需要 2 分钟的时间,如何安排时序,才比较有利呢? 方案名 方案 总时间 - 36 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 称 1 2 3 4 5 6 甲乙丙 甲丙乙 乙甲丙 乙丙甲 丙甲乙 丙乙甲 6+10+12= 6+8+12= 4+10+12= 4+6+12= 2+8+12= 2+6+12= 第三单元 系统与设计 (一)主干知识概述:

主干知识概述:

本章重点知识阐述:

“系统基本特征分析”“系统的优化” 、 、和“简单系统设计的基本方法” ,具体包括以下内容:

a) 系统是由相互依存、相互作用的若干个元素构成的,并完成特定功能的统一体。

b) 系统特征的基本分析方法------运用系统思想进行分析。

c) 系统的基本特性:整体性、相关性、目的性、环境适应性。

d) 系统的特性构成了系统的基本思想,系统分析的方法就是运用系统的思想和定性定量相结合的方 法分析和处理问题的基本思路,整个过程可以归纳为阐明问题、分析研究、评价比较三个阶段。

e) 简单系统设计的案例分析------简易教室的设计,重点分析教室平面设计和保温设计两个子系统 的设计过程。

f) 系统优化的意义(获取系统的最佳效益或最佳功能) 。

g) 影响系统优化的因素是多方面的:

首先优化追求的目标要适度; 其次实施系统优化, 总要有付出, 或称投入。再次系统优化是离不开条件的。

h) 总结简单系统设计是基本方法(自己总结) 。

i) 简单系统设计的基本原则:以实现系统功能为首要原则;综合处理原则;追求效益的最大化;可 实现动态调整的原则;人性化设计原则;具备战略性思考等原则。

(二)基础知识再现:

基础知识再现:

1、 是由相互依存的若干部分组成的、具有特定功能的有机整体。

系统; 由人工建造、 加工而构成的系统, 称为 系 2、 由自然物自然形成的系统, 称为 统,也称为人工系统。

3、作为系统,它们都具有 性,就构成了系统的基本思想。

4、运用 和 和 性、 性、 性和 性。系统的这些基本特 的方法,对系统进行分析,就是系统分析的基本方法。

、 5、简单的系统分析报告的内容包括 三部分。 - 37 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 6、系统被改善了,就是系统优化了。获取系统的最佳 意义。

7、为了使系统达到最优化的目标所提出的各种解决方法,称为 (三)精题解析:

精题解析: 或最佳 ,就是系统优化的 方法。 1、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义,但是如果将它们按照一定的结构形式造 成一座桥梁,就具有了交通的功能,这个案例说明系统最基本的特性是:

) ( A、目的性 C、整体性 的( ) A、整体性 C、动态性 B、相关性 D、目的性 B、动态性 D、适应性 2、 “丢卒保车”“一招不慎,全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言,它们说明了系统基本特性中 、 3、高考临近,各学科进入紧张的复习,某一位教师为了提高所教学科的成绩,他充分利用晚修、自 习课时间给同学们补课。从系统的角度来看,你认为该教师的做法是否正确?为什么? 4、系统有大小,有复杂有简单。我们的多媒体教室就是一个系统,你可把它分为哪些子系统? 多媒体教室 ①电脑子系统:

② ③ ④ :

: (四)思考与训练:

思考与训练:

一、选择题 1、一座城市属于( ) A、人造系统 B、自然系统 C、复合系统 D、实体系统 2、一棵大树是一个系统,它属于( ) A. 抽象系统 B、开放系统 C、静态系统 D、人造系统 3、下列各项中,属于静态系统的有( ) A. 棚室环境系统 C、 人体消化系统 B、池塘生态系统 D、汽车制冷系统 ) 4. 我们使用计算机离不开 windows 操作系统,它属于( A. 自然系统 B、开放系统 C、实体系统 5. 系统的基本特性包括( ) A. 整体性、先进性、相关性、目的性 B. 整体性、可靠性、目的性、环境适应性 C. 整体性、相关性、目的性、环境适应性 - 38 - D、抽象系统 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 D. 整体性、开放性、实用性、可靠性 6. 下面关于系统的叙述,错误的是( ) A. 系统是一个整体,既具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体 B. 系统的目的性是指每个系统都具有特殊的功能 C. 系统必须适应外部环境的变化 D. 在一个系统中,有时各子系统之间往往是互不相干的,甚至是相互对立的 7. 以下不属于修建隔音墙需要考虑的技术要点的是( ) A. 噪音的严重程度 B. 从系统优化的角度考虑,要做到投入最小,效果最好 C. 建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数关系条件,求其数学解 D. 招收工人,及早建成 8. 系统优化的意义是( ) A. 获取系统的最佳效益或最佳功能 C、调整系统的结构 B、改善系统环境 D、改变系统的特征 9. 下列关于系统优化的叙述不正确的是( ) A. 系统优化的过程受一定条件的影响和约束 B. 系统最优化的方法通常是指在一定人力、物力和财力资源的条件下,使取得的效果(如生产价值、 利润、效益等)达到最大,而投入(如能源、资金、人力、时间)达到最小的一种方法 C. 在实施优化的过程中,需要及时调整计划和方法 D. 系统优化是指通过改变系统的结构,使系统达到更理想、更佳效果的过程 10、2003 年 10 月我国自行研制的载人飞船“神舟五号”飞入太空。飞船和运载火箭共有几百万个零 部件,这些零部件本身都很一般,但是它们按照一定的结构组合在一起就构成了性能优异的航天飞船,从 而体现了系统的( ) A、动态性 B、目的性 C、整体性 D、相关性 二、 A 地区有山有水有湖泊,就是耕地面积少。20 世纪 50 年代以来,他们的做法是毁林开荒,开 湖放水,围湖造田,并在湖水的源头兴建水库,扩大水浇地面积,一时间,粮食生产上去了,但却带来了 一系列灾难,由于毁林开荒,乱砍滥伐,造成水土流失严重,每年有大量的泥沙流入湖中,由于围湖造田, 开湖放水,使得湖面缩小,湖水减少,而这些变化又引起这个地区气候恶化,近 30 年发生了三次大旱灾, 每次都造成大批庄稼旱死、粮食大幅减产,近些年,这一地区才又开始退耕还田,保湖蓄水。

B 地区农村的人均耕地也比较少,他们通过调整农业结构,开发低丘缓坡,在那里建立各种经济林基 地,如在山坡上种植青枣、板粟等,有的还实行林粮间作,使荒山野岭变成了绿色园林,这样,不仅农业 生产上去了,而且还绿化了山区、改善了环境。

请同学们用系统的方法分析以上案例做法的优缺点以及用到了系统的那些特性。 第一节系统的结构 1、系统的含义:

系统的含义:

系统是由相互联系、相互作用、相互以来和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整 体。 - 39 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 构成系统必须具备的三个条件:

构成系统必须具备的三个条件:

(1)至少要有两个或两个以上的要素(部分) ; (2)要素(部分)之间互相联系、互相作用,按照一定方式形成一个整体; (3)整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。

例:自行车的结构 2、系统的组成、类型:

系统的组成、类型:

系统是普遍存在的,也是多种多样的。根据需要,可以对系统进行不同的分类。如,可把系统分为自 自 然系统和人造系统。

然系统和人造系统。

自然系统是自然形成的系统(如生态系统)。

人造系统是由人工制造加工而成的系统(如计算机系统和机械传动系统)。

也可把系统分为实体系统和抽象系统。

实体系统是实物形态的(如生物系统、机械系统)。

抽象系统是非实物形态的(如哲学系统)。

3、系统的基本特性:

系统的基本特性:

。是系统的最基本的特性,也是观察和分析 (1)整体性 (1)整体性(全局、集合) ——侧重于“部分影响整体” 整体性 系统最基本的思想和方法。

1 ○系统是一个整体,它不是各个要素(部分)的简单相加,系统的整体功能是各要素(部分)在孤立 状态下所没有的。

2 ○系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。

例:巴尔扎克的塑像、 “木桶理论” 、一招不慎全盘皆输、弃卒保车、 “阿波罗”登月飞船上的零件 (2)相关性 (2)相关性(匹配、关联) ——侧重于“部分与部分之间的关联” 相关性 :

构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系,是彼此相关的。

例:古代建筑的“梁柱结构” 、合金钢材料各种性能的相互影响、家庭装修工程 (3)目的性 (3)目的性(功能) 目的性 :

任何系统都具有某种目的,都要实现一定的功能,这是区别不同系统的主要标志。

(4)动态性 (4)动态性(更新) 动态性 :

物质都是不断变化,因此系统是一个动态的系统,处在运动变化和发展之中。

(5)环境适应性 (5)环境适应性(自适应) 环境适应性 :

系统都存在于一定的环境之中,并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换,系统必须适应 外部环境的变化。

例:

“春捂秋冻” 、电冰箱不能紧贴墙放置 (结合课本相关案例,学会运用系统的基本特性,分析身边的系统)。 第二节系统的分析 1、系统分析及其目的:

系统分析及其目的:

系统分析是指为了发挥系统的功能, 实现系统的目标, 运用科学的方法对系统加以周详的考察、 分析、 比较、试验,并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序,或对原有的系统提出改进方案的过程。

目的:寻求解决问题的最佳决策。 - 40 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 系统分析一般是从系统的整体功能出发,全面地思考与解决问题。

1 ○系统分析的目标:发挥系统的功能,实现系统的目标。

2 ○系统分析采用的方法:运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验。

3 ○系统分析产生的结果:拟订一套有效的处理步骤和程序,或对原系统提出改进方案。

例:王选汉字激光照排系统 2、系统分析及其一般步骤:

系统分析及其一般步骤:

明确问题, 明确问题 设立目标 收集资料, 收集资料 制定方案 分析计算, 分析计算 评价比较 检验核实, 检验核实 作出决策 (结合田忌赛马案例) 3、系统分析的主要原则:

系统分析的主要原则:

(1)整体性原则(丁谓修复皇宫) 整体性原则 系统分析首先要着眼于子系统整体,要先分析整体,再分析部分;先看全局,后看局部;先看全过程, 再看某一阶段;先看长远,再看当前。

例:田忌赛马、丁谓修复皇宫、街道各部门施工 (2)科学性原则(三三进九不如二五一十) 科学性原则 系统分析一方面要有严格的工作步骤,另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析, 使决策的过程和结果更具用说服力。

例:种稻“三三进九不如二五一十” (3)综合性原则(孝襄高速公路) 综合性原则 系统分析时还要注重综合性原则,要综合分析,统筹兼顾,不可顾此失彼,因小失大。

例:孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水坝 第三节 系统的设计 一、教学内容分析 教学内容分析:

内容分析 系统设计是研究和认识系统的目的,本节教学内容应围绕系统设计展开。根据系统的目的和要求、各 子系统之间的相互关系,对系统进行整体设计、评价和优化,就是系统设计。通过分析系统设计应考虑的 主要问题,根据系统设计的一般步骤,应能进行简单的系统项目设计。可结合具体实例让学生分析系统设 计应考虑哪些主要的问题,并组织讨论活动。

本节由“1.系统的设计”、“2.简单系统的设计的实现”等 2 小节组成。

本部分教材编写突出连个特点:首先,突出技术的思想方法。教学内容体现了科技发展的先进成果和 先进文化,是当代技术思想和方法重要的基础组成部分,具有丰富的思想内涵和方法论意义,对所有学生 的发展都具有教育价值,是技术的学习真正超越技能主义的局限,使技术成为“有思想的技术”,拓展学 生对技术的认识,促使学生认识上的迁移和共通能力的发展。其次,强调运用理论和方法解决实际问题。

这里更多的是注重学生从理论到实践的第二次认识飞跃,在编写安排上是从理论入手,最后回到设计的实 践。

二、教学对象分析:

教学对象分析: - 41 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 通过上节课的学习,学生对系统的优化已经有了初步的了解,通过简单系统的设计案例的分析,初步 学会简单系统设计的基本方法。

三、目标:

目标 1.知识与技能:

知识与技能:

知识与技能 (1)通过简单系统的设计案例的分析,初步学会简单系统设计的基本方法。

(2)确定一个生活或生产中的简单对象,根据设计要求完成系统的方案设计。

2.过程与方法:

过程与方法:

通过案例进行系统设计,在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去,考虑到系统各要素之间的作用和 联系, 进行系统分析和优化. 通过手电筒进行系统设计,在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去,考虑到系统各要素之间的作用 和联系, 进行系统分析和优化. 3.情感态度价值观:

情感态度价值观:

情感态度价值观 (1)学会把系统思想和方法运用到自己的生活、工作和学习中去进行设计 (2)培养学生动手动脑实践能力。

四、教学重难点:

教学重难点:

1.教学重点:

1.教学重点:

教学重点 (1)系统设计中要考虑的主要问题;系统设计的一般过程及思想方法。

(2)系统设计中要考虑的主要问题分析。

2.教学难点:

2.教学难点:

教学难点 简单系统的设计的实现。

五、教学概述:

教学概述:

在教学实践中让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案,让学生在技术实践中学会系统设计的方 法,教师引导学生进行总结和提升。通过案例简单系统进行设计,把系统的思想贯穿于整个设计当中,初 步学会简单的系统设计的基本方法,学习如何进行系统设计。

2 课时。

课时。

六、教学器材:

教学器材:

玩具电动机、灯泡、齿轮、手摇柄、导线等 七、教学过程:

教学过程:

一)引入:我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计,系统设计运用的案例比比皆是。

例如:

例如:

家庭室内装修设计 假期旅游行程设计 个人形象设计 班级管理系统设计 学校田径运动会竞赛日程表设计等等 第三节 系统的设计 二)新课教学:

新课教学:

思考以下三个问题:

阅读课文第 76 到 90 页,思考以下三个问题: - 42 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 1、什么是系统设计? 2、系统设计应考虑的主要问题有哪些? 3、系统设计的一般步骤是什么? (一)系统的设计 抽学生回答,检查阅读结果。加深其他学生印象。

1.系统的设计的涵义:

.系统的设计的涵义 系统设计:在系统分析的基础上,设计出满足预定目标的系统的过程。

2.系统设计应考虑的主要问题:

.系统设计应考虑的主要问题:

设计应考虑的主要问题 (1)系统设计的目的与要求。

)系统设计的目的与要求。

理解:从系统的整体出发,以系统整体功能的最优为目的 (2)系统各部分之间的相互联系与相互作用。

)系统各部分之间的相互联系与相互作用。

理解:运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题,注重各部分的横向、纵向联系。依据 系统的基本特性,既要考虑当前,也要考虑长远。

(3)系统设计方案的优化。

)系统设计方案的优化。

理解:从系统整体考虑优化,统筹兼顾,再在此基础上完善个部分的设计。

马上行动:

马上行动:

思考:从系统设计的思路出发,怎样理顺这些关系? 思考:从系统设计的思路出发,怎样理顺这些关系? 学生:路向选择——地质勘探——资金分配——人员调配——材料购置——施工进度 (1)要实现筑路工程的总体目标是:经济、快速、安全、方便地选择路向。

(2)进行地质勘探,哪些路段适合筑路,哪些路段不适合筑路,哪些地段适合架桥,哪些地段要避 开耕地。

(3)选择筑路技术方案,不同的地段实施不同技术方案,如公路要越过两座山坡,是穿隧道还是绕 道行。

(4)进行资金合理的分配 (5)考虑工期、人员、材料安排方案,合理安排人员,各段工程同时进行,实行并行施工,在不增 加总资金的情况下,降低材料成本,减少材料的浪费,就近取材,就地取材,选择合理路线购置材料。

在 不增加过多人工的前提下,提高工程进度,提高劳动生产率。

3.系统设计的一般步骤:

.系统设计的一般步骤:

(1)将系统分解为若干子系统; (2)确定各子系统的目标、功能及其相互关系; (3)对子系统进行技术设计和评价; (4)对系统进行总体设计和评价。

可以概括为“总——分——总” 。就是当我们要设计一个系统对象时,可以先将对象分解为一个子系 统,分析和确定各个子系统的目标、功能以及它们之间的相互关系和结构组成,然后单独对每个子系统进 行技术设计、评价及优化,然后对由完成的子系统作为构件的系统整体进行总体技术设计和评价。

4. 系统设计的基本方法要点:

系统设计的基本方法要点:

1.遵守设计的一般过程、方法和原则(见《技术与设计 1》P35~P39) 2.遵守系统设计中特有的两条原则: - 43 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (1)设计好系统中的每一个元素或子系统。

(2)设计好各元素或子系统之间的协调关系。

(二)简单系统的设计的实现:

简单系统的设计的实现:

系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统 工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面(讲解课本上两个 案例)。

案例分析:

案例分析:手电筒照明供电部分的设计 讲解:王丹遇到了照明问题,想解决这个问题就要用到系统设计 (一)王丹的目的:用所学过的知识,设计并制作一只简易的手电筒。

王丹的目的 王丹的目的 (二)设计要求 设计要求:可照明的手电筒,携带方便,使用安全。

设计要求 (三)设计分析:

设计分析 1.手电筒的结构:

(1)可把手电筒看成一个整体 (2)再把手电筒照明供电部分分为两个子系统,一个是照明子系统;另一个是供电子系统。

(3)照明子系统的要素是灯泡、导线。

(4)供电子系统的要素是电源、开关。

2.手电筒的功能 (1)手电筒的功能就是照明,取决于各个组成要素 (2)供电装置电源是通过导线的连接驱动灯泡的发光,这些是基本要素,缺少任何一个,手电筒都 不能正常工作。

3.手电筒的组装 (1)将手电筒的各个要素按照一定的要求进行匹配,组装才能达到目的功能 (2)合理选择元器件 (四)设计方案:方案 C 设计方案 1.设计目标:设计一个自动发电手电筒,用发电机代替干电池进行供电。

设计目标:

2.手电筒系统的各要素:

手电筒系统的各要素: 3.工作原理:

工作原理:

用手摇动手柄,使齿轮转动,带动由磁铁和线圈组成的发电机旋转,线圈在磁场中转动时切割磁感线 产生感应电流,将机械能转化为电能,输出电流,使小灯泡发光。

(五)方案制作:

方案制作:

试验:

试验:测试玩具电动机能否改装为发电机 试验器材:

试验器材:玩具电动机、小灯泡、粗棉线、导线。

试验过程:

试验过程:

(1)在电动机的接头上连接小灯泡。

(2)在电动机的转轴上绕十几圈的棉线。

(3)用力快速抽动棉线,使电动机的转子迅速转动,观察小灯泡发光情况。 - 44 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 试验总结:

试验总结:

当外力使电动机转子迅速旋转时,转子线圈中产生感应电流,小灯泡发 光。玩具电动机经改装可以发电。

讲解:

讲解:试验获得成功后,他们开始动手制作。

(1) (2) 设计简单电路,画出电路图。

根据电路图,选择元器件,2.5V 的灯泡、导线、发电机、大齿轮、小齿轮、发电 机座子、手柄等。

(3) 通过手摇柄控制灯泡发光。 工作原理:手柄的轴与大齿轮轴连接,利用轮轴原理,把手运动带动大齿轮转动,大齿轮与小齿轮啮 合提高小齿轮的转速, 带动发电机的转子高速旋转, 快速切割磁感线引起磁通量的变化, 产生感应电动势, 有了感应电流,使小灯泡持续发光。

学生动手试验制作:

学生动手试验制作:

问:你们在设计和制作时遇到哪些问题? 学生:小玩具电动机选择,大小齿轮的匹配。

问:对手电筒的设计方案怎样进行优化的? 案例分析:

室内住宅电气系统设计” 案例分析:“室内住宅电气系统设计” 现在人们最大消费就是购房,当房子买下后,面临的就是装修问题了。在装修过程中,许多业主和装 修公司都十分重视“木工活”、“瓦工活”的施工质量和效果,人们容易忽视住宅的室内电气设计,导致 装潢完成后才发现有设计不合理之处,或住户对每条线路的走向一无所知,殊不知,对将来的使用影响最 大的,既不是地上的砖铺得平不平,也不是墙壁上的涂料刷得是否牢固,而是室内电线、电话线、有线电 视光缆的铺设是否安全合理,使用后出现了故障能不能检修,所以进行住宅室内电气线路设计很重要。

随着住户各类家用电器的逐渐增多,特别是空调、电热水器等大功率电器的使用,住宅电气设计由原 来的纯照明向多功能的方向发展。为避免住户使用过程中的电气线路过载等状况的发生,运用系统的思想 整体地进行电气线路的设计是非常必要的。

下面我们就对杨辉购买的一套 135.6m 的三室二厅的新房室内电气线路进行系统的设计. 组织学生讨论并分析教材第 89 页案例: “室内住宅电气系统设计”明确室内住宅电气系统的设计从 以下方面考虑。

(一)系统设计的目的与要求:

系统设计的目的与要求:

1.分析室内照明的功能需求,书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和凉台的照明要求是如何的? 2.系统组成部分之间的相互联系和作用:针对不同的照明需求来选择怎样的灯具? 3.如何计算家居总用电量? 4.室内照明的电线敷设的安全标准? 5.系统设计方案及其优化:

(二)设计要求: 设计要求: 2 - 45 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 1.用电负荷:照明用电负荷 800w,娱乐用电负荷 1500w,厨房用电负荷 1300w,空调用电负荷 3000w。

最大功率 P=800w+1500w+1300w+3000w=11100w 2.照明和各种家用电器使用安全、方便,相互之间影响小,便于维修。

(三)设计分析; 设计分析; 1.设计的目的方便住户使用,满足住户的舒适和审美要求,便于维修,安装规范,确保室内电气线 路的安全。

2.室内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成,它们构成了室内电器线路系统的子系统。

3.当某一回路发生故障时,不影响其他回路的正常工作。

(四)设计方案:

设计方案:

1.电源配电箱 电源通过住宅的专用配电箱再进入室内房间, 配电箱中应有短路、 过载和漏电保护, 具有过负载、 过电压和漏电保护功能。每户应设置强弱电箱,配电箱内应设动作电流 30MA 的漏电保护器,分路 经过控开后,分别控制照明,空调,插座等。控开的工作电流应与终端电器的最大工作电流相匹配,一 般情况下,照明 10A,插座 16A,柜式空调 20A,进户 40-60A。

2.电路的设计 杨挥家用电负荷最大值约为 11.1kw,通过安全电流 11.1kw/220v=21A,电流过大各线路必须采用单独 的电路回路。室内配电系统采用多回路形式,本例设计有照明回路、插座回路、空调回路,对于厨房、浴 室设立单独回路。

3.导线与电器设备选择 (1)导线:为了防火、维修及安全,最好选用有长城标志的“国标” 塑料或橡胶绝缘保护层的单股 铜芯电线,线材槽载面积一般是:照明用线选用 1.5 平方毫米,插座用线选用 2.5 平方毫米,空调用线不 得小于 4 平方毫米,接线选用绿黄双色线,接开关线(火线)用红、白、黑、紫等任一种。但在同一家装工 程中用线的颜色用途应一致。

(2)电器设备:电源配电箱、电表、控制开关漏电保护开关、电源插座、开关面板、插座的选材面 板的尺寸应与预埋的接线盒的尺寸一致;表面光洁、品牌标志明显,有防伪标志和国家电工安全认证的长 城标志;开关开启时手感灵活,插座稳固,铜片要有一定的厚度;面板的材料应有阻燃性和坚固性。

(五)线路布置 1.智能系统:在住宅电气线路设计中应预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线,在客厅和 三间睡房预埋电话线、有线电视信号线、视频线、选择其中一间睡房作为书房,预埋网络线。

2.照明回路:在睡房、客厅、饭厅、厨房、浴室、凉台室安装一个主光源吊灯,在睡房和客厅的墙 壁上安装辅助光源壁灯。

3.功能电路:厨房放置冰箱、电饭堡、电热水器,排气扇电源插座,浴室安装淋浴器、洗衣机的电 源插座,睡房和客厅安装空调的电源插座,书房安装娱乐电视机、音响、电脑等的电源插座都是独立的电 源回路。

4.线路布置图:在形成了住宅的电气线路设计方案后,绘制出线路走向位置尺寸图和线路布线图, 编写《电气线路设计说明书》草拟布线图。

(1)划线。确定线路终端插座,开关,面板的位置,在墙面标画出准确的位置和尺寸。

(2) 开槽。 - 46 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (3)电源线配线 (4) 埋设暗盒及敷设 PVC 电线管。

(5) 穿线。

(6) 安装开关,面板,各种插座,强弱电箱和灯具。

(7) 检查。

(8) 完成电路布线图,并向住户反馈设计方案,根据住户的意见进行修正。提交设计单位备案。

5.布线要求原则:

(1) 设计布线时,执行强电走上,弱电在下,横平竖直,避免交叉,美观实用的原则。

(2) 开槽深度应一致,一般是 PVC 管直径+10MM。

(3) 电源线配线时,所用导线截面积应满足用电设备的最大输出功率。一般情况,照明 1.5 平方空 调挂机及插座 2.5 平方,柜机 4.0 平方,进户线 10.0 平方。

(4) 暗线敷设必须配阻燃 PVC 管。插座用 SG20 管,照明用 SG16 管。当管线长度超过 15m 或有两个 直角弯时,应增设拉线盒。天棚上的灯具设拉线盒固定。

(5) PVC 管应用管卡固定。PVC 管接头均用配套接头,用 PVC 胶水粘牢,弯头均用弹簧弯曲。

(6) PVC 管安装好后,统一穿电线,同一回路电线应穿入同一根管内,但管内总根数不应超过 8 根, 电线总截面积(包括绝缘外皮)不应超过管内截面积的 40%。

(7) 电源线与通讯线不得穿入同一根管内。

(8) 电源线及插座与电视线及插座的水平间距不应小于 500mm。

(9) 电线与暖气、热水、煤气管之间的平行距离不应小于 300mm,交叉距离不应小于 100mm。

(10) 穿入配管导线的接头应设在接线盒内,线头要留有余量 150mm,接头搭接应牢固,绝缘带包缠 应均匀紧密。

(11) 安装电源插座时,面向插座的左侧应接零线(N),右侧应接相线(L),中间上方应接保护 地线(PE)。保护地线为 2.5 平方的双色软线。

(12) 当吊灯自重在 3kg 及以上时,应先在顶板上安装后置埋件,然后将灯具固定在后置埋件上。

严禁安装在木楔、木砖上。

(13) 连接开关、螺口灯具导线时,相线应先接开关,开关引出的相线应接在灯中心的端子上,零 线应接在螺纹的端于上。

(14)导线间和导线对地间电阻必须大于 0.5MΩ。

(15)电源插座底边距地宜为 300mm,平开关板底边距地宜为 1300mm。挂壁空调插座的高度 1900MM。

脱排插座高 2100MM,厨房插座高 950MM,挂式消毒柜 1900MM,洗衣机 1000MM。电视机 650MM。

(16)同一室内的电源、电话、电视等插座面板应在同一水平标高上,高差应小于 5mm. (17)安装开关,面板,插座及灯具时应注意清洁,宜安排在最后一涂乳胶漆之前。

6.各房间的布线:

(1)卧室:

一般应为 6 支路线:包括电源线、照明线、空调线、电视馈线、电话线、电脑线。

卧室各线终端欲留:床头柜的上方欲留电源线口,还应欲留电话线口。写字台或电脑台上方应 装电源线、电视馈线、电脑线、电话线接口。照明灯光采用单头灯或吸顶灯,多头灯应加装分控器, 重点是开关,采用双控开关,单联,空调线终端接口欲留。 - 47 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (2)走廊、过厅:

应为 2 支路线:包括电源线、照明线。电源终端接口欲留 1—2 个。灯光应根据走廊长度、面积而定、 如果较宽可安装顶灯、壁灯;如果狭窄,只能安装顶灯或透光玻璃顶,在户外内侧安装开关。

(3)厨房:

应为 2 支路线:包括电源线、照明线。电源线部分尤为重要,最好选用 4mm 线,因为随着厨房设备的 更新,目前使用如微波炉、抽油烟机、洗碗机、消毒柜、食品加工机、电烤箱、电冰箱等设备增多,所以 应根据客户要求在不同部位欲留电源接口,并稍有富余,以备日后所增添的厨房设备使用,电源接口距地 不得低于 50cm,避免因潮湿造成短路。照明灯光的开关,最好安装在厨房门的外侧。

(4)餐厅:

应为 3 支路线:包括电源线、照明线、空调线。电源线尽量欲留 2 至 3 个电源接线口。灯光照明最好 选用暖色光源,开关选在门内侧。空调也需按专业人员要求欲留接口。

(5)卫生间:

应为 3 支线路:电源线、照明线、电话线。电源线以选用 4mm 线为宜。考虑电热水器、电加热器等大 电流设备,电源线接口最好安装在不易受到水浸泡的部位,如在电热水器上侧,或在吊顶上侧。电加热器, 目前看好的是浴霸,同时可解决照明、加热、排风等问题,浴霸开关应放在室内。而照明灯光或镜灯开关, 应放在门外侧。在相对干燥的地方欲留一个电话接口,最好选在坐便器左右为宜,电话接口应注意要选用 防水型的。最好在坐便器旁再安个排风扇开关。

(6)客厅:

客厅布线一般应为 8 支路线:包括电源线(2.5mm 铜线)照明线(2.5mm 铜线)、空调线(4mm 2 2 2 2 2 铜线)、电视线(馈线)、电话线(4 芯护套线)、电脑线(5 类双脚线)、对讲器或门铃线(可选 用 4 芯护套线,备用 2 芯)、报警线(指烟感,红外报警线,选用 8 芯护套线)。

客厅各线终端欲留分布:在电视柜上方欲留电源(5 孔面板)、电视、电脑线终端。空调线终端欲留孔 应按照空调专业安装人员测定的部位欲留空调线(16A 面板)、照明线开关。单头或吸顶灯,可采用单联 开关;多头吊灯,可在吊灯上安装灯光分控器,根据需要调节亮度。在沙发的边沿处欲留电话线口。在户 门内侧欲留对讲器或门铃线口。在顶部欲留报警线口。客厅如果需要摆放冰箱、饮水机、加湿器等设备, 根据摆放位置欲留电源口,一般情况客厅至少应留 5 个电源线口。

(7)书房:

应为 7 支线路;包括电源线、照明线、电视线、电话线、电脑线、空调线、报警线。

书房内的写字台或电脑台,在台面上方应装电源线、电脑线、电话线、电视线终端接口,从安全角 度应在写字台或电脑下方装电源插口 1-2 个,以备电脑配套设备电源用。照明灯光若为多头灯应增加 分控器,开关可安装在书房门内侧。空调欲留口,应按专业安装人员要求欲留。报警线应在顶部欲留接线 口。

(8)阳台:

应为 2 支线路:包括电源线、照明线。电源线终端欲留 1—2 个接口。照明灯光应设在不影响晾衣物 的墙壁上或暗装在挡板下方,开关应装在与阳台门相联的室内,不应安装在阳台内。

7.方案实施:

布线的时候的特别要求:

强电和弱电的管槽之间距离 30 厘米以上,因为并排走线强电和弱电之间会有干扰。 - 48 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 (1)插座多装,宁滥勿缺。楼梯间一定要有插座。炉灶旁边不要设插座,有安全隐患。

(2)开关不要放在门背后等距离狭小的地方。

(3)走道里最好设计一个双控灯,这头打开,那头关闭。

(4)插头最好买带有面板的,一些长时间不用的插座不容易损坏。

(5)餐厅灯要考虑餐桌摆放的位置,否则灯不在餐桌正中。

(6)小的射灯一定要装变压器,没有变压器,灯就像随时会爆炸的小炸弹,最后的结果是永远不 (7)多买 2 眼的插座,3 眼的电器少。

(8)有线插座要买宽频的。

(9)原有的下水管、地漏的位置最好别改变。改不好的话,最容易泛水。

(10)电工管线铺完没封槽之前,画出走线图。

(11)为了省电,请精确规划平时微弱耗电电器(如电视、DVD 机、微波炉、空调,DVD 机等)的插座。

不拔插头都处于待机状态的 DVD 最好装有开关的插座面板,因为待机所耗的电在普通电表里读不出来, 但分时电表会读出来。

(12)穿好线管后要把线槽里的管道封闭起来,用水泥砂浆把线盒等封装牢固,其合口要略低于墙面 0. 50 厘米 以上的间距,否则会产生电磁干扰。

小结与练习:

小结与练习:

1、课堂小结 、 (一)系统的设计 1.系统的设计的涵义:

2.系统设计应考虑的主要问题:

3.系统设计的一般步骤 (二)简单系统的设计的实现 (三)系统设计的主要过程 2、练习 、 (1) 评价项目 成本投入状况 实施的速度 管理的可行性 技术的先进性 技术实现的可 行性 方案 1 少 快 可行 一般 可行 少 快 较可行 一般 可行 方案 2 多 慢 有经费可行 先进 可行 方案 3 5cm 左右,并保持端正。走暗线时通信线不仅不能和电源线的管路一起走,并且还要保持 职工人数 可能产生的负 增多 效应 影响学生正常时间就餐 投入较慢 - 49 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 整体效果 可行 较可行 较可行 (2) 关键是运用系统的思想,设计分选设备中各个部分,使它们之间构成特定的关系,才能实现分选 并达到的可调孔径的目的。

(3) 运用系统的思想解决,方案如下:

①应增加管道和集水设备; ②实现定时排水浇洒; ③当集水设备装满时,通过下水道排水。

第四单元 控制与设计 第一节 控制的手段及应用 一、教学内容分析:

本节内容是苏教版 《技术与设计 2》 第四单元第一节 “控制的手段与应用” 主要内容有 , “控制的手段” 、 “控制的应用” ,其中控制的应用在《控制与设计》这一单元中具有较重要的地位和作用,要求学生能从 应用的角度来理解控制的含义。通过案例的分析,归纳出对控制的认识,学会用整体的、互相联系的观点 解决实际生活中的问题。本节内容有助于提高学生的观察能力和分析能力,在日常生活中有广泛的应用, 并且为后续的教学内容――“控制系统的设计”作准备,有着承上启下的作用。

本节内容:"1.控制的手段"、 2. "控制的应用"

二、教学对象分析:

学生已具有了流程与系统的基本理念,具有了观察和使用简单控制系统的生活体验,这些知识和经验 为教学提供了条件,结合教材的深入讲解,学生不会感到知识的跳跃性过大。

三、目标:

1.知识与技能:

1、理解控制的含义。

2、了解控制的手段。

3、理解控制在生产和生活中的应用。

2.过程与方法:

通过视频导出新课, 通过案例分析和课堂讨论理解控制的含义和了解控制的手段, 并知道控制的应用。

3.情感态度价值观:

通过对控制现象的分析, 对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心, 并把它转化为对后续知识学习的动力。

形成认真严谨的态度,一定的创新精神和实践能力,进而树立正确的设计理念。

四、教学重难点:

1.教学重点:

(1)理解控制的含义,理解手动控制与自动控制。

2.教学难点:

发现并理解生活中的控制现象,对其分析并明确控制的"三要素"。

五、教学概述:

1.通过对典型案例的分析与讨论,让学生了解控制的含义及其在生活、生产中的作用。

2.组织学生阅读、讨论、分析,知道如何从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各种受控对象。 - 50 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 2 课时。

六、教学器材:

典型案例图片收集,课件制作,收集相关视频材料。

七、教学过程:

一)引入新课:

想一想:分析下列事物发展与变化的多种可能性:

鲜花:

鱼塘:

成熟的西瓜:

结论:

事物的发展与变化呈现多样性, 发展结果可能是人们预先期望的, 也可能与预期的目标不相符, 甚至是不希望得到的,如果人们想达到某一特定目的,就必须借助适当的手段来实现。

二)新课教学 一、控制的手段: 用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存在,对控制有初步的认识,打破其神秘感。

现代社会中控制的例子:

学校:学校的音乐铃声、多媒体教学系统、音乐喷泉系统、后门口自动伸缩门等。

家庭:冰箱、电饭煲、微波炉等、自动伞、自动热酒壶。

社会:饮水机、幻彩声控灯、验钞机、干手机、交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等 古代社会中的例子:

案例 1:大禹治水(图片)P096 问题:大禹治水过程中,通过什么手段实现了什么样的目的? 事例 对象 目的 手段 结果 古代治水 洪水 远离洪水 垒坝筑堰,填塞洪水(尧) 愈治愈泛、被帝治死 疏通河道,泄洪为主(禹) 水患大治、传奇英雄 现代治水 加深加宽过水平面,炸除礁石,建堤防,河道整治,植树造林,保护流域生态环境 答案:通过“疏通河道,泄洪为主” 手段实现治理好水患的目的。

【案例分析】 - 51 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 采取不同的控制手段,所获得的结果是不同的,在当时的具体条件下,垒坝筑堰、填塞洪水短期内也 许是可行的,但是长远来讲疏通河道,泄洪才能从根本上解决问题。 所以,我们必须采取适当合理的控制手段才能使事物向我们期望的目标发展,这就是控制。

案例 2:木牛流马:

《三国演义》第一百二十回“司马懿占北原渭桥 诸葛亮造木牛流马”其中描写诸葛亮六出祁山,七 擒孟获,威震中原,发明了一种新的运输工具,叫“木牛流马” ,解决了几十万大军的粮草运输问题,这 种工具比现在的还先进,不用能源,不会造成能源危机。

据研究:木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计,通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种 轮子稍小一些的独轮手推车,载重大,前由人拉、后由人推,运行较慢;流马载重小,轮子稍大一些,由 一人推,运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小:木牛行 动较笨而慢,像牛;流马行动敏捷而快,像马。不是说它们外形像牛像马。

目的:帮助军队运送战略物资。

案例 3:希罗自动门(图片相关材料见教参 P66 或江苏版 P107。

) 公元 1 世纪,希腊人希罗建造的自动打开庙门的装置(图 1)是最早利用气压和液压为动力的自动门。如 图所示,祭坛点火使 1 的空气膨胀,水流入 2,利用水的重量使轴 3 转动,将门打开。祭坛灭火,门即自动 关闭。

希罗自动门如何实现自动开关门的? 利用气压和液压动力装置,实现自动开门、关门。

总结:事物发展的结果可能是人们预先期望的,也可能与预期的目标不相符,甚至是不希望得到的。

如果人们想达到某一特定的目的,就必须运用适当的手段来实现。

1.控制的涵义 (引入控制的概念) 人们按照自己的意愿或目的,通过一定的手段,使事物向预期的目标发展,这就是控制(control) 。

那么,运用什么手段来实现呢? 2.控制的三大要素:

1)控制的对象是什么; 2)控制要达到什么目的; 3)采取什么控制手段。

[马上行动] 找出自行车中存在的各种控制现象:

同学每天都是骑自行车来上学的,在行车过程中,我们通常要控制自行车的速度,方向,遇到人多的 情况还需要控制刹车使车减速。

自行车在行驶时的方向控制问题,其控制的对象就是自行车,控制的目的是为了改变自行车的前进方 向,控制的手段就是骑车人通过双手转动车把,改变前轮的方向并带动后轮改变方向。

自行车在行驶时的速度控制问题,其控制的对象就是自行车,控制的目的是为了改变自行车的前进速 度,控制的手段就是骑车人通过车闸,改变自行车的速度。

马上行动:结合事例(用音乐喷泉的事例) ,重点阐明控制的对象是什么;控制要达到什么目的;采 取什么控制手段。 - 52 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 控制事例 控制的对象 控制的目的 控制的手段 电风扇扇叶转速快慢的控制 电风扇 调节速度 换档 音响的音量控制 音响 音量的调节 旋钮 燃气热水器温度的控制 热水器 调节出水口温度的高低 改变燃气火头的大小 用喷雾器喷洒农药 喷雾器 给庄稼治病 操作喷雾器的手柄 大禹治水 洪水 安息洪波、大治水患 疏通河道,泄洪为主 人力三轮车转弯中的方向控制 人力三轮车 改变三轮车行驶的方向 双手转动车把 3.控制的分类:

控制的实现需要通过一定的手段。从控制过程中人工干预的情形来分,控制有人工控制和自动控制。

人工控制:控制的过程必须在人的直接干预和全程干预下才能完成控制任务。

自动控制:在控制的过程中不需要人的直接干预,使事物的变化准确的按照期望的方向发展。

案例分析:从手摇扇到空调器,手动——手动控制——自动控制 【举例】电扇的风速控制:由人操作电扇风速档位,电机以一定的转速带动扇叶转动,输出预定的风 速。

风扇的风速控制过程中是由人直接参与的,属于人工控制。

空调的温度调节控制:由温度传感器检测室内温度是否达到预设温度,对制冷压缩机进行调控,若室 内温度高于预设温度, 空调的制冷控制电路就会启动制冷压缩机, 送出冷风, 当温度下降到预设温度以下, - 53 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 制冷压缩机停止工作。

【学生活动】请同学区分人工控制和自动控制。

音响的音量控制 人工 全自动洗衣机 自动 普通水龙头出水的控制 人工 电冰箱内温度控制 自动 自动取款机 自动 篮球运动员投篮过程控制 人工 自动烘手机 自动 自动感应门的开关控制 自动 电梯的上下运行过程控制 自动 飞镖的投掷过程控制 人工 肥胖人群体形控制 人工 声控走廊灯的控制 自动 红外自动水龙头出水控制 自动 红绿灯的转换过程控制 自动 手摇晾衣架的控制 人工 光控路灯的控制 自动 马上行动:把你了解的人工控制和自动控制的事例填写在下面的横线上:

人工控制:人工纺纱、普通自来水龙头,旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等。

自动控制:数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等。

按照执行部件的不同,控制分为:机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等 - 54 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 对于自动控制按控制方式分为:开环控制、闭环控制和复合控制。

二、控制的应用 控制的应用自古就有,并在近代得到迅速发展,在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。

通过事例说明控制在社会生产生活的各个领域的应用。

1.控制在工业生产中的应用 控制应用到工业生产中,提高了产品的质量和生产效率,减轻了工人的劳动强度,为工人提供了安全 保障。

案例 1:汽车自动化生产线。

(图片) 汽车焊装、汽车油漆、汽车检测 【讲解】 汽车自动装配生产线实现了汽车零件的自动装配、 喷漆等, 并能对零件的传送速度进行控制, 便于生产操作,大大减轻了工人的劳动强度,提高了产品质量和生产效率。

2.控制在农业生产中的应用 控制应用到农业生产中,提高了劳动效率,减轻了农民的劳动强度,使农民减少在农田里日晒雨淋的 时间。

案例 2:农业现代化设施。

(图片) 折射式微喷、锤式微灌、射流式微喷 【讲解】 农田节水灌溉控制, 在控制农田灌溉水量、 实现水量均匀喷灌的同时减轻了农民的劳动强度。

3.控制在日常生活中的应用 控制应用到日常生活中,提高了人们的生活质量,人类能够在一定程度上按照自己的意愿改变周围的 环境,使之满足人们的要求。

空调机 自动取款机 自动控制水龙头 … … 案例 3:现代网络家电。

(图片) a.海尔 MY-2070EGZ 网络微波炉 1、远程控制:通过因特网、手机短信和移动/固定电话等网络,主人可以在任何时间、任何地点远程 操作家里的微波炉,给独自在家的儿童做一顿美餐; 2、无线通讯:主人所发送的控制信号通过家庭网关无线通讯至微波炉,没有繁杂的走线,消除厨房 安全隐患; 3、菜单下载:从因特网下载烹调菜单,享受最新的美味; 4、自动反馈:微波炉的运行状况、机身故障等信息可通过因特网、e-mail、手机短信和电话等网络 即时通知用户或售后厂商; 5、智能安全管理:远程加、解锁,保护家中儿童; b.无线遥控技术,使安装高度 不再受限,操作更加自如智能变速技术,只要你选择智能变速技术,系 统便会自动转换功率,从而实现更多的热水出水量,让我们的洗浴更加舒适 专利防电墙技术,确保您即使在不安全用电环境下的洗浴安全安全预警技术,时刻监测用电环境,当 用户家地线带电,显示屏报故障显示“E4",蜂鸣器发出警示音,提醒用户家中存在用电隐患 - 55 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 c. 网络超薄氧吧换新风空调 1、远程控制:通过因特网、手机短信和移动/固定电话等网络,主人可以在任何时间、任何地点远程 操作家里的空调; 2、无线通讯:主人所发送的控制信号通过家庭网关无线通讯至空调,无须布线,不影响房间美观; 3、操作简单:无须下载任何管理软件; 4、自动反馈:空调的运行状况、机身故障等信息可通过因特网、e-mail、手机短信和电话等网络即 时通知用户或售后厂商; 5、智能享受:主人在快到家时预先打开家里的空调,长期不在家时也可以打开空调进行除湿等操作, 既节能环保又能够最大限度的享受舒适的生活; 6、智能化空气调节:如果配上相应的网络空气质量传感器,当家庭中某项指标超标时,空调会自动 启动相应的功能进行调节; 7、功能简介:正压换新风氧吧,健康除菌光,超薄时尚外观,自动可关闭进风口,强力杀菌媒,辅 助电加热,停电补偿技术,健康负离子,夜光按键遥控器。

4.控制在社会生活中的应用 控制应用到社会生活中,使整个社会能协调、健康、有序地发展。

控制人口增长,提高人口素质 各种法律制度 交通管理 … 5.控制在军事、国防中的应用 控制应用到军事国防中,提高了国家防备和抵抗侵略的能力,为保卫国家的主权、统一、领土完整和 安全提供了必要的条件。

【辩论】自动控制技术在各行各业的应用,一方面减轻了人的劳动强度,解放了生产力,另一方面也 可能造成失业人数的增加,对此,你持什么观点呢?请分小组讨论,并说明原因。

这两个命题并不矛盾。从经济学角度,发展密集型产业,解放劳动力,是社会发展的趋势,而富余的 劳动力,则可以通过发展第三产业得以解决。

小结:

一、控制的手段: 1.控制的涵义 2.控制的三大要素:

3.控制的分类:

二、控制的应用 练习:

2.机械控制:普通水龙头、浮子——杠杆水位控制、电饭煲等。

电子控制:电子计算器、家用电冰箱、自动门、汽车自动变速器的电子控制装置。

气动控制:化工生产中常用的气动阀门、公交车车门开关控制。

液压控制:建筑工地打桩机、修理汽车用的油压千斤顶。 - 56 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 第二节 控制系统的工作过程与方式 一、教材分析:

教材分析 《控制系统的工作过程与方式》选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术-技术与设计 2 》的第 四单元第二节(江苏教育出版社)。

《控制系统的工作过程与方式》这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握,包 含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。

生活中不乏简单控制系统的应用,人们对此往往象看待日出日落一类自然景色般的习以为常。本部分 内容的学习,正是要引导学生,从技术的角度、用控制的思维看周围的存在,分析其道理。

本课教学内容,从学生生活经验出发,从实例分析入手,归纳出对控制系统的一般认识,以及根据控 制系统方式分类的开环控制系统和闭环控制系统两类,并侧重对开环控制系统的工作过程、方框图、重要 参数进行分析。

二、课时安排:

课时安排:

本节内容的教学建议安排 2 课时,第一课时内容为控制系统;第二课时内容为开环控制系统和闭环 控制系统。

三、教学目标分析及实施:

教学目标分析及实施:

第一课时 教学目标分析:什么是控制系统 实施过程:

(一)引入新课:

日常生活中的控制举例:

A.拔动教室电灯开关,灯的亮与不亮与手动有关。

B.声光感应开关,当有声音时灯亮。

C.红外感应出水龙头,手靠近水龙头出水,离开则不出水。

D.宾馆自动门,当有人进入,门自动打开。

E.当手靠近自动烘手机时,机器启动;当手离开时,机器关闭。

(是靠着红外线感知手的靠近过程,没有人用的时候,鼓风机和加热电炉丝都自动切断了电源。当手 的温度在红外传感器监视范围之内的时候,烘手机就启动。) 师生归纳、抽象以上活动的特征:

一个输入信号(如手拔开关)对应着一个输出信号(如灯亮或不亮)。

这些控制是怎样实现这个功能的呢?或者说,它们工作过程是怎样的呢?这个知识我们这节课就要学 到。今天我们来学习第二节:控制系统的工作过程与方式 (二)新课教学:

一、控制系统 1、什么是控制系统:

要想进一步了解控制,我们首先需要分析:控制的对象是什么?控制要达到什么目的?采取什么控制手 段? 然后,控制的实现又是通过哪些具体的环节呢? - 57 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 【案例分析】教室电灯的开关控制、自行车速度的控制、电风扇风速的控制 控制事例 电灯的开关控制 自行车速度的控制 控制的对象 电灯 自行车 控制的目的 电灯的开关 速度的调节 气 控制的手段 拨动开关 改变踩动脚蹬的力 电风扇扇叶转速快 慢的控制 电风扇 调节速度 换档 分析教室电灯的开关控制、自行车速度的控制的实现过程、电风扇风速的控制过程。

(画出控制过程方框图) 脚踩的力 (输入) 脚蹬、曲柄、链轮 中轴、链条、飞轮 自行车的动力控制系统 自行车行驶的速度 (输出) 电风扇风速的档位 (输入) 电机 扇叶 电风扇的风力控制系统 风速 (输出) 开关的接通/断开 (输入) 控制电路 灯泡 电灯的控制系统 灯泡的亮/灭 (输出) 自行车行驶的速度控制是通过脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等部件来实现。

脚踩的力 (输入) 脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、 飞轮 行驶的速度 (输出) 电风扇的风速控制是通过改变电机的转速来实现的。

风速的挡位 (输入) 【总结】 一般的控制过程都有一个输入和一个输出。

任何一种控制的实现,都要通过若干个环节,这些环节构成一个系统,我们称之为控制系统。

控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。 - 58 - 电机、扇叶 风速 (输出) 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 【马上行动】(课文 p102)指出表中所列事例是否属于控制系统,如果是控制系统,请指出系统的输 入、输出分别是什么?(一般的控制过程都有一个输入和一个输出。) 是否属于控制 系统 电饭煲 脱粒机 红外线自动水 龙头 是 是 是 做饭指令(电信号) 启动指令(电信号) 人手的红外信号 锅内的温度 脱粒的量 出水和不出水 输入 输出 控制系统一般分为开环控制系统(open loop control system)和闭环控制系统(closed loop control system)。

第二课时 教学目标分析:认识开环控制系统、闭环控制系统,并对开、闭环控制系统进行简单的分析。

实施过程:

1、开环控制:

【阅读课本】普通游泳池注水控制系统控制过程 游泳池注水控制系统中,如果进水管单位时间的水流量一定,那么游泳池水位的高低与进水的时间一 一对应。我们可以利用定时器来控制进水阀门的开启与关闭。 注水的时间 (输入) 水流量 定时器 进水阀门 游泳池的注水控制系统 游泳池 游泳池的水位 (输出) 设定注水 的时间 (输入) 定时器 进水阀门 进水阀门 游泳池 游泳池的水位 (输出) 为了分析控制系统的方便,我们可以使用方框来表示系统的环节,用单向箭头(单向信号线)来表示 系统信号传递的方向。这样画出的控制系统的方框图可以表示系统的各个环节在系统中的位置、功能和相 互之间的关系。

定时器对输入的注水时间进行处理并发出控制命令,控制进水阀门往游泳池里面的注水量。

注:在把游泳池注水控制系统进行分解的时候,分析的时候要注意措词,使学生对“控制”“执行” , , “被控”“控制量”这样一些名词提前有所感知。

, 【案例分析】自动门的控制系统:

自动门系统由四个子系统组成:传感器、控制器、执行器(电动机)、被控对象(门)。 - 59 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 当有人到达门前某一距离时,传感器感知,发出“有人”的信号,控制器接到传感器传来的信号后, 经变换放大后传给执行器(电动机),电动机根据传来的开门信号转动,门(被控对象)被打开,控制器 保持开门信号延时设定的时间后,自动发出关门信号,电动机反转,门重新关闭。与人类比,传感器相当 于眼睛,判断有没有人要通过;控制器相当于人脑,根据眼睛传来的信号下达指令;执行器相当于人手, 把门打开。

自动门的工作原理可以用下面的方框图来描述:

红外装置是否检测到人 体热辐射发出的信号:

(输入) 在上面的例子中,信息总是自输入端单向传至输出端,不存在信息逆向流动,象这样的控制系统的输 出量不对系统的控制产生任何影响的控制系统成为开环控制系统。

控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响,这种控制系统称为开环控制系统。

开环控制系统的方框图:

控制电路 电机 转动 自动门 门的开启或关闭 (输出) 利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控制过程分别引出名词:

输入量:控制系统的给定量。

控制器:对输入信号进行处理并发出控制命令的装置或元件。

执行器:直接对被控对象进行控制的装置或元件。

控制量:执行器的输出信号。

被控对象:控制系统中所要求控制的装置或生产过程。

输出量(被控量):控制系统中所要控制的量,也是控制系统的输出信号。

控制量与被控量的区别: 控制量:执行器的输出信号。

被控量:控制系统的输出信号。

开环控制系统特征:

系统的输出量仅受输入量控制,输入量到输出量之间的信号是单向传递,输出量不对控制产生任何影 响。

马上行动:列举你所知道的开环控制系统。

(红绿灯定时控制系统、防盗报警系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统、声 控灯、自动烘手机、自动水龙头、洗衣机、电风扇的风速控制、直流电动机和数控机床等。) 案例分析:水泵抽水控制系统(104) 控制量 水流量 接通电源 (输入) 控制器 电机 执行器 水泵 被控对象: 水管 水管排出水 (输出) 这是一个开环控制系统,在这个控制系统中,水泵是否排出水受电源开或关的控制,而且信号的传递 - 60 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 是单向的。

马上行动:

①用方框图说明下列开环控制系统的工作过程。

(1)普通家用电饭煲的煮饭控制。

普爱通电饭锅的控制中,加热过程的控制是一个以温度为变量、按时间顺序变化的时序控制,因而, 它是一个开环自动控制系统。控制的对象是电饭锅内的内锅,输出量是内锅温度按时间变化的规律。输入 量是“做饭指令”,这个指令的核心是:内锅温度低于限制温度(103℃),电热盘工作;内锅温度达到 限制温度,电热盘停止工作;内锅温度达到限制温度,电热盘停止工作;内锅温度下降到保温点(65℃) 时,实施保温控制。在具体操作上是由按钮实施。系统的执行器是电热盘。 保温限温 控制装置 (2)公共汽车车门的开关控制系统。

开关 (输 入) 煮饭指令 (输入) 电热盘 内锅 煮饭 (输出) 电磁阀 气动活塞 车门 开/关 (输出) 输入量为开关信号,输出量为车门的开与关,控制量为气动活塞的行程。

②列举你所了解的开环控制系统的例子,说明其控制工作过程,并画出方框图。

电视机和遥控器构成了一个开环控制系统。接通电源,打开电视机的开关,将遥控器的前端对准电视 机上的红外检测装置,通过按按钮,可以选择频道节目。

探究:

① (1)酒店自动叫醒报务控制系统的工作过程,画出方框图。

设定叫醒时间 电脑 客房电话 叫醒信号 (2)当系统自身计时出现误差时,叫醒报务时间是否准确?也就是系统能否修正这一误差? 是一个开环系统, 所以如果系统自身时间计时有误, 系统不能自动调整过来, 叫醒时间也就要出差错。

②火灾自动报警系统由火灾探测器、现场报警部件、报警控制器组成。火灾探测器包括感烟探测器和 感温探测器,现场报警器包括警铃、讯响铃、报警门灯等,报警控制器按显示方式分为数码显示和液晶显 示两种不同的类型。

烟雾信号 2、闭环控制:

进水管的水压会在注水过程中发生变化,比如水压会变小,此时若还使用前一种注水系统,会导致什 么问题? (学生活动)设定的时间到了,游泳池的水还没有达到预期的水位。

(引导分析) - 61 - 烟感探测器 报警控制器 电信号 报警部件 报警声 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 如何解决这一问题? 设计该控制系统的目的:在存在干扰因素的情况下,如何克服干扰,达到预期目标。

在存在干扰的情况下,我们可以想办法消除掉它对被控对象的影响,使事态的发展回归正途。

我们可以借鉴如下的例子:

我们来分析一下人拿杯子这个动作完成的过程。人在打算拿桌子上的杯子时,首先要看一下,杯子的 位置与自己手的距离有多少,然后人的大脑会命令自己的手做出动作,向减少这个距离的方向移动,同时 不断的观察两者之间的距离还有多少, 直到人的手碰到了杯子, 大脑就命令手停止运动, 杯子也就拿到了。

这个过程可以用下边的图来表示 杯子的位置 人眼 大脑 人手 人手的位置 人眼 人类行为控制系统举例 人就是通过这个过程来完成拿杯子这个动作的。 在这个例子中, ①杯子的位置作为人控制手要达到的位置(给定量) , ②人眼一方面感知该控制系统输出量即人手的位置命令另一方面得出它与给定量之间的差距,大脑相 当于控制器, ③人手兼职执行机构和被控对象双重角色。

显然该系统具备较高的控制精度且抗干扰能力强,其原因就在于它将给定量与所检测的被控量进行比 较,也就是说我们如果增加检测和比较环节,就能解决干扰的问题,做到高精度的控制。

在进行完这种思考后,我们回过头来解决注水的问题:

例如:游泳池注水控制系统。将输入由设定注水时间改为设定游泳池水位 比较器 给定水位 (输入) 水流量 控制器 进水电磁阀门 游泳池 + 游泳池的水位 (输出) - 检测装置 把输入量设定为“预期中的游泳池的水位” ,增加一个检测游泳池水位的装置,把测量到的游泳池当 前水位返回到该控制系统的输入端,通过一个具有计算功能的装置(比较器) ,来与输入量相减,当实际 水位比设定水位低时,控制器控制进水阀门继续注水;当实际水位达到设定水位时,控制器发出信号关闭 进水阀门。

经过改进后的游泳池注水系统,增加了输出端到输入端的信息传递,即把输出量返回到输入端与给定 - 62 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 值进行比较,构成了一条闭合回路。

我们把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。

闭环控制系统方框图:

比较器 + - 特点:在系统的输入量和输出量之间,还有一条从输出量返回到输入端的反馈环节,它们形成了一条 闭合回路,反馈环节使得输出量的改变对控制的过程产生直接影响。信号传递是闭合回路。

让学生观察并解释闭环控制系统与开环控制系统的区别?然后教师归纳总结。

开环控制系统与闭环控制系统的区别: 开环控制系统 区 别 马上行动 P106:

判断下列控制系统是否属于闭环控制系统,画出方框图:

控制系统 是否属 于闭环控制 系统 缝纫机的缝纫速度控制系 统 电冰箱的温度控制系统 走道路灯的声光控制系统 交通路口红绿灯自动控制 (根据车流量大小改变红绿灯 时间)系统 对一种自动装置的设计和分析, 通常都是从输入量给定开始, 到输出量稳定为止来分析其工作过程的, 一般不把人作为环节加入其中。

【阅读】开环控制系统经典应用案例分析:“希罗的自动门”控制的工作过程分析说明 方框图 信号传递是单向的 闭环控制系统 信号传递是闭合回路 - 63 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 画出“希罗的自动门”控制方框图 水流量 祭坛的点火 或灭火 2 、分析一个开环控制系统工作过程 抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图. 比较器 机械控制 进水阀门 气压控制 虹吸 自动门 门开或关 给定 水位 + 水流量 水箱 水箱的水位 - 浮球 四、课后演练:

课后演练:

以教材 107 页练习第一题作为课堂反馈,让同学们会分析是开环控制系统还是闭环控制系统以及它们 的工作过程。

五、教学资源:

教学资源:

书上案例:

书上案例 教材 102 页马上行动,请分析表中的事例是否是控制系统?如果是控制系统,请指出系统的输入、输 出分别是什么? 教材 103 页案例分析“自动门的控制系统” 。

教材 103 页马上行动,列举你说知道的开环控制系统。

教材 104 页案例分析“电子警察——车辆超速检测系统” 。

教材 104 页马上行动,根据事例画出方框图,并写出控制工作过程。

教材 105 页探究,根据事例画出方框图,并写出控制工作过程。

教材 106 页马上行动,判断表中所给事例是否是闭环控制系统,并画出方框图。

教材 107 页阅读, “希罗的自动门” 。

补充案例:

补充案例 分析一个开环控制系统工作过程,抽水马桶水箱控制系统的分析,并画出方框图。 给定 水位 + 比较器 机械控制 进水阀门 - 64 - 水流量 水箱 水箱的水位 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 浮球 课堂小测验:

课堂小测验:

粮库的湿度和温度自动控制,一般采用闭环控制系统,增设定时检测温度和湿度的装置,与给定的温 度和湿度比较,当出现偏差时,相应调节温度和湿度。方框图如下: 设 定 温度、 湿度 比较器 + 控制器 降温除湿装置 粮仓 实际温度湿度 浮球温度湿度检测装置 第三节 闭环控制系统的干扰与反馈 1.教材分析及教学设计介绍 本节是在学生对控制系统有一定认识的基础上具体的阐述闭环控制系统的干扰与反馈的辨证关系,是 全书的重点章节,也是控制系统的具体应用章节章节。为以后学习的控制系统的设计等内容奠定了理论基 础。

【教学目标】 知识目标:了解闭环控制系统的干扰与反馈的各方面因素 能力目标:能结合身边的案例找出干扰的因素,并作出分析。

情感目标:培养学生对一个控制系统的理解能力和分析能力,并能从物性到理性过渡,能对学习 与人生产生干扰影响的因素进行分析。

【重点与难点】 重点:学会分析干扰在控制系统的影响,反馈在技术发明和革新中的作用。

难点:干扰系统的全面分析,反馈环节的使用。

【教法设计】 本课通过“案例分析法” ,采用启发式、讲述式、分析等多种教学方式,以课程目标为依据,努 力提高教学的生动性和逻辑性,激发学生的学习兴趣,提高学生的注意力,使学生能够自己建构出本课的 知识点。

【学法设计】 本节课的教学对象是刚刚对控制系统有了初步的了解学生,对控制的干扰还蒙着一层神秘的面 纱。好奇心较强,思维活跃,虽然他们的生活经验不是很丰富,但根据他们现有的认知水平和认知风格还 是很容易接受本节课的内容。

本课教给学生的学法是“分析案例——合作探究——得出结论——思维扩展” 。 - 65 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 【教学资源准备】 教学相关资料的准备,包括文本(骑自行车的干扰分析,学生生活经验) 、图片(各种自行车图 片、影响因素图片) ;教师演示教学课件。课件容纳一些图片和例子说明。 图片可以从网上下载,也可以把书中照片用数码相机拍摄,通过电脑处理后使用。

【教学策略】 根据本课的教学目标,我采用教师讲授,媒体演示,任务驱动,学生自主思考、合作讨论等多种 教学方法相结合的策略。

2.教案 【创设情境、导入新课】 做一个简单的调查:每天上学骑自行车的感受?乘车的感受等? 在送乘飞机出行时,为什么不能说祝你一路顺风, (活跃课堂气氛,激发学生的求知欲。

) 大部分同学应该是有风的影响,从而联系到本节课的内容:干扰因素,同时乘车也有干扰,而且 不论是骑自行车还是乘车干扰因素不止一个,有主要的,有次要的。

这节课我们就研究研究闭环控制系统的干扰与反馈。

【新课教学】 1、干扰因素 本环节通过对二个典型的案例的分析, 由学生归纳闭环控制系统的干扰与反馈。

再联系实际生活, 由学生列举生活中的例子,证明他们的观点。

案例一:逆风中骑自行车。

案例二:飞机飞行。

结论:在控制系统中,干扰因素一定有,可能有一个,也可能有若干个 案例三:战士在大风大雨中进行射击练习。

扩展讨论:生活中还有哪些例子说明“闭环控制系统的干扰是存在的,是不可避免的”? 马上行动:对电冰箱这个系统的分析,干扰因素,对干扰因素的控制, 扩展讨论:通过分析,增加对电冰箱的了解,进而了解生活。

案例分析:电视机的工作。从学生看电视的经历来分析,引导,让学生从电视内容中走出来,关注电 视的相关技术与控制。

对于城市的学生可以分析自动扶梯的升降控制,农村的学生可以分析蔬菜大棚的温度控制。

结论:干扰因素有时要控制,有时还要利用。

让学生讨论,生活中的一些个干扰因素,哪些要克服?,哪些可以利用?哪些干扰不能克服,也不能 利用? 2、反馈 什么是反馈? 从学生的学习、考试与同学、老师的交流来谈反馈。

还要以自行车为例,风这个干扰因素,对骑自行车的人产生的效果,来分析反馈的定义。

画反馈的方框图:

分析几个反馈产生的影响,画出反馈的示意图。至少要练习四个,加深印象。 - 66 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 骑自行车,电冰箱工作控制,驾驶员开车,某一次考试与成绩。

通过这些分析,得出结论,反馈对系统有一定的控制作用。

(引出下一个知识点) 闭环控制系统的工作过程:

从反馈的方框图中,进一步的分析就可以理解了,关键是方框图的应用。

可以用书中的案例,但如果使用书中第一个案例一直分析下来,使教学有一定的连续性,再结合书中 的例子,加以提升,要结合学生的实际,书中的两个案例较专业,学生没有见过这样的东西,分析起来难 度会大一些。此处建议以电冰箱为重点来分析。

关键:找了一个主要的能检出变化量的干扰因素, 结论:能克服外界干扰,使被控量在给定值附近。

扩展:控制的范围大小,控制的速度,是现代高科技的体现。

●冰箱温度的控制范围,电脑 CPU 的温度的控制范围。

●运动物体的控制。控制的范围,控制的速度均不一样。

3、功能模拟方法 用手动控制代替自动控制的方法,控制器代替人脑实现了需要的控制,执行器代替了人手实现了控制 功能,检测器代替了人眼实现了检测的功能。

结构模拟与功能模拟:

模拟是人类认识和改造客观世界的主要途径之一,是重要的认知方法。功能模拟是要求模型和原型之 间在功能和行为上相似。用模型实现原型的某些功能,模型本身就是研究的主要目的。即主要研究用什么 样的模型去实现原型的某些功能,从而为人类创造出有用的技术系统。

4、黑箱方法 中医看病的方法。买西瓜的方法。通过这两个案例的分析,了解对无法打开与不能打开的事物内部的 认识的方法,这样的方法的应用还有哪些,让学生充分的去想象、分析。

【课外拓展】 为了加深学生对知识的记忆、理解,我对本节课中学生在学习过程中所分析的问题做以简单的总 结,并以“电冰箱的控制原理”的案例再现本节课的重点内容。鼓励学生全面的、辨证的分析问题。 第四节 控制系统的设计与实施 一、教学设计:

教学设计:

(一)教学目标:

教学目标:

1.知识与技能:

知识与技能:

知识与技能 了解简单的被控制对象的基本特征,画出系统方框图,形成初步设计方案 2.过程与方法:

过程与方法:

过程与方法 通过案例式的探讨和实践改良的技术活动,提高分析能力,培养探究精神,学习权衡的思想。

3.情感、态度与价值观:

情感、态度与价值观:

情感 (1)通过对控制系统的设计与实施的分析,体会产品设计中人性化的设计思想。

(2) 培养认真严谨的态度,进而树立“以人为本”的设计理念。

(3) 通过多种形式的教学活动,提高学生学习技术课的兴趣。

(二)教学重点、难点:

教学重点、难点: - 67 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 1.教学重点:

教学重点:

教学重点 设计一个控制系统应明确的问题;对控制系统的基本要求;控制系统设计的思想方法。

2.教学难点:

教学难点:

教学难点 设计一个控制系统应明确的问题的分析;控制系统设计的思想方法。

(三)教学策略:

教学策略:

提出一个生活中时常会遇到的问题, 在学习和阅读了相关内容后针对这一问题的设计要求进行具体设 计并制作成模型,在学生自己设计和制作的过程中达到突破难点,实现教学目标的目的。

本节书从理论上讲内容较难,学生理解起来比较困难,为了能有较好的课堂效果,设计如下:

(1)通过一些具体的生活中例子对比来导入有关控制的设计方法,从而引入课题。

(2)教师根据课本中的案例,引导学生解决问题,提高学习的自主能力。

(3)寻找一些贴近学生生活实际和典型的《电吹风》《电暧气》(有开环与闭环两种)等案例,利 用媒体教学手段增加课堂气氛,帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识。

(4)老师起到引导的作用,学生为主体,在学生掌握的基础上,课堂交给学生。让学生进行设计。

(四)学情分析:

学情分析:

学生对一些产品有一定的使用经验,这些经验有成功的,也有失败的,通过控制系统的分析与设计, 使学生对一定的实践经验和生活经历,上升到一定的理论认识,对失败的使用经验,能从控制与设计的角 度重新的认识。

(五)课前准备:

课前准备:

相关图片 (六)教学过程:

教学过程:

教学环节 师生活动 设计意图 在日常生活中,控制具有十分重要的实践意义,我们今天从实际应 引出新知, 激发 导入 用出发,进行几个简单的控制系统设计。现在我们首先了解一下控 学生的学习兴 制系统设计的一般思路。

一、控制系统设计的一般思路 系统要达到的目标? 系统要达到的目标? 控制的对象? 控制的对象? 被控对象的特性? 被控对象的特性? 被控量和控制量? 被控量和控制量? 外界的主要干扰因素? 外界的主要干扰因素? 新课讲授 怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现? 怎样的方案既达到目的、又经济、易于实现? 设备和元件? 设备和元件? 直接引入题目, 趣。 1.选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而 便于学生积极 选择开环还是闭环要根据控制系统的精度要求和条件的可行性而 选择开环还是闭环 定 2.找出控制系统的干扰因素,并分清主次,找出最大的干扰因素 找出控制系统的干扰因素,并分清主次, 找出控制系统的干扰因素 3.要确定控制量和被控量 要确定控制量和被控量 4.执行器和检测装置的选择 一是要根据控制量和被控量的需求, 执行器和检测装置的选择: 一是要根据控制量和被控量的需求, 执行器和检测装置的选择 二是根据控制条件 - 68 - 思考。 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 总之,控制系统设计需满足的基本条件: 能达到控制的目的 采用易于实现的方式 降低控制成本 减少对环境的负面影响 二、开环控制系统的设计 通过富有吸引 力的现实生活 中的问题, 使学 与学生一起分析,这个系统要达到的目的是什么?控制的对象是什 生回想和体会 么?被控对象有哪些特性?被控量的控制量分别是什么?外界的干 控制系统的工 扰因素是什么?经济实用?安全教育与设计。

设计要求:电吹风能根据不同档位输出不同种类的风 电吹风能根据不同档位输出不同种类的风. 电吹风能根据不同档位输出不同种类的风 设计分析:被控对象 被控对象——电吹风; 电吹风; 被控对象 电吹风 被控量——风的速度和温度; 风的速度和温度; 被控量 风的速度和温度 控制量——电机的电压; 电机的电压; 控制量 电机的电压 干扰因素——房间温度、电源电压的波动…… 房间温度、电源电压的波动 干扰因素 房间温度 工作过程:

作过程, 激发学 生的好奇心和 主动学习的欲 望。 学生讨论:普通电风扇控制系统的设计 这些设备, 学生 有一些使用的 经验, 拿出来加 以分析, 还可以 增加学生的安 全意识。 小结 作业 1. 控制系统设计的一般思路 巩固本节课内 容 2. 控制系统设计需满足的基本条件 书 P124 第 1 题 七、板书设计: - 69 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 二、教学反思:

学生要对生活中的一些系统进行分析,思考,并能收集一些设备的工作原理,只有在掌握了大量的系 统的工作原理,占有大量的资料的前提下,才能对系统进行分析,画出方框图,才能对其设计有一定的了 解。

三、专家点评:

通过一些具体的生活实例导入有关控制的设计方法,引导学生发现问题、分析问题、解决问题,由易 到难,在学生自己设计的过程中达到突破难点,实现教学目标的目的,符合新课程理念的要求。以贴近学 生生活实际的典型案例为载体,帮助学生在快乐、轻松的氛围中掌握知识,体现老师的引导作用。以学生 为主体,让学生进行设计,改进身边的一些控制系统,理论与实践相结合,以问题为引领,在‘师生互动’ 的课程理念的设计上都有较好的亮点,还应注意及时反馈。

【课外拓展】 为了加深学生对知识的记忆、理解,鼓励学生全面的、辨证的分析问题。对生活中的一些个系统 进行分析,思考,并能收集一些设备的工作原理,只有在掌握了大量的系统的工作原理,占有大量的资料 的前提下,对系统进行分析,画出方框图,才能对其设计有一定的了解。 单元测试题 一、选择题(每题 3 分,共 24 分) 选择题( 1.普通家用自行车的刹车控制是属于:( A、机械控制 A.控制电路 A、生活 B、气动控制 B.红绿灯 B、生产 ) D、电子控制 )。

D.路面车辆 C、液压控制 2.按时间顺序进行控制的“交通路口红绿灯控制系统”系统中被控对象是( C.开关装置 D、军事 ) 。 3.人们使用空调器对室内温度进行调节,使人感到舒适.这是控制在( )方面的应用. C、农业 4.下列控制系统中,属于开环控制系统的是( A、智能电冰箱的温度控制 C、现代化农业温室的温度控制 B、计算机的 CPU 上的风扇的转速控制 D、红绿灯定时控制系统 5.理解一个控制现象,要明确控制的对象是什么,控制要达到什么目的和采取什么控制手段。例如,导 弹控制系统控制的是导弹与目标之间的距离,目的是要击中目标(距离为零) ,分析这个控制系统,其控 制的对象是:

( A、人 ) B、目标 C、计算机 D、导弹 6.我们理解一个控制现象,要明确控制的对象是什么,控制要达到什么目的和采取什么控制手段。射击 比赛的射手通过瞄准目标,使子弹射中靶心,分析这个过程,其控制的对象是( ) A、人 B、枪 C、子弹 D、靶 ) C、花房恒温度控制 - 70 - 7.控制系统中属于自动控制系统的是( A、按钮开关控制 B、普通自来水龙头 D、汽车驾驶 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 8.电冰箱工作时温度设定在一定的范围值,当箱内温度变化超过设定的范围值时,热敏电阻的阻值也相 应地变化,通过热敏电阻的变化电流经过三极管放大器的放大,带动继电器,控制压缩的启动,实现电冰 箱的温度控制。温度的变化量是:

) ( A 、输入量 B、输出量 C、控制量 D、其他量 二、填空题(每题 3 分,共 18 分) 填空题( 1. 闭 环 控 制 系 统 的 信 息 流 在 传 输 过 程 中 有 反 传 比 较 动 作 , 所 以 说 闭 环 控 制 系 统 在 工 作 中 能 对 加 的偏差进行自动调整和补偿,提高系统的工作精度和抗干扰能力。

环节使之形成闭环的工作过程。

的 2.干扰是控制系统的外部环境与条件对系统的工作准确性产生的影响,排除干扰的有效方法是在系统中增 3. 闭环控制系统的信息流在传输过程中有反传比较动作,所以说闭环控制系统在工作中能对 偏差进行自动调整和补偿,提高系统的工作精度和抗干扰能力。

4.控制系统中,将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程,就是 5.将要研究的系统作为黑箱,通过对 的方法,就是黑箱方法。

与 。 关系的研究,进而推断出系统内部结构及其功能 6.在下列控制系统当中:⑴ 家用缝纫机的缝纫速度控制系统;⑵ 电冰箱的温度控制系统;⑶走道路灯的 声光控制系统;⑷ 交通路口红绿灯自动控制(根据车流大小改变红绿灯时间)系统,属于闭环控制系统 的是:

。 三、判断题(每题 3 分,共 18 分) 判断题( 1.空调的温度控制系统属于开环控制系统。

( 2.路灯自动开关控制系统,属于闭环控制的有:( 制系统。( ) ) ) 3.能将控制的结构反馈回来与希望值进行比较,并根据它们的误差及时调整控制作用的系统,称为闭环控 4.手动控制系统与自动控制系统最大的区别在于控制的过程中需不需要人的直接干预。( 量量值变化的各种因素都可以称为干扰。( ) ) ) 5.干扰是指对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动。也就是说,在控制过程中,所有能引起被控 6.综合考虑各种因素,闭环控制系统一定比开环控制系统好。( 四、简答题(共 28 分,第一小题 8 分,第二小题 10 分,第三小题 10 分) 简答题( 1、在加热炉的温度控制系统中,可能有那些干扰因素,系统是如何克服干扰使炉涉稳定在一定范围? 答: 2、上、下课自动打铃控制系统的控制过程如下::首先,接通系统工作电源,校对控制装置内时钟的时间 (北京时间) 然后, 。

依照课程表设定各时段的“打铃时刻”, 此时, 系统中的”微电脑时控器”根据设定时刻, 每到一时刻就指令其 “触点开关”通电吸合(即动触点与静触点相接合) ,电铃系统工作并输出铃声,铃声 延时 6—10 秒后,“触点开关”的触点分离,铃声停息。系统又进入下一时刻打铃预备状态。自动打铃控制 系统的铃声输出与设定的“打铃时刻”相互对应。请回答下列问题: - 71 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 〔1〕本控制系统属于开环还是闭环控制系统?(1 分) (2)本控制系统中的 “控制器”和 “被控对象”分别是什么?(2 分) (3)请画出该控制系统的方框图。

分) (3 3.下图是房间温度控制系统的方框图,请回答下列问题。 (1)本控制系统中的控制对象是什么?(2 分) (2)本控制系统中的被控量和输入量是什么?(4 分) 第 3 题图 (3)在该控制系统工作时,打开空调房间的门窗,对控制系统起什么作用?(4 分) 五、分析题(共 12 分) 分析题( 1、分析抽水马桶水箱的水位自动控制系统,并回答以下问题:

(1)该系统的控制对象是什么?输入量和输出量分别是什么? 答: (2)该系统存在哪些干扰因素? 答: (3)该系统是开环控制还是闭环控制?请简述你的理由。 - 72 - 沁源县第一中学 通用技术—技术与设计 2 教案 答: 参考答案:

一、选择题(每题 3 分,共 24 分) 选择题( 1. A 2.B. 3. A 4. D 5. D 6. B 7. C 8. C 二、填空题(每题 3 分,共 18 分) 填空题( 1.输出量 2. 检测 3.被控量 4.反馈 5.输入与输出 6. ⑵ 、 ⑷ 。

三、判断题(每题 3 分,共 18 分) 判断题( 1.( × )2.( ×)3.√)4.(√)5.(×)6.(×) 四、简答题(共 28 分,第一小题 8 分,第二小题 10 分,第三小题 10 分) 简答题( 1、答:

(1)在加热炉的温度控制系统中,主要干扰因素有:加热炉外的环境温度变化、加热器电压的波 动等。

(2)系统通过检测装置检测炉内的温度值,并与给定温度值进行比较,将偏差传给控制器进行控制, 从而克服干扰使温度稳定在给定值得范围内。

2、略 3、略 五、分析题(共 12 分) 分析题( 1、(1)答:该系统的控制对象是:抽水马桶的水箱; 该系统的输入量是:给定水位; 该系统的输出量是:实际水位。

(2)答:主要干扰因素是:水箱的出水量。

(3)答:该系统是是闭环控制。 - 73 -

第一篇:技术与设计2,教案

通 用 技 术 教 案 课题 时间 1.1 认识结构 2012.3 授课人 序号 1 1.了解结构的涵义,能从力学的角度理解结构的概 念和一般分类。

2 能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是如何 承受应力的。

教学内 3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的 容 因素,并写出报告 4.能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计 图纸,做出模型或原型。

5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计 的案例。

教学目 知识与技能:1.了解结构的涵义,能从力学的角度 标 理解结构的概念和一般分类 2.能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是 如何承受应力的。

过程与方法:通过动手实验过程感受结构的受力情 况,体验结构所受不同类型的力; 情感、态度、价值观:养成动手实践的习惯,培养 科学的实践操作。

教学重 从力学的角度理解结构的涵义; 1 点 教学难 通过分析案例,充分让学生参与讨论、动手实验、 点 演示实验等多种方法 教学关 能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的 键 案例 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 ppt 课件、教材、多媒体教室 助(教 具) 课时 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 教 学 流 程 设 计 引入 举例:

用一些典 让 学 生 对 上学年学习了设 型的、 生活中的 本 学 期 的 计的基本知识,熟悉 例 子 让 学 生 对 知 识 有 个 了设计的一般过程, 结构、流程、系 初 步 的 认 这一年将进一步学习 统 和 控 制 有 初 识。

技术设计的几个重要 步的认识, 打破 思想与方法,包括结 其神秘感。

构、流程、系统和控 制。 2 一、 了解结构 过渡:我们身边存在 运用多媒 体展示, 让 着各种各样的结构。

充 分 感 受 结 构 学 生 具 体 这些结构普遍存在于 的 魅 力 并 初 步 感 受 到 结 自然界的物体中,也 总 结 出 结 构 的 构的形态, 存在于人类创造的各 涵义。

种物体中。

使知识的 从而引出结构 接 受 更 形 多媒体展示:选取蜂 的 含 义 , 广 义 象、具体。

巢、雪花、贝壳、桥 上:

结构是指事 梁、长城等图片让学 物 的 各 个 组 成 生感受结构的形态, 它们的共同点是:

部分之间的有 序搭配和排列。 (1)各自都有组成部 接 着 给 出 构 件 分 的概念。

在工程 (2)是有序的搭配和 中, 结构的各个 排列 组成部分称为 生活中常见的结构都 构件。

要承受一定力的作 用。那么结构与力有 什么关系呢?。

教 学 教师活动 学生活动 教学设计 意图 3 流 程 设 计 多媒体展示:选取桥 看展示 梁和椅子的受力来分 析两者的受力情况 二、结构与力 通过分析椅子和桥的 共同之处:

引出从力学角 (1)这些结构都具有 度结构的含义。

让 学 生 通 一定的形状 从力学的角度:

过 具 体 的 (2)都需要承受外力 结 构 是 指 可 承 例子, 了解 的作用 受 一 定 应 力 的 什么是力, (3)在一定范围内都 架构形态, 它可 及其作用。

具有抵抗其形状和大 以 抵 抗 能 引 起 小改变的能力。

形状和大小改 变的力。

我们知道生活中很多 结构在一定外力作用 下就会遭到破坏其实 上就是当其应力达到 某一极限值时,结构 就会遭到破坏。

多媒体展示:选取近 期的一个热点新闻, 看图片, 并 4 九江大桥被撞断。 包括拉力、压 明 确 各 种 当我们知道了结构与 力、扭转力、弯 力的名称、 力的关系后,还需要 曲力和剪切力, 作用 进一步了解作用在结 结 合 例 子 、 图 构 或 构 件 上 的 各 种 片、动手实验。

力。也就是构件的基 本受力形式。

构件的基本受力形 式: 二、 三、结构的类型 我们知道生活中的结 构是千奇百态的,根 据物体的结构形态, 通过三种 通常将结构分为实体 1.如墙壁、柱 结 构 的 引 结构、框架结构、壳 子 、 实 心 球 等 入, 让学生 体结构。

等。

(结合图片 通 过 自 己 1.实体结构是利用自 举例分析、 利用 思考, 及课 身来承受荷载,主要 实 体 泡 沫 演 件的配合, 承受压力。框架结构 示) 。

对这三种 2. 如 窗 户 、 画 结 构 有 更 2。框架结构是通过条 框、 房子的架构 深 入 的 认 5 状物的连接来承受荷 等等。

(结合图 识。

载,既可以承受压力 片举例分析、 利 和拉力。

用框架泡沫演 示) 。

3.壳形结构通过壳形 3.如头盔、 汽车 来 传 递 力 和 承 受 荷 飞机的外壳等 载,特别是当顶部受 等。

(结合图片 到压力时,它能将力 举例分析) 。

均匀扩散。

演示实验:手握鸡蛋 学生做实验 不破 通过练习, 让学生把 知识掌握 小 结 与 练 习 一、结构的涵义(从 力学的角度) 二、结构的 5 种不同 受力类型 三、结构的三种基本 类型 实体结构、框架结构、 壳形结构 得更好。 6 板书设 计 1.1 结构与设计 一、了解结构 二、结构与力 三、结构的分类 教学设 计亮点 结构分类运用 ppt 课件,讲解演示十分清楚明确, 让学生能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构 设计的案例 学生对本学科重视程度不够,对通用技术这门学科 教学反 仍没有明确的认识,学习热情不高,我们应在教学 思 的过程中调动学生的学习兴趣着手,提高学生的学 习能力。 7 通 用 技 术 教 案 课题 时间 1.2 探究结构(一) 授课人 2012.3. 序号 2 1.了解结构的涵义,能从力学的角度理解结构的概 念和一般分类。

2 能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是如何 承受应力的。

教学内 3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的 容 因素,并写出报告 4.能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计 图纸,做出模型或原型。

5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计 的案例。

教学目 知识与技能 标 1. 了解结构稳定性、 结构强度的涵义, 理解应力、 内力的涵义与关系,了解连接方式对结构的影响 2.能进行简单的应力计算 3. 掌握应用技术试验分析问题的能力, 并能书写 试验报告。

过程与方法 1.通过 A 形梯的事例,理解结构的稳定性。

2. 通过两个技术试验, 分析影响结构强度和稳定 8 性的主要因素,写出试验报告。

情感、态度与价值观 1. 通过因结构不稳定而坍塌的广告牌的事例, 让 学生树立质量管理的观念和对产品安全性负责的 社会责任感。

2. 技术试验的过程可以培养学生善于观察、 勇于 实践、认真分析的技术品质。

教学重 理解结构稳定性、结构强度的涵义,能应用应力的 点 公式进行简单的计算。 教学难 通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因 点 素,并写出试验报告。 教学关 能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的 键 案例 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 视频、图片、A 形梯、泡沫棒、木棒、竹签、热熔枪、 助(教 热熔胶、棉线、小刀、砝码、三角尺。

具) 课时 2 课时 学生活动 教学设计 意图 播放“因温州市 学生讨论、 思考 让 学 9 教学过 教师活动 程 引入 区车站大道财富中心 “ 影 响 结 构 稳 生 了 解 结 楼下巨型广告牌被大 固 的 因 素 有 哪 构 的 稳 定 风吹倒,19 辆轿车受 些 呢 ? ” 并 回 性 在 技 术 损。

”的视频,再展示 答。

全国各地都不时有广 告牌被风吹倒造成伤 亡、损失的图片。

问“为什么经常会出 现这些因广告牌被风 吹倒造成伤亡、损失 的事故呢?” 设计中的 重要性。

让学生树 立质量管 理的观念 和对产品 安全性负 责的社会 责任感。

教学过 教师活动 程 教师拿出一个 A 学生思考 形梯,让一位学生展 一、结 示应该如何使用 A 形 构的稳 梯。

定性 问“为什么要把 A 形梯的横档放平直 呢?不要这个横档可 以吗?为什么?” 10 学生活动 教学设计 意图 引 入 三角形的 稳定性。 1.让一位学生把一个 学生思考, 回答 较重的书包放在 A 形 梯顶端,尝试推一下 梯子,感觉梯子的摇 晃情况; 把一个较重的书 包放在 A 形梯中间两 横档上铺的木板上, 尝试用同样 2.大小的力推一下梯 子,感觉梯子的摇晃 情况; 比较两次摇晃的 大小差异。分析其原 因。

问:保证 A 形梯结构 分析归纳 稳定的原因有哪些方 面? *结构的稳定性与它 的几何形状、支撑面 积大小和重心位置密 切相关。 引 入 影响结构 稳定性的 因素 11 二、结 学生两人为一组分组 学生实践并 构的强 试验:

度 观察、思考、分 在两叠相同高度相隔 析原因 20CM 的书中间悬挂四 条直棒(1 号棒(粗圆 实心泡沫棒,直径:

2cm) 号棒(细圆实 ,2 心泡沫棒,直经:

0.5cm) 号棒(粗圆 ,3 空心泡沫棒,直经:

2cm) 4 号棒 , (细木棒, 直经:0.5cm) ,其中 2 号与 3 号棒材料的横 截面积相同) ,分别在 四直棒上面同时依次 悬挂 1 个-3 个钩码。

观察四直棒的变化, 记录变形情况。

(填附表 1) 1 、 在 不 断 增 加 挂 码 观察形状变化 时,直棒的形状是否 有变化?是什么导致 引入结构 强度和内 力的概念 12 这样的变化? *结构强度和内力的 概念。

2. 1 号棒与 2 号棒直 学生思考分析 径相同材料不同的直 棒在挂上同等数量钩 码时变形情况是否有 教学过 教师活动 程 不同?那么相同直径 直棒的变形情况与什 么因素有关? *在外力与材料不变 的条件下,构件被破 坏的程度与它的截面 积有关。

*应力:构件的横截面 学生思考, 并根 引 入 应 力 积所受的内力称为构 据 公 式 进 行 计 的公式 件的应力。

*公式:δ =N/A, (强调各符号的含义 和单位) 13 引入应力。 学生活动 设计意图 算。 练习:课本 P15,建筑 物的支柱是怎样承受 压力的?求支柱所受 的应力。

提示学生观察课室内 的支柱,对其进行受 力分析。

3、2 号棒与 4 号棒直 学生思考分析 径相同材料不同的直 棒在挂上同等数量钩 码时变形情况是否有 不同?那么相同直径 直棒的变形情况与什 么因素有关? *结构强度与材料也 有关系。

4、2 号棒与 3 号棒材 学生思考分析 料的横截面积相同, 挂上同等数量钩码时 变形情况是否有不 同?为什么? *结构的强度与材料 14 通过试验 发现材料 对强度的 影响。 通过试验 发现材料 的形状对 强度的影 响。 本身的形状有关。

课本 P19 页图 1-42 了解不同形状与强度 的变化特点。

5、结构的强度与哪些 学生思考回答 因素有关? 归纳影响 结构强度 的因素。

小结 板书设 计 复习本课内容 1.2 探究结构(一) 一、结构的稳定性 二、结构的强度 教学设 结构稳定性、强度的演示实验设计得很好,学生易 计亮点 于接受。

本课通过大量的学生实践活动,激发学生学习 技术的兴趣,并初步形成通过实践提炼出技术理论 的能力。但在技术试验课中,经常会出现学生只是 教学反 沉迷于操作,而忽视了理论的提升,以致最终不能 思 达到教学目标的困境。为了解决这个问题,我们尝 试在技术试验中结合了斯金纳的程序教学法,通过 “分解问题”“步步解决”“及时反馈” 、 、 ,以达到减 低错误率,增强学习自信心,提高教学效率的目的。

通 用 技 术 教 案 15 课题 时间 1.2 探究结构(二) 授课人 2012.3. 序号 3 1.了解结构的涵义,能从力学的角度理解结构的概 念和一般分类。

2 能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是如何 承受应力的。

教学内 3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的 容 因素,并写出报告 4.能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计 图纸,做出模型或原型。

5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计 的案例。

教学目 知识与技能 标 1.了解结构稳定性、结构强度的涵义,理解应 力、内力的涵义与关系,了解连接方式对结构的 影响 2.能进行简单的应力计算 3.掌握应用技术试验分析问题的能力,并能书 写试验报告。

过程与方法 1.通过 A 形梯的事例,理解结构的稳定性。

2.通过两个技术试验,分析影响结构强度和稳 16 定性的主要因素,写出试验报告。

情感、态度与价值观 1.通过因结构不稳定而坍塌的广告牌的事例, 让学生树立质量管理的观念和对产品安全性负 责的社会责任感。

2.技术试验的过程可以培养学生善于观察、勇 于实践、认真分析的技术品质。

教学重 理解结构稳定性、结构强度的涵义,能应用应力的 点 公式进行简单的计算。 教学难 通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因 点 素,并写出试验报告。 教学关 能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的 键 案例 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 视频、图片、A 形梯、泡沫棒、木棒、竹签、热熔 助(教 枪、热熔胶、棉线、小刀、砝码、三角尺。

具) 课时 2 课时 学生活动 教学设计 意图 教学过 教师活动 程 17 复习 1、 什 么 是 结 构 的 学生思考、 回忆 复 习 上 一 课内容为 本课的技 术试验提 供理论基 础。 稳定性? 2、 结构的稳定性 与什么因素有关? 3、 什么是结构强 度? 4、 5、 应力的公式? 结构强度与什 么因素有关? 教学过 教师活动 程 学生活动 教学设计 意图 三、结 竹 签 搭 建 平 台 试 验 :

学生分组设计、 培 养 学 生 构的连 (填附表 2) 接 制作并书写试 的 合 作 精 神和在实 践中分析 问题的能 力。 教师提供五支竹签、 验报告。

一把热熔枪、一条热 熔胶、一段棉线、一 把小刀和一个 100g 砝 码。让学生以两人为 一组,设计一个可在 顶部放置一个 100g 砝 码的结构。要求:结 构稳定并且垂直高度 18 越高越好。竹签可折 断。

制作过程与成品的展 学 生 分 析 影 响 在 展 示 交 示交流 作品结构稳定 流 中 取 长 补短。 分析哪些部分影响了 性的因素 作品的强度和稳定 性。 四、结 比较学生作品中不同 讨论、 分析不同 让 学 生 学 构和强 的 连 接 方 式 的 稳 定 的 连 接 方 式 对 会 选 择 技 度和稳 性,并指出对于不同 稳定性的影响。

术。

定性试 的应用场合应该对应 验 选择不同的连接方 式。

常见的连接方式:榫 接、螺栓连接、胶粘、 绳系、焊接、铆接 问:

“根据各种连接方 式的特点不同,应该 对应使用在哪些地方 的连接上?举例说 明。

” 小结 影响结构稳定性和强 学生归纳小结 复习全节 19 度的因素有哪些? 板书设 计 1.2 探究结构(二) 三、结构的连接 四、结构和强度和稳定性试验 内容 教学设 结构稳定性、强度的演示实验设计得很好,学生易 计亮点 于接受。

教学反 思 应该注意的是在课堂中教师必须把握好试验时间和 节奏,保证在限定的课时中完成教学目标。通过这 样的尝试,有效地保障了课堂教学目标的达成。 20 通 用 技 术 教 案 课题 时间 1.3 结构设计 2012. 授课人 序号 4 1.了解结构的涵义,能从力学的角度理解结构的概 念和一般分类。

2 能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是如何 承受应力的。

教学内 3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的 容 因素,并写出报告 4.能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计 图纸,做出模型或原型。

5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计 的案例。

教学目 知识与技能:通过设定任务,让学生在完成设计和 标 制作结构模型的过程中了解结构的知 识 过程与方法:能从技术和文化的角度欣赏并评价典 型结构设计的案例 情感、态度、价值观:养成动手实践的习惯,培养 科学的实践操作。

教学重 结构设计应考虑的主要因素 点 21 教学难 结构设计分析 点 教学关 能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的 键 案例 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 ppt 课件、教材、多媒体教室 助(教 具) 课时 1 课时 学生活动 教学设计 意图 教学环 教师活动 节 22 一、1、设计的一般过 程是发现与明确问题 — 确定设计课题 — 收集资料 —制定设 计方案 — 具体、详 《技术与设 一 般 性 介 尽的设计 — 产品研 复习 制 — 评价、提出改 计 1》中的设计 绍, 让学生 进意见 — 修改设计 一、复 — 设计完成。

的过程与方法, 对 本 节 课 习 与本节课的结 的 知 识 有 2、设计的方法 ? 常规设计法 构设计结合起 个 大 略 的 ? 系统设计法 来, 进一步巩固 认识。

? 功能设计法 ? 工效设计法 设计的知识。

? 可靠性设计法 ? 最优化设计法 ? 计算机辅助设计 法 教学环 教师活动 学生活动 设计意图 节 二、明确设计目标及 要求 ? 形成初步设计方 二、结 案 了解结构设计 一 般 性 介 构设计 ? 模型制作 的过程 绍, 让学生 ? 检测、优化和改 的流程 进设计 对流程有 评价 所了解。 23 三、 阅读书 P23-P27 1、 2、 小组讨论选题和 分工,在下列四个设 计项目中选择一个作 为 小 组 结 构 设 计 对 发挥个人的创 象:

分钟) (5 新思维, 锻炼学 让 学 生 自 三、任 便携式小板凳 务布置 多功能简易书架 生的观察能力。

主选题, 增 多 功 能 文 具 强学生学 新型悬索桥模型 完成设计方案。

习能动性。

3、 针对小组设计目 标,20 分钟内每人独 自完成自己的设计方 案。

四、检查学生个人结 学生完成任务, 提 高 学 生 四、任 构设计方案的完成情 的动手能 务检查 况,并给出适当的指 自评 导。

力。

五、1、根据小组成员 设计方案,合成小组 设计方案 2、 课后根据小组设 计方案自备材料,并 五、小 制作成设计目标的各 组任务 个构件 合成小组设计 让 学 生 有 布置 3、 下次课堂进行构 件组装,并完成小组 方案, 培养团队 制 作 作 品 设计方案。各小组演 的积极性。

示讲解本小组结构设 精神 计作品,给其他小组 的作品打分,好的作 品由学校保存留作将 24 来展示。 小 结 本节课让大家学习了设计的过程,并在具体项目中 体会设计的乐趣,希望大家在下次课能够拿出精美 的结构模型,享受设计成功的喜悦。

1.3 结构设计 一、明确设计目标及要求 板书设 二、形成初步设计方案 计 三、模型制作 四、检测、优化和改进设计 五、评价 教学设 计亮点 具体任务,能提高学生的动手、动脑能力。

本节课成功的把一些知识点,归纳出来,不足之处 教学反 思 是实践过少。 25 通 用 技 术 教 案 课题 时间 1. 典型结构的欣赏 授课人 4 2012. 序号 5 1.了解结构的涵义,能从力学的角度理解结构的概 念和一般分类。

2 能结合 1~2 种简单的结构案例,分析结构是如何 承受应力的。

教学内 3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的 容 因素,并写出报告 4.能确定一个简单对象进行结构设计,并绘制设计 图纸,做出模型或原型。

5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计 的案例。

教学目 知识与技能 标 通过对典型结构的欣赏,学会观察结构的实用 性和美。

过程与方法 能从技术和文化的角度欣赏,并评价典型结构 设计的案例。情感、态度与价值观 通过典型结构的欣赏,提高自身的技术素养,拓 展学生对设计文化特性的理解和评价,增强学生 对中华民族的自豪感。 26 教学重 透过经典结构的欣赏,让学生学会观察结构的实用 点 教学难 点 性和美。

学生能从技术、文化等角度欣赏并评阶典型结构的 设计案例,并在自己以后的设计中注入更丰富的文 化内涵。 教学关 能从技术和文化的角度欣赏并评价典型结构设计的 键 案例 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 视频、图片 助(教 具) 课时 1 课时 学生活动 教学设计 意图 提问:

1.什么叫结构?常见 复习回 的结构有哪些?受力 顾 特点如何? 2.结构的两个重要性 质是什么? 情景导 1、播放视频 根椐教师的提 通 过 观 看 27 教学过 教师活动 程 知识准备 学生回忆、再 现、作答 入 ①赵州桥 ②侗族的风雨桥 示, 带着问题进 经典设计, 行思考、 观看并 加 深 对 结 构的理解, 同时感受 中华民族 建筑文化 的高深。 2、提示:在观看时注 作好记录。

意 ①两桥的结构特点 ②两桥的受力分析 ③两桥的文化寓意和 民族特色 合作、 1 、 组 织 学 生 分 组 讨 学 生 通 过 观 看 通 过 两 桥 探究、 论、交流。选派代表 视 频 讨 论 、 回 的 结 构 特 能力展 汇报结果。

现 答:

1、赵州桥 点, 受力分 析, 理解两 结构:

拱肩加拱 桥 文 化 价 的敞肩结构。

值、 民族特 色和设 教学过 教师活动 程 2、提出问题 学生活动 教学设计 意图 受力分析:

压力 计 的 文 化 ①两桥的结构各有什 — 拱 圈 — 拱 角 内涵。

么特点 —基础 ②对两桥进行受力分 价 值 :

历 史 价 析 值; 28 ③两桥具有什么价值 艺术价值;科学 和民族特色? 价值。

2、侗族风雨桥 结构:

集桥、 廊、 亭一体。

受力特 点:

木板下面受 拉力。

民族特色:

公益 性、团结性。

1、归纳学生的汇报结 果。

2、利用课件投影进行 结 合 已 有 的 知 学 生 欣 赏 结构欣赏时可从技术 识、生活经验, 的 角 度 可 和 文 化 两 个 角 度 进 观看的视频、 能是单一, 理 教师归 行。

解 欣 赏 结 构 可 片面的, 通 纳讲授 技术角度:使用功能、 从 技 术 和 文 化 过 教 师 的 新课 稳固耐用、设计创意 角度进行。

和表现力,材料的合 理使用、工艺制造的 精湛程度等。

文化角度:文化寓意、 美学原则、反映的时 29 归纳、举 例、 形成评 价, 欣赏的 角度。 代、民族、习俗方面 的特征、结构的个性 的个性特征等。

3、举例:丹麦设计师 雅格布森的作品“蛋 形椅”。从技术角度 和文化角度进行赏 析。

提问:

学生根据已有 根 据 部 分 1、在对作品进行欣 的知识进行思 学 生 来 自 赏,除了技术和文化 考回答。

两角度外,还可以从 哪些角度欣赏。

2、投影图片:客家土 学生能 楼 力拓展 3、思考:多角度来欣 赏客家土楼的建筑文 化。

4、教师归纳(可从 “客家人”的由来, 客家土楼的结构,布 局等进行欣赏) 客家, 对这 一典型的 建筑具有 一定的了 解、亲切 感。

通过这 一部分学 生的带动, 调动全班 学习的积 极性, 达到 能力的拓 30 展。

开阔学 1、播放“故宫”视 根 据 教 师 的 提 通 过 观 看 生视野 频; 示欣赏、 观看作 “ 故 宫 ” 2、教师引导学生从 品, 并作好适当 这 一 经 典 以下几个方面进行欣 记录。

赏 ⑴巧妙而科学的木结 构体系; ⑵庭院式的组群布 局; 教学过 教师活动 程 ⑶丰富多彩的艺术形 象; ①富有装饰性的屋 顶; ②衬托性建筑的应 用; ③色彩的运用。

小结 能够结合具体案例,理解在进行作品欣赏时除了可 从技术和文化角度外, 还可以从其他角度进行欣赏。

学生活动 建筑, 加深 同学们对 结构知识 的理解, 领 会欣赏作 品可从 教学设计 意图 多角度进 行, 开阔学 生的视野。 31 板书设 计 教学设 计亮点 1.4 典型结构的欣赏 一、建筑与文化 二、建设与技术 课堂内容与添加的视频、图片等内容配合的极好 1、本节教学内容涉及的知识面广,而且较为抽象, 教师在上课前要搜集相关资料,作好充分的知识准 备。

2、借助多媒体教学,通过视频播放经典案例,将 抽象具体化,带给学生真正美的感受,感受中国传 教学反 统建筑文化的博大、精深,形成爱国热情。

思 3、课文中的案例只是从技术角度和文化角度进行 欣赏,教师要选取有代表性的案例(如故宫),拓 展学生的视野,能从多角度进行赏析。

4、作业的安排也很重要,作业的完成是学生自我 学习、领会学习的过程,让学生学会怎样去学习。 32 通 用 技 术 教 案 课题 时间 2.1 了解流程 2012.3.25 授课人 序号 6 1、了解流程的涵义,及其对生产、生活的意义。

2、 通过对典型的工作流程和生产工艺流程的案例的 分析,理解流程中的时序和环节的意义,学会阅读 简单的流程图。

3、能分析流程设计中应考虑的基本因素,并画出流 教学内 程的框图。

容 4、能解释流程的改进与设备、材料等之间的关系, 能概括某种简单生产流程优化过程中应考虑的主要 问题。

5、能对生活、生产中的简单对象进行流程设计或流 程的改进设计,并用文字或图表说明流程设计方案 的特点,或者流程改进的方案的优越之处。

教学目 知识与技能 标 使学生了解流程的含义及其应用。

通 过课堂活动培养学生合作学习的能 力与逻辑思维能力。

过程与方法 1、通过具体流程案例,让学生积极 参与讨论和思考流程的涵义。

2、让学生自己解释具体的流程案例,提 升语言表达能力和逻辑思维能力。 33 3、通过知识的讲授让学生理解和把 握科学的概念。

情感、态度与价值观 激发学习兴趣,培养科学务 实的探索精神, 锻炼逻辑思 维能力、合作精神 教学重 流程的涵义,流程作用 点 教学难 工作流程和工艺流程的定义和区别 点 教学关 能分析流程设计中应考虑的基本因素,并画出流程 键 的框图 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 课件、教科书 助(教 具) 课时 教学过 程 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 34 流程与我们的日常生 活紧密相关,每天我 们穿衣、吃饭,学习 新课导 入 的过程中都会自觉或 不自觉地按照一定的 流程进行。那到底什 么是流程呢?请同学 们先来思考这样两个 问题:

教学过 程 教师活动 找学生回答:

由此我们得出 流程的概念 概念:

流程是一 系列连续有规 律的活动, 这些 活动以确定的 用导入 引起学生 的学习兴 趣。 学生活动 教学设计 意图 问题 1:

你放学回家的 方式发生或执 新课导 入 时候是如何开门的? 行, 导致特定的 问题 2:化学课上,我 结果的实现。

们是如何做 H2 还原 CUO 的实验? 35 一、日常生活中的各 种流程 问:在生活学习中, 我们会自觉或不自觉 地按照一定的“流程” 新课教 进行一件事情或完成 学 一项工作。大家分析 以下的情况,它们都 需要经过那些环节? 1、煎鸡蛋 2、参加考试 3、开展研究学习 思考并回答老 师提出的问题 让学生认 识到生活 和学习中 都会自觉 或不自觉 地按照一 定的“流 程” 进行一 件事情或 完成一项 工作 36 二、流程的涵义 1、设问:想一想:什 么是流程?我们如何 来描述流程的涵义? 【视频】本田经典广 告 归纳:

1)流程是一系列的活 动; 得出流程的涵 义:

流程是一系列 连续有规律的 活动, 这些活动 以确定的方式 发生或执行, 导 让学生了 解什么是 流程 2)这些活动是连续有 致 特 定 结 果 的 规律的; 3)以确定的发生或执 行方式; 4)导致特定的结果。

教学过 程 教师活动 学生活动 教学设计 意图 实现。 37 2、分析氢气还原氧化 分 析 氢 气 还 原 铜试验提出:

1)实验的流程如何? 2)如果改变了这个流 程会有什么结果? 氧化铜试验 小结 1、流程的概念及其涵义; 2、流程的分类。

一、 流程 板书设 二、 工作流程和工艺流程 计 1、 2、 教学设 计亮点 工作流程 工艺流程 结构设计合理,例子与知识点结合好。 38 教学反 本节课成功的把一些知识点,归纳出来,不足之处 思 是实践过少。 通 用 技 术 教 案 课题 时间 教学内 容 2. 流程的组成与描 2 述 2012.3.30 授课人 序号 7 通过对典型的工作流程和生产工艺流程的分析,理 解流程中的时序和环节的意义,学会阅读简单的流 程图 知识与技能 (1)能够列举经典的工作流程和生 产工艺流程,并且对流程案例进行 分析。

(2)理解流程中环节和时序的意义。 教学目 过程与方法 标 通过与学生对日常生活中及课本中 的案例流程分析、以及学生动手操 作, 启发学生逐步构建以科学的流程 眼光看待生活学习的思维体系 情感、态度与价值观 通过对典型工作的流程、生 产工艺流程和农业产流程案例的分 39 析, 理解流程中的时序和环节对生产 生活的重要性。激发学生学习兴趣, 培养学生勤于思考、团结合作的精 神。

教学重 点 通过教学,使学生掌握流程、时序、环节的概念含 义及其在生活、生产中的意义,并学会进行简单的 生活、生产流程的阅读和分析。

如何使学生理解流程意义及所蕴含的思想放方法, 能区别工作流程和工艺流程, 如“流程就是质量”、 “流程就是效率”等。 教学难 点 教学关 掌握流程、工作流程和工艺流程的环节和时序的定 键 义及其区别 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 Ppt 课件、教材 助(教 具) 课时 教学过 程 复习 请学生回答流程、工 回忆知识, 回答 作流程和工艺流程的 问题。 40 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 承前启后 引入 涵义。 把知识联 系起来 提出问题请同学们讨 论:

问题 1、 在物理或者化 学实验流程中,是否 讨论 分析 有某些流程,若改变 其时序,会影响实验 结果或者造成安全隐 患吗? 问题 2、 邮寄包裹工作 流程的 教学过 程 时序是唯一的吗?为 什么? 讨论 分析 问题 3、 工艺流程中的 时序颠倒会产生什么 结果? 问题 4、 工作流程与工 41 1、各组讨论问 题, 记录员记录 讨论的结论。

2、形成知识思 维。

提高学生 分析、问 题、 解决问 题的能力 教师活动 学生活动 教学设计 意图 艺流程的环节和时序 有什么区别? 问题 5、 流程的环节中 还有流程吗?举例说 明。 请各组代表回答问 题。

回答问题 拓展 和学生一起小结,形 成知识。

把知识点展示出来。

归纳知识 培养学生 从日常生 活中发现 总结知识 和规律 在学习了《了解流程》后进一步了解工作流程和工 小结 艺流程的组成,为下一节《流程设计》打下知识的 基础。在本章中起到承前启后的作用。 板书设 一、 流程的基本组成 计 二、 流程的描述 教学设 知识点讲解与例子结合较好,学生对例子感兴趣。

计亮点 42 本节分两部分内容,一是流程的基本组成,目的是 为了帮助学生理解流程中的环节和时序的意义。邮 教学反 思 寄包裹的工作流程的环节与时序比较好理解,造纸 的工艺流程由于学生不一定能够完全理解,所以安 排了一个动手造纸的活动,帮助学生理解。二是要 求学生能够绘制和识读流程图。应加强学生的动手 能力。 通 用 技 术 教 案 课题 时间 教学内 容 2.3 流程的设计 2012.3.32 授课人 序号 8 通过对典型的工作流程和生产工艺流程的分析,理 解流程中的时序和环节的意义,学会阅读简单的流 程图 知道流程设计的基本因素, 掌握流程 教学目 知识与技能 标 设计的一般过程 过程与方法 一般规律 情感、态度与价值观 培养学生的学习兴趣 经历案例分析, 学会从身边例子把握 教学重 流程设计的一般过程 点 教学难 流程设计的一般过程 43 点 教学关 流程设计的一般过程 键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 Ppt 课件、教材 助(教 具) 课时 教学过 程 导入 复习上节课内容 复习 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 回顾上节 课的知识 44 一、流程设计的基本 因素 设问:我们为什么要 进行流程设计? 1、流程设计的目标与 思考:我们为什 要求 么要进行流程 让 学 生 了 解流程设 计的基本 因素 1)工作、生活:节约 设计? 时间、提高工作效率、 提高工作质量等等。

2)生产活动:提高效 新课教 率、节省资源、安全 学 生产等等。

设问:我们要考虑那 些因素? 2、分析基本因素 以生产活动的流程设 计为例:

1)材料、工艺、设备 2)人员和资金:人员 的技术水平和必要的 资金影响生产的过 程、质量和周期,是 分析基本因素 45 进行流程设计必须考 虑的主要因素。

3)环境:生产过程对 环境的污染以及环境 对生产的反作用,是 流程设计时应关注的 重要因素。 教学过 程 教师活动 学生活动 教学设计 意图 46 二、流程的设计 (一)按照流程设计 的步骤分析稻谷加工 工艺流程设计的例 子。

1、确定目标,明确任 务 学生了解流 设计稻谷加工工艺流 程的设计: 程 2、分析基本因素 1、确定目标, 明确任务 新课教 ( 1 ) 稻 谷 由 什 么 组 2、分析基本因 通过实例, 学 成? 素 让学生了 稻谷由米、糙皮层、 3、确定时序, 解 流 程 的 稻壳组成 划分环节 设计过程 ( 2 ) 稻 谷 怎 样 变 成 4、画出流程图 米? 清除杂质、脱去稻壳 和糙皮层。

(3)工艺要求及设备 3、确定时序,划分环 节 (1)环节 47 5、检验 清理:清除稻谷中各 种杂质,以达到砻谷 前净谷质量的要求。

砻谷:脱去稻谷的颖 壳,获得纯净的糙米。

碾米:碾去糙米表面 的部分或全部皮层, 制成符合规定质量标 准的成品米。

(2)时序 4、画出流程图 5、检验 (二)用流程图给出 流程设计的步骤 (三)结合材料对流 程设计的过程进行分 析 材料 1:

用橘子皮染布 的工艺流程设计。

步骤:

1)剥下蜜橘皮,切碎 浸在酒精中提取色 48 素。

2)把捞去橘皮的含色 素的洒精倒入烧杯 中,把要染的布浸在 溶液中,在喷灯上加 热。

3)加热至烧杯中色素 液只剩下 1/4 时,熄 灭喷灯,用筷子把烧 杯中的布取出,用清 水洗净。

4) 清水洗净后, 晾干, 布即被染成黄色了。 49 小结 流程设计的基本因素和步骤、流程的设计 板书设 一、 流程设计的基本因素和步骤 计 教学设 计亮点 趣。

二、 流程的设计 知识点讲解与例子结合较好,学生对例子感兴 教学反 思 通过本节课的学习,学生对流程设计的基本因 素和步骤、流程的设计有了初步的认识,本节课主 要培养学生的通用技术素养 50 通 用 技 术 教 案 课题 时间 教学内 容 2.4 流程的改进设计 授课人 2012.4.6 序号 9 能对生活、 生产中的简单对象进行流程设计或流 程的改进设计,并用文字或图表说明流程设计方案 的特点,或者流程改进的方案的优越之处 教学目 1.知识与技能:

标 1)理解流程改进的意义及主要内容。

2)理解流程改进与设备、材料等之间的关系。

3) 能概括某种简单生产流程优化过程所应考虑的主 要问题。

4)能对生活中的简单事项进行流程的改进设计,并 用文字或图表说明流程设计方案的特点或流程改进 方案的优越之处。

2.过程与方法:

1)通过讨论、案例分析,使学生学会分析流程的不 足,并提出优化方案。

2)通过技术试验,提高运用流程改进的技术原理解 决实际问题的能力,体验人的主观能动作用。

3.情感态度价值观:

1)增强学生解决和处理问题的优化思想和优化意 识。 51 2)增强与技术相联系的质量意识、环保意识。

教学重 流程改进设计的内容及目的和一般性步骤 点 教学难 如何使学生明确流程改进设计的目的,把握流程改 点 进设计的条件,创设条件对简单流程进行优化 教学关 流程改进设计的内容及目的和一般性步骤 键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 课件、教材 助(教 具) 课时 教学过 程 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 教师讲述田忌赛 【学生思考】 引 出 流 程 :

马的故事,引出流程 引入新 课 改进设计的问题。

在以上各 改进设计 方案中, 齐王与 的问题。 田忌的赛马共有 田忌的赛马结 6 种方案:

【教师提问】只有哪 一种情况是田忌取胜 局有以 3:0 赢 的,也有以 2:

1 赢的,但只有 52 于齐王的? 【教师归纳】作为一 个流程,通常就会有 这样或那样的问题。

如:效果不佳;或是 投入的人力、物力、 财力不是最小;或是 某种性能不理想等 等。因此流程需要改 善,需要优化。 一种情况是田 忌以 2:1 取胜 于齐王的, 孙膑 正是把这种方 案推荐给了田 忌, 就是上述方 案 3。 教学过 程 教师活动 学生活动 教学设计 意图 一)流程改进设计的 内容与目的:

1.流程改进设计的内 新课讲 解 容 在流程的设计和 实施过程中,要对流 程进行不断的改进以 期取得最佳的效果。

对流程的改进设计过 (1)切削法:

就是将圆钢直 53 让学生 了解流程 改进设计 的内容与 目的 程,称为流程的优化。

接 在 车 床 上 切 一般的流程改进设计 涉及到:

削成型, 然后再 钻孔而成。 (1)工期优化、工艺 特点:

A.工艺简 优化、成本优化、技 术优化、质量优化等。

(2)整体的全面优 单。

B. 切 削 过程浪费时间, 化,或某个指标优化。

生产效率低, 材 (3)某一个指标得到 料利用率低。

了优化,而使另外的 指标下降了。因此, 在进行流程优化时, 要综合平衡,以取得 整体优化的成效。

2.流程改进的目的:

(2) 少切削法:

断料后, 在加热 炉内加热变软, 然后用摸具将 其锻压成型, 再 经过热处理, 以 1)工期优化—节约时 提 高 法 兰 的 硬 间 ⑴案例分析:制作一 只台灯的工期如何优 化,改进之后可能带 来什么问题? 2)工艺优化——节约 度, 最后按照尺 寸进行少量切 削, 并检查质量 特点:

A.工艺流 程工序多。

B. 节 省 54 材料 材料, 生产效率 案例.:工件制造的工 高。

艺优化——法兰的加 大 批 量 生 产 使 工工艺 用(2)这种工 3)成本优化—节省资 艺流程。

金 案例:售后中心配送 的成本优化。

二)流程改进的步骤 分析流程的现 和方法:

1、分析流程的现状 状:

只能在银行 上班时才能去 2、确定改进的目标和 挂失, 失主不能 要求 3、确定改进方案 及时报失; 确定改进的目 通过实例 标和要求:

使失 了 解 流 程 主能及时报失, 改 进 的 步 案例 1:

银行卡挂失流 尽可能把钱财 程的改进(根据流程 改进的步骤进行分 析) 的损失减少到 最低程度; 确定改进方案:

利用先进的计 算机电话集成 55 骤和方法 技术和现代化 通讯手段, 为客 户提供全天 24 小时不间断的 电话挂失服务。 教学过 程 教师活动 学生活动 教学设计 意图 析流程的现状:

汉字的快速输 入是普通计算 案例 2:

【视频】汉字 机使用者最为 输入的流程改进 新课讲 解 棘手的问题, 人 机交流困难限 制了计算机的 广泛应用。

确定改进的目 标和要求:

提高 文字输入速度, 符合使用者用 笔的传统习惯, 通过实例 了解流程 改进的步 骤和方法 56 舒适方便。

确定改进方案:

利用数字笔、 数 字纸进行书写 输入, 代替原来 的键盘、 鼠标输 入。

三)流程改进的设计 学生结合自己 1、 【学生活动】 :教材 到校报到的经 中的案例“改进某校 新生报到的流程” 。

历, 把流程改进 的知识学以致 用) 通过本节课的学习,学生能对生活中的简单事 小结 项进行流程的改进设计,并用文字或图表说明流程 设计方案的特点或流程改进方案的优越之处。

板书设 计 教学设 一、 流程改进的目的 二、 流程改进的步骤与方法 通过技术试验,提高运用流程改进的技术原理 计亮点 解决实际问题的能力,体验人的主观能动作用。 57 学生通过前面的学习,对流程问题有了一定的 兴趣和研究愿望,能设计简单的流程,绘制流程图; 教学反 教师应继续通过学生熟悉的事例,引导学生细心观 思 察生活,从优化改进流程的角度,对生活和学习事 件进行思考, 培养学生优化生活和工作流程的能力, 提高学习效率和生活质量。 58 通 用 技 术 教 案 课题 时间 教学内 容 3.1 认识系统 2012.4.8 授课人 序号 10 从应用的角度理解系统的涵义 通过分析身边的具体例子, 教学目 知识与技能 标 了解系统的涵义。 知道子系统、元素的涵义。

过程与方法 通过经历分析系统的三个 基本特征归纳出系统的涵 义, 进而培养学生归纳抽象 的能力。

情感、态度与价值观 系统的兴趣 教学重 系统的涵义; 点 教学难 系统的涵义; 点 教学关 系统的涵义; 键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 59 激发学生探索各种形态的 教学辅 助(教 具) 课时 教学过 程 先用 5 分钟,熟悉课 引入 本。

提出:我们身边存在 各种各样的系统 一、系统是普遍存 在的。

1、提出:系统无处 不在,万物皆是。宇 宙间的一切事物都处 新课讲 于一定的系统中,任 解 何一种现实事物都是 一个系统。

思考 给学生思 考的空间 阅读 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 让学生预 习本节课 知识 2、 让学生观看各种 系统的图片:

A 自然界——生物 60 链与食物链 B 人类社会——汽 车传动系统 C 微观——基本粒 子 D 宏观——太阳系 E 人体——呼吸系 统 学生举例 二、系统的涵义 提出:什么是系 统? 1、系统有三大特 征:

①两个或两个以上 的元素组成; (以人体 系统为例, 教学过 程 新课讲 解 分析子系统、元素 的涵义)②这些元素 之间相互联系、相互 给学生思 61 教师活动 学生活动 教学设计 意图 作用; ③具有一定的结构 和功能。

2、系统的涵义:

系 统是指两个或两个以 上相互联系、相互作 用的元素所组成的, 具有一定的结构和功 能的有机整体。

学生举例 考的空间 三、系统的分类 根据不同的标准, 从不同的角度,系统 可以划分为不同的类 型。

1、 按照系统组成元 素的性质:

自然系统:

生态系 统、动物消化系统。

人工系统:机械 传动系统、城市污水 处理系统。 62 复合系统:

三峡水 利发电系统 2、 按照系统组成元 素存在的形态:

实体系统:生物系 统。

概念系统:哲学系 统。

3、其他 学生举例 1.系统是普遍存在的; 小结 2.系统的涵义; 3.系统的分类 板书设 计 教学设 计亮点 1.系统是普遍存在的; 2.系统的涵义; 3.系统的分类 视频短片符合本节课的知识点,表现力好。 教学反 学生学习不是很积极,学习兴趣不浓,应加强学生 思 的通用技术素养。 63 通 用 技 术 教 案 课题 时间 3.2. 系 统 的 基 本 特 征 2012.4.13 授课人 序号 11 教学内 通过简单的系统案例分析,理解系统的基本特性,初 容 步掌握系统分析的基本方法 教学目 知识与技能:

标 1、通过分析案例,理解系统的 5 个基本特性。

2、通过设计制造人力飞机的故事,引导学生理解系 统分析的基本方法及步骤。

过程与方法:

1、通过案例,掌握系统的基本特性,构成系统的基 本思想。

2、能运用系统分析的基本方法对生活、学习、工作 中遇到的问题进行科学合理的分析。

情感、态度和价值观:

1、学会用系统的眼光看待问题,分析问题。

2、学生能运用系统分析的基本方法,对自己准确定 位,协调好自己与同学、老师、长辈等之间的关系。

教学重 系统的 5 个基本特性;初步掌握系统分析的基本方 点 法及步骤。 教学难 系统思路;运用系统分析的基本方法分析处理身边 64 点 的问题。 教学关 系统的 5 个基本特性; 键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 教材、课件 助(教 具) 课时 教学过 程 复习上节课内 容:系统的涵义和系 统的分类。

下面开始学习系统分 复 习 上 节 课 内 析的基本方法。

导入 提出:要用系统分析 的方法来解决问题, 就必须掌握系统的基 听导入 本特性。通过理解基 本特性构成系统的基 本思想(即系统思 65 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 容 温故知新 路) 。

(一)系统具有目的 性 1、人们为什么要发明 自行车? 在某些情况下 【 系 统 思 2、自行车为什么要有 (如下陡坡) 路】 , 系统的 新课教 刹车功能? 学 提出:自行车的作用 是提高速度,使人们 可以更快地到达目的 地,而刹车的作用却 行车速度和安 具 体 目 标 全要求这两个 之 间 有 矛 具 体 目 标 产 生 盾时, 要从 了矛盾, 就得通 系 统 的 目 过刹车来减速, 的出发, 进 是减速,两者相矛盾。

进行协调, 从而 行协调。

为什么还要 教学过 程 刹车呢? 保证自行车更 好地到达目的 新课教 学 3.乐高积木用相同的 组件,可以组成不同 的系统,以实现不同 的功能。什么是区别 这些系统的标志? 地。

3、系统的 目的性是 用来区别 系统的标 志。 66 教师活动 学生活动 教学设计 意图 (二)系统具有整体 性 1.美国“阿波罗”计 划中的飞船和运载火 箭是由 700 多万个零 件组成。这些零件都 很普通,甚至没有一 个是新研制的,为什 么能实现把人送上太 空的功能? 2. 三个和尚的故事 说明了什么? “三个 臭皮匠顶个诸葛亮” 又说明了什么? 2、 【系统思 了解:

各部分按 路】 系统不 照一定的结构 是 各 个 元 组成了系统, 素(组分) 从 而实现了整体 的 简 单 相 的功能。

加。

如果将 它们之间 的相互联 系和相互 作用协调 好, 就能得 到 “1+1>2” 的效果。

反 之亦然。

3、 【系统思 3. 巴尔扎克雕像的 故事 讲述:传说,法国著 名雕塑家罗丹曾经给 文学家巴尔扎克雕了 一座塑像。塑像雕好 之后,大受人们的称 路】 做任何 事情都要 重视整体 效应, 必要 的时候要 舍得抛弃 部分而保 67 赞,人们特别对雕像 上巴尔扎克的一双手 赞不绝口,都说这双 手太逼真、太生动了。

罗丹听到人们的议论 后,却毫不犹豫地从 塑像上砍去了这双 手。

提问:巴尔扎克雕像 的故事说明了什么? 留整体。

中国有一 句成语就 表达了这 个 意 思 :

“弃卒保 车” 。 (三)系统具有层次 性 1、试说说我们 1、提出:所有系统都 国 家 都 由 那 些 可以分解为一系列子 系统,并存在一定的 层次性。

2.若各级行政部门没 有层次性、没有独立 的功能会怎样? 答案也很多,具体看 子系统组成? 系统的层 不同角度有不 次 性 有 助 同的答案, 看实 于 系 统 功 际情况作出简 能 的 更 好 要评价。

实现。 68 情况作出评价,引出 下面的观点。(拿针 筒救火) (四)系统具有相关 性 1.为了保护草原植 被,当地政府颁布了 禁止大量捕杀野狼的 法令,这是什么道 理? 教学过 程 狼捕杀羊、野兔等食 草性动物,使其数量 减少,从而起到保护 新课教 植被的作用。

学 教师活动 【系统思路】 系 统的各个元素、 组分的变化会 对其他的元素、 组分起影响。 学生活动 教学设计 意图 相同的道理, 为 了使野生动物 园的羚羊更有 活力、 生命力更 强, 可以引进狼 或豹子等肉食 动物 2.如何理解“一着不 。 69 慎,满盘皆输”? 不管什么棋类比赛, 关键的一着下错,都 很有可能输掉整盘 棋。

3.铁桶理论、塑料桶 理论。

【系统思路】 要 重视关键因素。

在一个系统中 关键部分的变 化, 甚至会对全 局产生决定性 的影响。 (五)系统具有环境 适应性 1.家用电冰箱不能紧 贴墙壁放置,汽车在 雪地行走轮胎要加链 条,这是都为什么? 1.冰箱放置与 【 系 统 思 墙保持距离, 路】 目 要不断 的 是 有 一 个 适 完善系统, 当的散热空间, 使 系 统 能 从而保持正常 适 应 新 的 工作。

一般汽车在雪 地上会因为打 滑而无法正常 环境。 2.自行车为什么要不 断地进行更新换代? 当外部环境条件变化 时(路况改变-跋山 行走, 因此在轮 胎上加链条是 起防滑作用。

结论:

系统只有 70 涉水,市场需求变化 -舒适休闲),自行 车就必须更新换代 (如增加新的功能, 提高性能、舒适度), 才能继续存在和发展 下去。 在一定的环境 条件下才能保 持(或恢复)其 原有的特性。 3. 这 是 环 境 适 应性的体现:由 于人自身就是 一个系统, 春天 3.你知道“春捂秋冻” 多 穿 一 些 是 对 的含义吗? 冬天的一种适 应和衔接, 秋天 穿少一些是对 夏天气候的衔 接和向冬天过 渡的一种准备。

两者都是为了 使人的身体逐 渐适应外界气 温的变化而不 至于生病。

(一)系统分析的基 如 何 理 解 这 个 理 解 知 识 71 本方法的涵义 涵义:系统分析的基 本方法就是把一个任 务放在系统的运行过 程中加以考察,运用 逻辑推理和分析计 算,研究分析这 教学过 程 教师活动 涵义? 点 学生活动 教学设计 意图 个任务以及任务的各 通 过 两 个 例 子 个因素,找出规律性, 来了解。

新课教 提出可行性方案,使 学 系统整体达到理想的 目的。 1.系统的基本特性 小结 2.目的性、整体性、层次性、相关性、环境适应性。

3.系统分析的基本方法 4.系统分析方法的步骤 板书设 一、系统的基本特性 计 二、系统分析的基本方法 教学设 例子生动,与知识点结合的好。 72 计亮点 通过本节课的学习,让学生充分了解了系统的 教学反 基本特征,能进行系统分析,提高了学生的学习能 思 力。

但部分学生不听课,不学习,纪律仍有待加强。 73 通 用 技 术 教 案 课题 时间 3.3 系统的优化 2012.04.15 授课人 序号 12 教学内 理解系统优化的意义,能结合实例分析影响系统优 容 化的因素 了解系统优化的意义,知道如何 教学目 知识与技能:

标 实现系统的优化。

过程与方法: 运用系统的方法分析问题,能对 当前的系统提出优化的方案。 情感、态度和价值观:

识。

教学重 系统优化的方法 点 教学难 分析影响系统优化的因素 点 教学关 系统优化的方法 键 培养学生节约和环保意 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 教材、课件 助(教 具) 74 课时 教学过 程 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 复习上节课内容 提问:什么是系统的 复习 优化? 举选择交通工 就是在一定条件下, 具的例子 使系统达到更理想、 更佳效果的过程。

一、系统优化的意义 分析航标系统 优化的意义:

提 高了安全性、 可 实现系统的最优化, 就可以在一定资源条 靠性、 方便管理 和检修、 节约能 温故知新 新课讲 解 件下,取得最佳的经 济效果,而投入的人 力、物力、财力达到 最小。 源(耗电小)、 让 学 生 了 适应能力强、 解 系 统 优 容 错性好、 实现了 化的意义 航标管理的智 能化, 发挥航道 的运能, 提高船 【案例】航标系统的 优化(视频) 舶的利用率, 保 证船舶的安全, 75 使长江航道航 标的管理发生 了质的飞跃, 开 启了数字航道 的大门。 二、系统优化的实现 1、影响系统优化的因 素:

1)系统优化的过程 中,受一定的条件影 响和约束,会造成系 统与环境、系统组分 之间、组分与整体之 间的矛盾冲突, 教学过 程 教师活动 学生活动 教学设计 意图 76 这些矛盾冲突会影响 系统的优化。

2)系统各组分之间、 组分与整体之间的连 接和协调状况,会影 响系统的有序性和整 体的运行效果。

【案例】:阅读 P76 —P77 南方粮食生产 季节变换系统的例 新课讲 子,分析影响本系统 解 优化的因素有哪些? 2、系统优化的方法 基础:分析影响系统 优化的因素。 1) 变频空调: 分析:

影响本系 统优化的因素 有种植品种 (农 作 物 生 长 特 性)、时序、土 让 学 生 自 壤、气候等。

主分析 过程:一定的条件下, 变频空调器是 对系统特性进行分析 和控制。(复习前面 通过内装的变 频器改变频 系统的 5 个基本特征) 率。有着高性 目标:以实现更佳的 整体目标。

能运转、舒适 静音、节能环 保、能耗低的 77 显著特点,改 善了人们的生 活质量,提高 了人们的生活 【案例 1】:空调系统 水平。

的优化 影响空调优化的因 2)燃气空调:

以燃气为能源 素:人民的生活水平、 的空调设备简 人民的需求、舒适度、 称燃气空调。

功能、能耗、环境、 环保节能、能源、可 靠性、寿命、运行费 用、设备利用率、新 材料、网络与数字技 术及相关技术的进步 等。

在对影响空调系统优 化因素分析的基础 上,研制出了各种空 调:

功能全、综合 投资省;设备 能源利用率 高、运行费用 省;大量使用 燃气空调有利 于改善供电紧 张状况,改善 电力峰谷平衡 率有十分可观 的效果。

3)太阳能空 调 :利用太阳 78 的热能驱动进 行制冷。技术 要求高,但成 本低、无噪音、 无污染、寿命 长 。越是太阳 能辐射强烈的 时候,环境气 温越高,太阳 能空调的制冷 能力就越强, 这是人和自然 和谐的理想境 界。在节能和 环保方面有很 大的发展潜 力。 79 教学过 程 教师活动 学生活动 教学设计 意图 2) 此外,还有 智能空调,双 面出风空调, 一拖多空调、 隐形空调等。

新课讲 【案例 2】:数学模型 解 的最优化 学会如何 阅 读 课 本 P80 优化系统 现实原型(经过抽象) 的拓展与应用, -数学模型(进行求 解)-数学结论(回 到原型分析) 了解有关数学 模型最优化的 应用。 小结 1、系统优化的意义 2、系统优化的实现 板书设 一、系统优化的意义 计 教学设 计亮点 识 二、系统优化的实现 通过本节课的学习,培养了学生节约和环保意 80 教学反 思 本节课,知识点设计合理,学生听课认真,但少 数学生说话现象严重,应提高学生的自主学习的能 力,培养学生的通用技术素养。 81 通 用 技 术 教 案 课题 时间 3.4 系统设计的基本 方法 2012.04.20 授课人 序号 13 1、通过简单的系统设计案例的分析,初步学会简单 教学内 系统设计的基本方法。

容 2、确定一个生活或生产中的简单对象,根据设计要 求完成系统的方案设计。

教学目 知识与技能:

标 通过具体的系统设计案例分析, 使学生初步掌握系统设计的基本 方法。

过程与方法:

的能力。

情感、态度和价值观:

培养学生团队精神和认 真学习、刻苦钻研、坚 忍不拔的意志和毅力。

教学重 点 1、系统设计的基本方法。

2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设 计。

1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。

2、确定一个任务,根据设计要求完成系统设计的方 案设计。 82 具备一定的系统设计和系统评价 教学难 点 教学关 系统设计的基本方法 键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 教材,多媒体教室,ppt 课件 助(教 具) 课时 教学过 程 一、复 习 旧 2、导入新课 通过播放《东正路等路段塞 车状况》的录像,激发学生学习 激 发 学 举兴趣,引导学生思考怎样改善 生 学 习 东正路等路段的交通状况。

【录像内容】 :

兴趣,引 导 学 生 1 课时 教学内容 1、复习前面内容 学生活 动 备注 课,导 入新课 随着东莞城市化进展的加快 思 考 怎 和汽车普及率的提高,城市交通 样 解 决 拥挤日益加剧,交通环境逐渐恶 问题 化。相信每同学都遇到过塞车, 83 在路上焦急等待的感觉,真是无 故郁闷,特别是上下班、上学放 学的高峰期,莞城道路必然处于 极度的繁忙和拥塞中。其中东正 路(含东门广场) 、万寿路、市桥 路、新芬路等更已成为人人头疼 的塞车黑点,塞车到底是谁的 二、系 错? 统设计 提出:要解决这个问题,需 的基本 要用到系统设计的方法。下面我 方法 们来学习系统设计的基本方法。

通 过 案 例 1、案 一、系统设计的原则 例 2,让 系统设计除要遵守设计的原 学 生 能 则外,因系统设计有着与设计不 举 一 反 同的特点,所以系统设计还必须 三,理解 遵守以下的原则:

好 系 统 1、设计好系统中的每一个元 设 计 必 素或子系统; 须 遵 守 案例 1:封杀三菱帕杰罗汽车事 这 二 个 件 ,说明了什么问题? 相关材料:

的 原 则 意义。 84 经组织专家分析和实验室鉴 定,检验检疫部门认定:日本三 菱帕杰罗越野车V31、V33 提 出 问 型在设计上存在严重问题,车后 题,让学 部的"感载阀"在车内坐上人并在 生思考 颠簸的路上行驶时会压低磨擦到 后轴制动油管,经长期反复磨擦, 造成后轴制动油管被严重磨损直 至出现漏洞,使制动液流出,造 成刹车失灵。这是涉及行车安全 的严重质量问题! 为确保人身安全,根据《中华人 民共和国进出口商品检验法》及 其实施条例和《进口商品安全质 量许可制度实施细则》的规定, 特公告如下:

1)自公告之日起,吊销日本 三菱帕杰罗 V31、V33 越野车的进 口商品安全质量许可证书(证书 号:97MV 2491 和 99MV7582),禁 止其进口。

2)为确保安全,所有三菱帕 85 杰罗 V31、V33 应尽快去三菱汽车 特约维修站检修并更换后制动油 管,凡未经检修并更换改进设计 的制动油管的日本三菱帕杰罗 V31、V33 越野车暂停使用。

3)日本三菱公司提供了 44 家 为三菱帕杰罗 V31、V33 越野车用 户免费检修并更换后制动油管的 特约维修站地址。

这一事件说明:

1)没有设计好汽车制动系统 中的后轴制动油管; 2)没有设计好汽车悬挂系统 中的感载阀。 2、设计好各元素或子系统之 间的协调关系。

案例 2:

核电站为什么要建配套工 程抽水蓄能电站? 相关资料:

大亚湾核电站与广州抽水蓄能电 站系统工程(图片) 。 86 广州抽水蓄能电站是为大亚 湾核电站安全、经济运行而配套 建设的电站,因为,发电设备只 有在较稳定的满负荷或接近满负 阅 读 教 荷下运行才是经济、安全,可靠 材 81 - 的.但实际用户用电每日部出现 83 的 材 高峰和低谷,这就需要发电、供 料,考系 电设备不断调整频率和工作状 统 设 计 况.大型抽水蓄能电站就是一种 主 要 过 配合主电站而建立的一种水蓄能 程 的 问 发电站.它既是抽水站又是发电 题,发挥 站,电网负荷低时,利用剩余电 个 人 的 力把下水库的水抽到上水库,将 创 新 思 电能变成水的势能蓄积起来,当 维,思提 用电高峰时,上水库水(本站最 出 自 己 大水头为 535 米)推动蓄能电站 的想法。

水轮机发电机组发电,通过 500 千伏出线并入广东电网,电站综 合效率为 76%. 核电站容量大,总成本低, 自动化程度高,高科技含量高, 最适合稳定负荷工作,因而抽水 87 蓄能电站与核电站的配套运行既 科学又经济。 二、系统设计的主要过程 结合编制《学校田径运动会竞 赛日程表》来分析阐述系统设计 的主要过程。

1、提出设计问题; 学校每年都举行田径运动会, 如果你是学生会的体育部长,会 如何组织编制好《学校田径运动 会竞赛日程表》 。

2、收集与分析相关资料(包 括外部环境及约束条件) ; (1) 学习 竞 赛规程 和 田径 规 则,了解运动会的期限、天数, 作息时间, 闭幕式(表演内容) 开、 的时间; (2)了解参赛单位人数、组别 设置; (3) 场地 器 材条件 、 跑道 条 数、跳跃和投掷场地及器材数量; 88 注 意 控 制 学 生 完 成 的 时 间。 (4)熟悉赛次的安排、录取办 法、录取名次、计分办法; 小 组 成 (5) 掌握 裁 判员的 人 数和 水 员 分 工 平、等级情况。

合作,共 (6)查阅学校前几届运动的 同 完 成 相关资料。

3、确定设计目的; 设 计 方 案,培养 编制好编排合理,符合竞赛规 团 队 精 程和学校实际的《学校田径运动 神。

会竞赛日程表》 。

4、系统的设计(重点考虑:

系统由哪些组分组成?系统各组 分具有什么功能?各组分如何配 合工作?如何解决矛盾冲突?) 通 过 学 ; 具体讲:竞赛日程的编排视为 生互评, 一个系统,这个系统是系统结构 有 助 于 与系统流程相辅相成的系统,要 学 生 进 求系统结构合理,运行流程畅通。

一 步 加 A、竞赛日程的编排原则 深 对 系 (1) 比赛的间隔时间 (最短) 统 设 计 :

200 米及 200 米以下各项为 45 分 知 识 的 钟;200 米以上至 1000 米各项为 理解,提 89 90 分钟;1000 米以上各项目不在 高 学 生 同一天;全能各单项间休息 30 分 的 设 计 钟(以最后一人结束比赛到下一 能力 项比赛第一人开始) 。

(2)尽量不安排项目冲突。

(3)尽量照顾兼项之间的时 间间隔,及格赛后间隔一天进行 正式比赛。

(4)不同组别的同一田赛项 目,一般不连续安排在同一单位。

(5)不同组别的同一径赛项 目,最好衔接进行。

(6)跨栏项目一般安排各单 元的第一项,还可安排在长距离 竞走、跑之后进行。

(7)决赛时预计能破纪录的 项目,可分配到各个单元。

(8)同一时间不安排、两个 田赛长投项目。

(9)竞走、长跑时最好不要 安排标枪。

(10)撑竿跳高尽可能安排在 90 上午。

(11)接力赛尽量安排在单元 的最后。

(12)精彩的项目尽可能安排 在开、闭幕式后或节假日。

(13)田赛项目注意场地的合 理运用。

(14)最后一个单元尽量少安 排项目。

(15)尽可能使田赛和径赛同 时结束。

B、竞赛日程的编排方法 按竞赛规程规定的比赛天数、 单元、时间、组别和项目等,填 写竞赛日程安排表,再根据竞赛 规程中的参赛单位、报名要求等 预计各项赛次,然后先填全能项 目,后排单项;单项中先排径赛, 后排田赛。

C、编排比赛秩序:

(1)先排全能项目,其次是赛 次多的项目,再排跨栏和其他径 91 赛项目。

(2)参阅兼项表进行核对,检 查有无兼项冲突。

(3)排完径赛再排田赛,注意 兼项和性质相关项目的先后顺 序。

(4)全部项目排好后,应详细 检查,如有不妥之处,再进行调 整。

编排出多个方案,从中筛选 最佳方案。

5、系统的评价及优化 对《学校田径运动会竞赛日程 表》进行反复研究、征集意见、 调整修改。 三、设计与实践 1、设计活动 请同学们运用系统设计的方 法,设计如何改善东正路(含东 门广场) 、万寿路、市桥路、新芬 路等路段交通状况的方案。 92 2、目的及要求 目的:

设计与实践活动目的是通过 具体的设计活动,进一步理解和 运用系统设计的基本思想和方 法,进行简单的系统设计。

要求:

(1)编写设计说明书。设计 说明书主要内容有:

①设计目的。

②对东正路(含东门广场) 、 万寿路、市桥路、新芬路等路段 相关因素进行简要的定性分析。

③阐明重点考虑的因素及它 们之间的关系。

④提出具体的可行的整改方 案。

⑤简要描述设计方案实施的 可行性及效果。

⑥、附上设计示意图。

(2)每 4-5 位同学为一小组, 小组成员分工合作,相互讨论, 93 15 分钟内完成。

3、检查各小组设计方案的完 成情况,并给予适当的指导。

4、随机选取 3-4 个小组上台 展示所设计的方案,师生给予评 价。

改善东正路(含东门广场) 、 万寿路、市桥路、新芬路等路段 交通状况设计方案评价标准:

评价标准 分值 得 分 方 案 设 计 的 创 20 意 方 案 对 因 素 的 20 分析是否全面 方 案 实 施 的 整 20 体效果 方 案 实 施 的 可 15 行性 方 案 实 施 的 成 15 本 方 案 实 施 后 可 10 94 能产生的负效 应 本节课主要内容有:

1)系统设计的原则。

小结 2)系统设计的主要过程 3)运用系统设计的基本思想和方法,进行简单的系 统设计。

一、系统设计的原则。

板书设 二、系统设计的主要过程 计 三、运用系统设计的基本思想和方法,进行简单的 系统设计。

教学设 计亮点 教学反 思 讲解与课件相结合,例子生动,环节设计合理 本节课教学内容与知识点设计的很合理,学生 纪律较好,能主动思考问题,但个别同学上课不认 识,上课睡觉,应提高学生的学习自学性。

通 用 技 术 教 案 课题 时间 教学内 容 4.1.了解控制 2012.04.22 授课人 序号 14 理解控制的涵义及其在生产和生活中的应用 95 知识与技能:

1、通过分析社会各领域的具体例子,理解控制的涵 义及其在生产和生活中的应用。

2、通过画头像的具体体验和对控制系统的分析,理 解开环与闭环控制的涵义及其在生产和生活中的应 用。

过程与方法:

教学目 标 1、通过学习,培养学生注意观察问题,发现问题, 帮助学生了解控制的作用。

2、通过学习,培养学生对两种控制的分析能力,帮 助学生了解手动与自动控制的应用 情感、态度和价值观:

1、激发学生了解控制,研究控制的兴趣与热情。

2、拓宽学生的视野,提高学生研究控制技术的能力 并应用在实际的生活中 教学重 理解控制的涵义 点 理解开环控制与闭环控制的涵义 教学难 理解控制的涵义 点 学会控制系统的分类 教学关 学会控制系统的分类 96 键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 课件、教材 助(教 具) 课时 教学过 程 复习《系统设计 的基本方法》的主要 内容。

引入:

1、系统设计的原则; 2、系统设计的主要过 程。

[录像]通过卓别林的 录像片段,引入新课。

新课讲 一、控制 解 1、控制是普遍存在。

用一些典型的、生活 中的例子让学生了解 控制是普遍存在,对 听讲解 让学生了 解相关知 识点 97 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 复习 温故知新 听导入 控制有初步的认识, 新课讲 打破其神秘感。

解 现代社会中的例子:

生产、生活中的例子 (图片) 古代社会中的例子:

案例 1:大禹治水(图 片) 请学生讲述《大禹治 水》的故事 并提出问题,让学生 思考。

问题:大禹治水过程 中,通过什么手段实 现治理好水患的目 的? 通过“疏通河道,泄 洪为主” 手段实现 治理好水患的目的。

案例 2:木牛流马 请学生讲述《木牛流 马》的故事:“(建 98 听讲解 让学生了 解相关知 识点 兴)九年,亮复出祁 山,以木牛运,粮尽退 军,与魏将张郃交战, 射杀郃。十二年春, 亮悉大众由斜谷出, 以流马运。?” 据研究:木牛和流马 是汉代独轮手推车的 两种改进设计,通过 改进使人的负重有所 减轻。木牛是一种轮 子稍小一些的独轮手 推车,载重大,前由 人拉、后由人推,运 行较慢;流马载重小, 轮子稍大一些,由一 人推,运行速度很快。

诸葛亮所说“木牛流 马”应是比喻它们运 行的灵便程度和载重 量的大小:木牛行动 较笨而慢,像牛;流 99 马行动敏捷而快,像 马。不是说它们外形 像牛像马。

目的:帮助军队运送 新课讲 战略物资。

解 案例 3:希罗自动门 (图片) 希罗自动门的相关材 料见教参 P66 或江苏 版 P107。

希罗自动门说明了什 么道理? 道理是:利用气压和 液压动力装置,实现 自动开门、关门。

事物发展的结果可能 是人们预先期望的, 也可能与预期的目标 不相符,甚至是不希 望得到的。如果人们 想达到某一特定的目 的,就必须运用适当 100 听讲解 让学生了 解相关知 识点 的手段来实现。

那么,运用什么手段 来实现呢? (引入控制的概念) 2、控制的涵义 (6’) 什么叫控制? 控制是根据自己的目 的,通过一定的手段 使事物沿着某一确定 方向发展的行为和过 程。

结合事例(用音乐喷 泉的事例),重点阐 明控制的对象是什 么;控制要达到什么 目的;采取什么控制 手段。

[探究活动] 请同学们说说你在生 活学习中所见到的应 用控制的事例。(2-3 位同学) 101 如:学校:学校的音 乐铃声、多媒体教学 系统、足球场草地自 动喷淋系统、圈存机、 新课讲 体育馆的自动伸缩坐 解 椅等。

家庭:冰箱、电饭煲、 微波炉等。

社会:交通信号灯、 电子警察、电梯、程 控电话交换机等 3、控制的应 用 (18’) 让学生了 解相关知 识点 听讲解 控制的应用自古就 有,并在近代得到迅 速发展,在社会生产 生活的各个领域都有 极其广泛的应用。

通过事例说明控制在 社会生产生活的各个 领域的应用。

案例 1:

汽车自动化生 102 产线。(图片) 案例 2:

农业现代化设 施。(图片) 案例 3:现代网络家 电。(图片) 为了进一步拓宽学生 的知识面,学生自主 阅读 P91-93 的例 1-3 材料,进行个别学习。

小结与练习:

1、控制是普遍存在。

要求学生能列举事 例。

2、控制的涵义。要求 学生在理解的基础上 掌握好其控制的涵 义。

3、控制的应用。 103 1、控制是普遍存在。要求学生能列举事例。

2、控制的涵义。要求学生在理解的基础上掌握好其 小结 控制的涵义。

3、控制的应用。

4、开环控制与闭环控制的差别及应用。

5、自动控制与手动控制的概念及具体应用。

教学设 计亮点 提高了学生的技术素养。

在本课程的教学中,能充分体现新课标的要求, 充分调动学生学习控制的兴趣和积极性,活跃课堂 气氛,师生之间互动,交流多形成一个开放式的课 教学反 堂;通过列举大量在生活、生产中的实际例子,使 思 学生对控制的涵义、控制的种类和区别有了一定的 认识,但也有部分学生对反馈没有很好的理解,可 以通过后续的课程学习,逐步加深认识。 104 通 用 技 术 教 案 课题 时间 4.2 控制系统的组成 和描述 2012.5.4 授课人 序号 15 教学内 分析典型的案例,了解手动控制、自动控制,熟悉简 容 单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程 教学目 知识与技能 标 熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工 作过程 熟悉闭环控制系统的基本组成,能画出一个简单 的闭环控制系统的方框图 理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用 初步理解开环与闭环系统的区别 过程与方法 经历“回想—分析—联想—猜想”的思维过程, 与同学和老师充分沟通和交流, 将前面所学的结构、 流程、系统与控制的基本知识应用于具体问题的分 析,发展创新精神。

情感态度与价值观 提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲 望,并能保持积极审慎的态度。 105 教学重 掌握控制器、控制器、被控对象和被控量等概念。

点 教学难 掌握具体实例分析方法,弄清楚控制器、控制器、 点 被控对象和被控量等概念 教学关 控制系统的框图表示。

键 教学方 讲授法、任务驱动法、演示法 法 教学辅 Ppt 课件、教材、电视 助(教 具) 课时 教学过 程 教师讲述,与学 生一起重温上节课 所做的游戏“蒙眼画 引入 图”,回顾开环控制 和闭环控制的相关 知识。在此过程中, 有意识地控制过程 中完成不同功能部 106 1 课时 教师活动 学生活动 教学设计 意图 复习,听导入 复习旧课, 导入新课 分看成一个个模块, 为下面的新知识讲 授打下伏笔。

新课讲 一、描述性语言 解 1、例子 1 :投掷飞 大脑——命令发 知 识 点 讲 镖 投掷飞镖的控制过 程包括了下面几个 组成部分:

出者 肢体——命令执 行者 飞镖——命令的 作用对象 2、例子 2 :瓦特式 命令发出者:离 知 识 点 讲 速度调节器 讲解瓦特式速度调 心调节器 命令执行者:控 解 解 新课讲 节器原理,提出这个 制阀 解 控制系统同样含有 下面几个部分:

命令的作用对 象:发动机 3、教师提出问题:

联系前面所学的控 制系统的相关知识, 例子 1、2 有什么异 具有闭合的回路 107 同? 是闭环控制系统 教师讲述,例子 1、2 的特征。

在结构形式上都有 各类控制系统的同 性,即都可以将控制 过程中完成不同功 能部分看成一个个 模块,不同的地方在 与例子 2 比例子 1 多 了一个反馈环节。

4、小练习 1)如果将我们的身 体看成是一个控制 命令发出者:大 脑 命令执行者:手 命令的作用对 系统,在你从书架上 象:书本 拿出一本你想要的 书的过程中,身体各 部分分别完成什么 功能? 命令发出者:微 型电脑 2)电冰箱工作原理 讲述电冰箱工作原 理。

命令执行者:继 电器、压缩机 命令的作用对 108 反馈环节:眼睛 象:冷藏室 反馈环节:温度 传感器 命令发出者:大 3)小游戏:请几位 同学来给大家演示 一下女红的基本功 脑 命令执行者:手 命令的作用对 “穿针引线”(可男 象:针、线 女生各一组进行比 赛)。

“穿针引线”过程 中:

新课讲 解 了解描述性语言 二、描述性语言概念 概念化 化 1、组成:

命令发出者——控 制器 命令执行者——执 行器 命令的作用对象— 109 反馈环节:眼睛 知识点讲 解 —被控对象 反馈环节——反馈 环节 2、相关量:

期望值——给定量 控制目的——被控 量 对控制对象所产生 作用——控制量 3、案例分析 1)投掷飞镖 控制器:大脑 执行器:手 被控对象:飞镖 给定量:期望值 被控量:落点 2)说出速度调节控 讨论内容:

1) 控制系统的控 制过程如何? 分析案例 制过程的给定量、控 2) 系统的组成及 制器、执行器、被控 相关量是那些? 对象、反馈环节、被 3) 如何方框流程 控量、控制量。

4、小组讨论 110 图来描述? 全班分四个小组,每 小组一个项目进行 讨论,并选一个代表 同学当课堂小老师。

项目:

1)供水水箱的水位 自动控制系统 2)加热炉的温自动 控制系统 3)人工调节液面 4)希罗的自动门控 制系统 一、框图的一般形式 1、开环 从平常的案例中归 纳出开环控制系统 的框图表示。

2、闭环 从平常的案例中归 纳出闭环控制系统 的框图表示。 111 1. 小结 控制系统的组成:

控制器、 执行器、 被控对象、 反馈环节 2. 相关量:控制量、被控量、给定量 3.控制系统的框图表示:开环、闭环 本节课通过对开环闭环控制系统的探讨,有助 教学反 于学生将日常所见控制事例上升到运用技术思想和 思 方法理解并分析,并学会应用相应的控制方法来解 决现实生活中遇到的问题。 112

第一篇:技术与设计2,教案

霍山县磨子潭中学:吴松 技术与设计 2 第一单元:结构与设计 认识常见的结构———————————————2 稳固结构的探析———————————————5 简单结构的设计———————————————8 经典结构的欣赏———————————————11 第二单元:流程与设计 生活和生产中的流程———————————— 14 流程的设计————————————————17 流程的优化————————————————20 第三单元:系统与设计 系统的结构————————————————23 系统的分析————————————————26 系统的设计————————————————31 第四单元:控制与设计 控制的手段与应用—————————————35 控制系统的工作过程与方式—————————37 闭环控制系统的干扰与反馈—————————39 控制系统的设计与实施———————————43 -1- 霍山县磨子潭中学:吴松 常见结构的认识 常见结构的认识 教学目标分析 (一)了解结构的含义。

(二)能从力学的角度理解结构的概念。

(三)通过学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。展 示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片,激发学生的学习激情和兴趣。

教学内容分析 本课时是《技术与设计 2》第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的 结构”的第一课时。世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存 在的性质。

本课时要通过放映蜂窝、 蜘蛛网、 大树、 动物的身体与器官等结构图。

通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究,使学生明白“结构是指事物的各 个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设 计”,自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果 应用到技术领域, 是为了更好地服务于人类。

本课时还要讲解构件的基本受力形 式:拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力,讲解应力概念。当一个结构受到外 力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生一种抵抗的力,称为内 力。

应力从认识常见的结构开始,通过学生熟悉的事例,展开技术视野中的力与结 构讨论, 通过有趣的小试验, 强化对不同类型结构的特点的理解。

教学重难点 教学重点:结构概念 教学难点:应力概念 教学过程:

教学过程:

(一)通用技术必修 2 学习介绍:

1、通用技术必修 2 是一门什么课程? 同学们, 我们生活在科学技术高度发达的时代。

我国载人航天成功, 实现千 年邀游太空梦;

长江三峡顺利截流发电, 高峡出平湖;

水稻育种结硕果, 世界 领先……我们今天努力学习技术, 是为了明天把我们的国家建设得更加美好。

2、学习通用技术必修 2 课程要注意的几点:

(1) 围绕教材内容,以技术设计为主线索,认真钻研各主题的技术与设计要 点。充分调动自己的感知、思维、想像, 进行调查研究、批判性思考、 创新性 想像,努力提高技术理论素养,增强各种思维能力。

(2) 参照教材中的案例,触类旁通, 举一反三。密切联系实际, 挖掘技术实 例, 既动脑又动手, 做好剖析、试验、实习、设计制作、交流、评价各环节, 努 力提高技术实践素养, 培养动手解决技术问题的能力和技术应用能力。

(3) 发扬在老师引导下的团队合作精神, 把学习技术课程的过程, 变为一 个创新的过程。在学习过程中要以多种视角、多种思路、多种方法, 去探究一个 -2- 霍山县磨子潭中学:吴松 个技术问题, 完成一项项设计任务, 努力造就我们的创造品质, 提高我们的创 新能力。

(二)案例引入 (板书)【第一单元 结构与设计】 (板书)【一、无处不在的结构】 世界上任何事物都存在结构,结构多种多样且决定着事物存在的性质。

2、引导学生观察结构图。

引导学生分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里? 3、让学生归纳结构概念:

结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。

4、让学生阅读案例:

苍耳子与尼龙搭扣;

鸟与飞机;

鹰眼与导弹跟踪系统。

5、让学生思考:为什么要研究结构? (三)思考与分析:

1、启发学生回答:通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究, 给了人 们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域, 更好地服务于人类。

2、讨论以上三个案例,重点讨论“鹰眼与导弹跟踪系统”。

3、进一步拓展:

除了根据鹰眼的结构,人们正在研制“ 鹰眼”导弹系统以外, 你还受到哪些 启发? 如果在人类的视网膜上象鹰一样有两个凹槽,世界将会如何变化? 将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽,有这种可能吗? 看来我们人类好多地方不如动物,不能象鸟一样在空中自由飞翔,不能象鱼 一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗,打斗力气不如虎。人类凭什么能成为动 物界的统治者呢? 启发学生回答:

凭大脑,凭学习,人类把几千年知识在几年十几年中继承过来 并在原来的基础上进行创新,现在进入知识经济时代,人类知识总量几年就要翻 一番。

教育学生:

人与人之间有竞争,而且可能很激烈, 能否立于不败之地,在于不 断学习。

生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的? 羊毛衣,潜水艇……。

让学生阅读案例:魁北克大桥的坍塌。

大桥坍塌的原因是什么? 擅自改变桥的结构。 -3- 霍山县磨子潭中学:吴松 在社会领域,也普遍存在着结构现象。

一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量, 一家企业的人员结构关乎企 业的运行与效率。

请分别列举自然界、 技术领域、 社会领域给你印象较深的有关结构的事例? (四)学习“2 结构与力” 1、(板书)【2 结构与力】 从力学角度来说, 结构是指可承受一定力的架构形态, 它可以抵抗能引起 形状和大小改变的力。

2、分析一块豆腐的受力情况,讲解应力概念。

当一个结构受到外力作用时,内部各质点之间的相互作用会发生改变, 产生 一种抵抗的力 , 称为内力。应力达到某一极限值时, 结构就会遭到破坏。用公 式表示应力为 σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ 是应力。

3、讲解构件的基本受力形式:拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。

4、案例分析:人坐在椅子上, 椅面受到的力;行人和车辆通行的桥面受到 的力。

5、指导学生概括五种基本受力形式:

拉力 压力 剪切力 扭转力 弯曲力 物体所承受的拉拽力 挤压物体的力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物 体上的平行力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的 力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力 学习椅面、简易桥梁的受力分析案例,分析结构是如何承受力的。

(六)探究:观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。

进一步挖掘:石磨在推动过程中,绳子在空间的轨迹是一个什么图形? 七、教学反思:

教学反思:

培养学生的空间想象能力。在探究石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来 时,我进一步提问,石磨在推动过程中,绳子在空间的轨迹是一个什么图形?启 发学生回答出“圆锥形”,有意识培养学生的技术空间想象能力。

不足的是在小试验中给纸板加压的重物不规范,也未对重物的质量进行测 量,应尽快建立试验室,购足试验仪器,为教师教学提供方便。 -4- 霍山县磨子潭中学:吴松 稳固结构的探析 教学目标:

教学目标:

通过技术试验分析影响结构的稳定性的因素,并写出试验报告。

教学内容的分析 本课时是《技术与设计 2》第一单元“结构与设计”的第二节“稳固结构的 探析”的第 1 课时。在本课时之前,学生已经学习过了常见结构的基本知识。

学生已经初步明白了“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。” 和构件的五种基本受力形式,通过有趣的小试验,强化对不同类型结构的特点 的理解。所以本课时是在第一节认识结构的基础上,具体对结构的两个重要性 质:稳定性和强度做详细分析。课文从实例出发,分析影响结构的稳定性的主 要因素,接着讲了结构稳定性在日常生活中的应用。本节重点是使学生通过技 术试验,学会分析影响结构稳定性的因素,教师在技术试验中应该加以对学生 的引导。

教学重难点 教学重点:稳定性概念。

教学难点:影响结构稳定性的主要因素。

教学策略 通过做一个能给学生留下深刻印象的演示试验,来说明结构稳定性的概念。

通过学生熟悉的事例,展开在技术范围内与结构稳定性相关的主要因素,通过 技术试验,使学生领悟各因素与结构稳定性之间的定性关系。

教学过程:

教学过程:

(板书)稳固结构的探析 1、结构与稳定性 通过做一个能使学生印象深刻的小试验来引入结构稳定性的概念。

教师在做试验时,边做边解释如何让乒乓球平稳的具体过程。

在日常生活中,我们看到的却是许多不稳定的现象:台风过后,被吹倒在 地的广告牌,三轮车因货物堆的过高而翻倒,自行车碰翻倒地…… 这些都是当物体受到外力作用时,原有的平衡状态被打破而出现的不稳定 现象;但是在刚才的试验中,我特地对乒乓球也施加了外力作用,对它的平衡 状态进行干扰,但是它并没有出现不稳定而倒下。所以说明了这样一个问题:

结构体维持原有平衡状态的能力或本领是不同的。

由此引出稳定性的概念(结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能 力。) (板书)结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。

提出问题:结构体自身维持平衡状态的本领是各有不同的,那么有哪些因 素会影响到结构体的平衡性呢? -5- 霍山县磨子潭中学:吴松 分组讨论:指出广告牌,落地灯,底小口大的空竹篓有可能会受到哪些力 的作用而出现不稳定的现象,并根据你的生活经验,简要说明理由。

通过讨论,从而引出影响稳定性的主要因素(重心位置高低,支撑面大小, 物体形状)。

(板书)影响稳定性的主要因素 (板书)1.结构的重心 一般,物体重心越低,稳定性越好。

提问:可以通过哪些措施或方法来降低重心,提高稳定性?一般,学生结 合自己学过的物理知识,可以回答到两点:物体的高度不可设计过高;上轻底 重。教师可以做补充发挥:重心的投影应落在结构体的底面内部,教师可以向 学生做演示试验。

另外要重点补充的是:重心与接触面(接触点)的位置关系。重心与接触 点的三种不同的位置,牵涉到三种不同的平衡:不稳定平衡,随遇平衡,稳定 平衡。

图中矩形代表标尺,红点代表重心,蓝色圆点是固定点,标尺在固定点的 作用下可在竖直平面内自由转动。 (不稳定平衡) (随遇平衡) 稳定平衡) 这三种平衡的稳定性比较:不稳定平衡<随遇平衡<稳定平衡。并且解释一 开始做的“走钢丝”演示试验中,为什么乒乓球下面挂了一个大钩码以后,就 可以立稳在细线上了(稳定平衡,乒乓球与钩码的整体重心位于细线的下方)。

(板书)探究:易拉罐的重心与稳定性的关系。

试验过程:

(1)先往易拉罐中灌满水,然后按照下图竖立易拉罐,发现此时易拉罐无 法保持平衡。

(2)向盛水器皿中倒掉一部分水,再按照上图竖立易拉罐头, 不行的话,再倒掉一部分水,再竖立易拉罐…… (3 发现当易拉罐中留有一定数量水的时候,易拉罐就可以立稳在桌面上,通 过试验找出这个水量。

(板书)2.结构体的底座 一般,结构与地面接触所形成的支持面越大,稳定性越好。解释:因为这 块面积越大,重心的投影就越容易落在里面,从而可以达到稳定。 -6- 霍山县磨子潭中学:吴松 举例:宝塔为什么上端小,下端大?建造高层建筑物时,为什么它的地基 做的很大而且很深? (板书)3.结构的形状 物体形状不同,稳定性也不同。举例:三脚小板凳、照相机的支撑架。

思考:

字型梯子载人时能稳定的原因是什么?试从影响稳定性的三个方面 A 加以考虑。讨论梯子中间拉杆的作用是什么? (板书)4.物体的运动状态也和其稳定性有关。

物体的静止状态和运动状态下的平衡条件是不同的。

运动的自行车的平衡条件,介绍其中的一个作用:陀螺效应 陀螺效应:凡是高速旋转的物体,都有一种使转动轴保持不变的能力,这 种能力使得陀螺即使在不平的支持面上转动也不会倒下。教师演示滚动的硬币 不倒,转动的陀螺不倒的演示试验。

所以一旦自行车运动起来后,转动的车轮也具备这种能力,这种能力使得 自行车即使发生了倾斜,也能自动地把自行车调整过来,这就是自行车不倒的 原因。

提问:

1、在汽车制造业中,利用壳体结构和薄钢板制造汽车的车体,而不用框架结构 或较厚的钢板? 2、除了重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状 外,你认为还有哪些因素也会影响到物体的平衡? 教学反思 本节课讲的是稳固结构的一个重要概念:稳定性。这个概念离学生所处的 日常生活环境联系很密切。俗话说:“生活出真知。”从学生们熟悉的日常生 活出发研究结构体的稳定性,我认为是教学的一个很好的切入点。本节课从一 个学生平时熟悉的“走钢丝”表演的转型小试验,得出不同物体维持原有平衡 状态的能力的差异性,进一步得出了稳定性概念,这是本节课的教学重点。通 过做一个令学生印象深刻的演示试验,让学生对物体的稳定性概念加深印象, 教参上提示的非常好。 -7- 霍山县磨子潭中学:吴松 简单结构的设计 简单结构的设计 教学目标: 教学目标: 知识与技能:确定一个简单对象进行结构设计并描述或绘制设计图样,把 握结构应考虑的主要因素。

过程与方法:熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素。通过简易相片架 的设计案例, 能对简单对象进行结构设计, 并绘制设计图纸, 做出模型或原 型。

情感与态度:体验结构设计的乐趣,发现结构的创意所在,提高学生团结 协作能力; 教学重难点:

教学重难点:

教学重点:确定一个简单对象进行结构设计,并描述或绘制设计图样 教学难点:描述或绘制设计图样 教学内容分析 在明晰结构设计应考虑的主要因素的前提下 , 通过简易相片架结构的多 方案设计的案例 , 让学生学习如何进行结构设计 , 并能运用所学的有关结构 的基本知识进行多方案的结构设计。

教学策略 教师在教学时,应引导学生用人文的眼光看待设计, 设计是为了满足人们 的需要的, 设计是与实际生活情景相联系的。

采取以小组为单位的形式进行分工合作, 引导学生打开思路, 形成多种设 计方案, 在多方案中进行选择。方案设计完成后 ,制作出可以使用的原型。制 作中, 要因地制宜地选择方便易 得、容易加工的材料。

学生制作好的作品, 可以先由小组之间的学生互相评价并做出结论, 再由 教师给予点评。每件作品都应附有一张意见表, 表中要记录每位学生自己所完 成的工作、同学和教师对作品的书面评价等, 以便存入学生的技术活动档案袋。

教学过程 (一) 新课引入: 提问:我国前三个航天发射基地分别在何处? 拟答:酒泉、西昌、太原。

提问:建航天发射基地能离开结构设计吗? 不能。开发任何新产品都离不开结构设计。

结构设计应考虑哪些因素呢? 无论是设计卫星发射中心还是设计一个相片框都要考虑的因素有哪些? (二)学习结构设计的重要性。

1、为什么建航天发射基地离不开结构设计? -8- 霍山县磨子潭中学:吴松 2、结构设计对于我们的日常生活、对于各种各样的生产活动都非常重要。

日常生活中, 没有丰富的结构设计, 产品将会造型单一、功能单调, 那些大型 建筑物、交通运输工具等 更是无法产生;

生产活动中, 产品制造技术、结构安 全性及耐久性评估、维修加固技术等, 都离不开结构的设计和研究。

(三) 学习结构设计的目标及要求 结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标, 应满足设计规范, 满足 使用者的基本需要。例如, 儿童自行车的结构设计, 首先应以代步、锻炼儿童 的手脚协调能力为设计目标, 同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求, 如自行车的链轮、链条、车把、车闸有一定的要求,否则设计应视为不合格。

(四)学习结构设计应考虑的主要因素 结构设计应考虑的主要因素有: 符合使用者对设计对象的稳定性和强度要 求, 安全因素, 公众和使用者的审美需求, 使用者的个性化需要, 对设计对象 的成本控制要求和一定的使用寿命等。

在工程的结构设计中, 应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结 构的稳定性和强度, 使结构在规定的条件下和规定的使用期限内, 能实现一定 的功能的同时, 还要考虑经济因素, 如做到用料省、成本低等, 也就是说, 力 求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。

不同的结构设计, 应考虑的因素各有侧重, 但无论在哪一类用途的结构设 计中, 安全都是至关重要的因素。

在结构设计中还有一些需要考虑的因素, 如材料、民俗文化、地域特点等, 还可以引导学生思考是否还有其他需要考虑的因素。

(五)简单结构的设计案例 1、讲解简易相片架的设计过程与方法 在实际生活中,人们选择相片架, 不仅考虑造型、 材料、 稳定性等因素, 还 考虑相片架的颜色、造型与房间的整体是否协调,相片架的摆放方式与房间的空 间关系等。例如,房间内的桌子比较小,而房间的墙上有大面积的空白,此时就可 能会选择悬挂式的相片架,而不会选择用支架式的相片架。

从造型、材料、稳定性和强度等方面 , 比较上述案例中三个设计方案中相 片架的结构的特点,并构思其他设计方案,列出方案要点 2、让学生设计简易相片架。

(1)要求:水平要超过教科书中的三个方案,因为你是站在别人的肩膀上。在 相框和支架的设计上都要有创意(2)目标激励:

a、有创意的设计方案要到学校存档, b、你所做的模型或原型还可送给你最要好的同学,因是自己亲手所做,比买贵 重物品相送更能表达纯洁的友谊。

c、最先设计出来的同学到黑板上画出方案并讲解方案的结构和设计思想。

每个同学充分发挥自己的想象,所做方案各不相同。 -9- 霍山县磨子潭中学:吴松 教师在同学中巡视,对于所设计的方案有创意的同学,教师在成绩册中当 场予以记载,并要求课后用 A4 纸画好交老师存档。

3、探究:在某些地震灾区, 居民采用“木板夹心”结构筑墙建房,这种由当地 农民创造出的结构能经受地震的考验, 具有较好的抗震效果。

请简要说明这种结构的特点,并根据所学的有关结构与设计的知识,对这种 结构设计进行分析。 - 10 - 霍山县磨子潭中学:吴松 经典结构的欣赏 教学内容 《经典结构的欣赏》是通用技术必修模块“技术与设计 2”第二单元第四节 (苏教版)的内容。通过对赵州桥、飞檐、斗拱、蛋形椅、补充案例的欣赏, 引导学生赏析具有典型人文意义的结构,开阔学生的视野,拓展学生对结构设 计的文化特性的理解和评价,在以后的设计中注入更丰富的文化内涵。

教学目标 1.知识目标:

通过对典型结构的欣赏,学会观察结构的实用性和美。

2.能力目标:

能从技术和文化的角度欣赏,并评价典型结构设计的案例。

3.情感态度价值观:

通过典型结构的欣赏,提高自身的技术素养,拓展学生对设计文化特性的 理解和评价,增强学生对中华民族的自豪感。

教学重点、难点:

教学重点、难点:

1.重点:透过经典结构的欣赏,让学生学会观察结构的实用性和美。

2.难点:学生能从技术、文化等角度欣赏并评阶典型结构的设计案例,并 在自己以后的设计中注入更丰富的文化内涵。

教学过程 结构的有关知识、复习回顾:2 分钟 提问:

1.什么叫结构?常见的结构有哪些?受力特点如何? 2.结构的两个重要性质是什么? 学生回忆、再现、作答 通过观看经典设计,加深对结构的理解,同时感受中华民族建筑文化的高 深。

结构欣赏的角度 1、技术角度。2、文化角度 合作、探究、能力展现:15 分钟 1、组织学生分组讨论、交流。选派代表汇报结果。

2、提出问题 ①两桥的结构各有什么特点 ②对两桥进行受力分析 ③两桥具有什么价值和民族特色? 学生通过观看视频讨论、回答: - 11 - 霍山县磨子潭中学:吴松 1、赵州桥 结构:拱肩加拱的敞肩结构。

受力分析:压力-拱圈-拱角-基础 价值:历史价值;

艺术价值;科学价值。

2、侗族风雨桥 结构:集桥、廊、亭一体。受力特点:木板下面受拉力。

民族特色:公益性、团结性。

通过两桥的结构特点,受力分析,理解两桥文化价值、民族特色和设计的 文化内涵。

教师归纳讲授新课 1、归纳学生的汇报结果。

2、利用课件投影进行结构欣赏时可从技术和文化两个角度进行。

技术角度:使用功能、稳固耐用、设计创意和表现力,材料的合理使用、 工艺制造的精湛程度等。

文化角度:文化寓意、美学原则、反映的时代、民族、习俗方面的特征、 结构的个性的个性特征等。

3、举例:丹麦设计师雅格布森的作品”蛋形椅”。从技术角度和文化角度 进行赏析。

结合已有的知识、生活经验,观看的视频、理解欣赏结构可从技术和文化 角度进行。

学生欣赏的角度可能是单一,片面的,通过教师的归纳、举例、形成评价, 欣赏的角度。

学生能力拓展(10 分钟) 1、提问:

2、 在对作品进行欣赏, 除了技术和文化两角度外, 还可以从哪些角度欣赏。

3、图片:客家土楼 4、思考:多角度来欣赏客家土楼的建筑文化。

5、教师归纳(可从”客家人”的由来,客家土楼的结构,布局等进行欣赏) 学生根据已有的知识进行思考回答。

根据部分学生来自客家,对这一典型的建筑具有一定的了解、亲切感。通 过这一部分学生的带动,调动全班学习的积极性,达到能力的拓展。

加深同学们对结构知识的理解,领会欣赏作品可从多角度进行,开阔学生 的视野。

总结:小结 4 分钟 - 12 - 霍山县磨子潭中学:吴松 结合具体案例,理解在进行作品欣赏时除了可从技术和文化角度外,还可 以从其他角度进行欣赏。

加深知识的理解。

教学反思 1、本节教学内容涉及的知识面广,而且较为抽象,教师在上课前要搜集 相关资料,作好充分的知识准备。

2、课文中的案例只是从技术角度和文化角度进行欣赏,教师要选取有代表 性的案例(如故宫),拓展学生的视野,能从多角度进行赏析。 - 13 - 霍山县磨子潭中学:吴松 生活和生产中的流程 教学目标分析 1、 2、 3、 了解流程的含义 通过对海南环岛七天游的案例分析,让学生对时序、环节更容易理解。

掌握流程的表达。 教学内容分析 本节内容是《技术与设计 2》的第二单元《生活和生产中的流程》的第 一节课,是本单元的基础知识,其中对时序、环节、流程概念的理解,是为后 面学习流程设计、流程优化作好铺垫。

教学重点、 教学重点、难点 重点:了解流程、时序、环节的含义和流程的表达。

难点:对时序、环节的理解。

教学过程 (一)引入新课 (二)新课教学 板书:1、认识流程。

时序 老师:时序就是按照一定的时间顺序进行的。

老师:但是旅游时间比较充足的话,比如 1 个月游,那么可以先游海口,然后 到三亚,再到琼海、万宁、陵水、昌江、儋州。这样可不可以? 学生回答:可以 老师提示:从这两条不同的线路可以说明旅游路线是可以颠倒的,但一般海南 环岛七天游的线路是不可能颠倒,为什么? 学生思考、讨论回答:

老师:这个跟时间的长短有直接的关系,短时间内你是不能增加旅游的路程。

总而言之,旅游线路中的市县之间的时序有时是可以颠倒的,有时是不可以颠 倒的。

老师:在旅游中,当导游介绍一些景点时,我们有时候有必要做记录,可是拿 笔时打开包一看,原来好好的两支四色的圆珠笔,不知道怎么回事,已经完全 被拆卸出来,为了记录一些有用的材料,现在请两位同学帮助我把这两支笔组 装好,其余的同学注意观察。

在组装过程中,可能第一次有的同学组装不正确,但很快就发现问题,重新装 好。

老师提问:为什么会出现组装不好的现象,原因在什么哪里? 学生:组装过程的步骤不对,应该先……后……。 - 14 - 霍山县磨子潭中学:吴松 老师归纳:我们刚说过有些时序的过程之间是可以颠倒的,有些时序的过程之 间是不可以颠倒的,这笔的组装过程每个步骤也不是随意颠倒的。

老师提问:在生活中,我们发现时序不可颠倒的事例还有哪些,并说明理由。

(让学生思考、讨论,然后叫若干个学生回答,假设回答不出来,可以再举个 别例子引导他们。例如:财主叫工人盖楼房,只要盖第三层,不要盖第一层的 故事;看电视的操作时序等) 学生回答:有些讲课文中的例子,有些讲生活中遇到的例子。

老师提醒:同学们,我不太清楚在海口这个地方的旅游景点,你们能帮我吗? 学生回答:假日海滩、五公祠、火山口、热带野生动物园……。

老师:琼海、万宁、陵水、三亚、昌江、儋州呢? 学生:争先恐后地一一回答。

老师提示:你们都知道旅游线路上各个市县都有若干个景点,这些市县的所有 旅游景点的游览在整个旅游过程中可以看作一个环节。

板书:环节 老师提示:环节是相对的概念,依据问题性质的不同和不同人的理解,环节的 划分可能会有所不同。环节中又包含若干可以分解的、目标更具体的事项。例 如:我们在整个海南环岛七天游中,可以对某个市县的所有旅览过程看作一个 环节,也可以把某个景点的游览称为一个环节,组装四色圆珠笔整个过程也可 以称为一个环节。

老师板书总结:

流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。简单地理解流 程就是为了一定的目的去做事的顺序。

老师提示:同学们对流程已经有一定的理解,现在能不能随便说出一些流程的 例子? 学生回答:

老师:大家都知道流程了,但是用什么来表达流程才简单明了呢? 学生思考回答:

老师:为了使流程的描述清晰可见,我们一般采用流程图来表达流程。

板书:流程的表达 老师提示:我们来看一看旅游线路图:

海口―琼海―万宁―陵水―三亚―乐东―昌江―儋州 这样的表达是比较简单的,不过不是我们流程图的表达方式,只要稍微改动一 点就可以。

老师:这就是流程表达方式中的一种,叫方框图表达。把它画出来难不难? 学生回答:很容易 老师提醒:这个流程图中的各市县是表示什么意思? 学生回答:旅游过程中的一个环节。 - 15 - 霍山县磨子潭中学:吴松 老师提醒:回顾一下《技术与设计 1》的内容,有哪些知识点可以用流程图来表 达? 学生思考回答:

老师:有些同学已经想起来,有些还没有想到。如产品设计的过程、设计过程 中的各个步骤如模型制作或原型制作也可看做一个流程、金属材料的工艺加工 过程等都可以用流程图来表达,不过这些留在课后完成。

老师提问:除了方框图表达之外,还有哪些? 学生思考、讨论回答:

老师归纳:依据流程的性质以及人们的表达习惯,流程图还有文字表达、表格 表达、图示表达、程序流程图表达、比赛程序的结构图等方式,有些场合还可 用模型表达、动画演示等。

思考题:用适当的流程表达方式,描述你所理解的下列活动的流程。

邮寄一封信件给远方的朋友,信件从寄出到对方收到的过程。

老师:叫一位学生在黑板上画出流程的方框图,其他学生观察、思考,最后大 家来评价。

老师提醒:同学们,到这里整个旅程结束了,回想在旅游过程中你们学习哪些 内容? 教学反思 在教学中引用海南环岛七天游贯穿整个过程,学生们特别感兴趣,自始自 终都表现出良好的课堂气氛,以往是很少有这种现象。从上课的开始到下课, 绝大多数学生都参与到课堂教学中,有些学生去过旅游的或者认识旅游景点的, 都能够主要说出景点,不认识的,还是认真地听讲。使课堂的学习氛围非常的 活跃,学生对流程、时序、环节、流程图的表达都掌握得很好。不过学生实际 操作还是很少,这一节课中仅仅有两位学生有机会参与到实际操作中。总而言 之,这堂课能够体现新课程的理念,在教学中是用教材,而不是教教材。 - 16 - 霍山县磨子潭中学:吴松 流程的设计 教学目标 1. 知识与技能 熟悉流程设计的一般过程;知道流程设计时应该考虑的基本因素,能对生活、 生产中的简单对象进行流程设计或流程改进设计,并用文字或图表说明流程设 计方案的特点。

2.过程与方法 通过对具体流程的设计,能分析流程设计中应该考虑的基本因素,并画出流 程设计的框图;通过对流程的分析,与学生一起探究有关流程所蕴涵的思想和 方法,以及这些思想和方法在实际的生活和生产中的运用。

3. 情感态度价值观 培养学生自主探究,主动学习的能力;在学习过程中,培养同学们就所学习 到的技术设计的思想和方法向其它领域迁移;习惯用理性思维安排我们生活; 在讨论过程中,让同学们体会到互助学习的愉快感觉。

教学内容分析 “流程的设计”是该单元的第二节内容,有承上启下的作用。“流程的设 计”首先在明确流程设计的目标和要求及应考虑的基本因素的基础上,提出设 计步骤。而合理流程对于生活、生产中的意义也就是流程设计时应明确的基本 目标,第一节与第二节之间的知识点有了呼应。设计流程以分析事物的内在性 质、规律和相关因素为基础,以时序和环节为设计的主要线索将事物按一定的 时序分解成若干环节。不同的流程设计需考虑的因素各有侧重,各因素之间相 互关联相互制约,需慎重分析。生活、生产中的流程有“显性”和“隐性”两 种情况,“显性”流程相对比较容易描述,“隐性”流程相对复杂,需要大量 的试验和探究才能得出。流程设计中,时序和环节的设定和表达要简要、明确、 操作性强,并且前后连续,衔接紧密,同时环节与环节之间必须是可以切分的。

流程的设计一是要深入理解该流程应遵循的内在规律,明确影响流程的主要因 素,二是要对过程的环节和时序进行科学合理的安排。流程的设计具有不唯一 性,已经设计的流程还可以改进、优化,这一点也是对下一节知识流程的优化 做引领。

重难点分析 (一)重点分析 分析流程设计中应考虑的基本因素,并画出流程设计的框图。能对生活、 生产中的简单对象进行流程设计或流程的改进设计。” (二)难点分析 - 17 - 霍山县磨子潭中学:吴松 1、分析流程设计应考虑的因素。分析流程设计中应考虑的主要因素,是进 行流程设计的重要前提,不同的流程设计需考虑的因素各有侧重,各因素之间 相互关联相互制约,需慎重分析。

2、流程的设计。流程的设计一是要深入理解该流程应遵循的内在规律,明 确影响流程的主要因素,二是要对过程的环节和时序进行科学合理的安排。

教学过程 通过前面的学习,我们已经了解了流程的涵义及其作用、理解了流程中环 节和时序的意义,并学会了简单流程的方框图的绘制和识读。前面一节知识的 学习都是对已经安排好的流程进行描述。那么又如何对未知事情进行流程安排 或对已存在流程进行改进呢?这就是我们这节课要研究的问题。

P44 的案例分析:洗衣、煮饭与烧菜的流程安排原本用时 2 小时 40 分钟,通过 合理的流程安排后才用了 70 分钟 当对流程设计时我们要达到哪些主要目标? (学生可以通过对案例的理解,结合前一节所讲过的内容流程的意义来总结) 对于具体事情,任务还需要具体分析 [自主探究] 合理的流程不是自然存在的,而是靠人们研究和设计出来的。应以科学、严谨 的态度,充分考虑流程设计的基本相关因素,遵循事物内在性质、规律进行设 计。

下面就考虑下结合自己生活中的事情来设计一个合理流程 [交流活动] 全班分成若干设计小组(最好四人一组),各组从 A、B 类中个选一个主题来进 行流程的设计。在设计时,要完成以下几个目标:

1. 总结在设计时所考虑的因素; 2.给出一个完整合理的流程,并用恰当的方式来表达自己的流程; 3.给出进行设计时所经历的过程; 4.说出自己设计的流程有什么优势。(达到的流程设计目标) 引导学生从点向面、以小见大,在具体事例中来总结知识。

总结在设计流程时需要考虑的基本因素 人员和资金:人员的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期; 材料:不同材料有不同的加工处理方法; 设备:生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平; 环境:生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用,是流程设计设应该 不同行业的流程有不同的特点,所以流程设计中该考虑的基本因素也各有 差异。例如,在农业生产的流程设计还应考虑气候、季节、自然灾害、生态平 衡等因素。 - 18 - 霍山县磨子潭中学:吴松 流程设计的步骤(结合小组自己设计流程所经历的过程来描述) [拓展] 检查流程时,应从哪些方面考虑流程是否设计合理? 流程设计的基本原则 ①、 流程设计的科学性 流程设计作为重要的技术活动,必须遵循自然的客观规律,以科学的思想和方 法指导流程的设计。任何违背科学原理设计必定导致设计的失败。

②、 流程设计的连续性 对于流程设计中的时序,在开始和结束的步骤过程要有连续性,而且这一系列 的过程、步骤都是按照一定的前后顺序进行的,不连续的、颠倒的时序必定导 致事物内在的机理变化。

③、 流程设计的完整性 对于流程设计中的每个环节,必须完整无缺,科学合理地安排环节。环节的缺 少、遗漏、零乱不齐的流程必定导致设计的失败。

④、 流程设计的简明性 流程设计不同于技术方案设计,流程设计必须简洁明了。能比较反映事物的发 展规律,突出生产、活动的主要内容和特征。

⑤、流程的目的性 是否达到了预期的效果,完成了最终的目的。合理的流程设计应该实现一定的 目标,所设计的流程应该体现出是否实现了其相应的目的。

[课堂总结] 流程设计的目标与要求; 流程设计中应考虑的基本因素; 经历流程设计的步骤。

教学反思 学生已经有了一些基本的知识基础,对生活中的事例更感兴趣一些,但实 际教材中提到了一些生产工艺流程,本节课对工艺流程的挖掘还不够深入。在 组织学生活动时要考虑到相互之间的合作关系,有可能在是完成课堂任务时有 的小组是某个或者小部分参加了讨论,得根据具体班级的学习情况和课堂氛围 来安排讨论学习。这节内容最好是两节连堂上,由于课时安排是一周一节课可 能在完成第二课时的时候学生衔接不是那么紧凑。课程实施中,对“显性”流 程与“隐性”流程的比较不够深入,这一点可能在下一节“流程的优化”中会 加以突出。 - 19 - 霍山县磨子潭中学:吴松 流程的优化 教材分析 1、教材结构与内容简析 《流程的优化》是苏教版普通高中课程标准实验教科书《通用技术—技术 与设计Ⅱ》第二单元第三节的内容。编者对本单元总的设计思路是“了解流程, 理解流程 → 设计流程 → 优化流程”。本节是在学生初步认识了流程,并对 流程设计的方法和步骤有了一定的了解,以及能对生活、生产中的简单对象进 行流程设计的基础上提出的。流程的设计具有不惟一性,已经设计的流程还可 以进行改进、优化。完美的流程不存在,不断优化才能不断进步。

根据我校高二学生的实际情况,以及对课程标准的理解,我对教材内容进 行了一些整合和处理:以苏教版为主,地质版为参考,这节内容分两个课时完 成,这节课是第一课时。主要围绕着流程优化应考虑的主要问题和条件展开。

以学生熟悉和容易理解的案例为载体,使学生更好地理解流程优化的思想,以 及流程的改进与设备、材料之间的关系。并为下一节流程优化的综合实践服务。

2、教学目标 (1)知识与技能:使学生理解流程优化的意义及主要内容;理解流程的改进与 工艺水平的提高,以及设备、材料、管理等密切相关。

(2)过程与方法:针对确定的流程,分析流程优化时应考虑的因素;经历对案 例和问题的探讨、分析,培养解决实际问题的能力以及创新意识和团结协作能 力。

(3)情感态度与价值观:通过分析流程优化的过程,渗透技术的人文特性,探 究优化背后所隐含的更深的思想。通过各组讨论、分析、活动,养成良好的合 作和交流的态度。

3、教学重点和难点 教学重点:通过案例分析理解流程的优化可以根据不同的目标有所侧重;以及 流程的改进与设备、材料等之间的关系。

教学难点:技术的人文特性及优化背后所隐含的更深的思想。

教学流程 (一)组织教学,引入课题 设计思路:通过熟悉的例子让学生知道流程不是惟一的,已经设计的流程 可以进行改进、优化。激发学生学习的兴趣。

(二)创设情景,提出问题(5-7 分钟) 过程:出幻灯展示银行取款流程图(包括原先的取款流程图和现行的取款 流程图)。采用问答方式师生共同分析取款流程的改进与评价。然后由教师归 - 20 - 霍山县磨子潭中学:吴松 纳小结,并提出问题:为何要对流程进行改进、优化?是不是所有流程优化的 目标和要求都是一样的?进行流程的优化,必须具备什么条件? 设计思路:通过对银行取款流程的改进与评价的分析,引导学生从感性认识到 理性分析。

(三)合作探究,分析问题(28-30 分钟) 1、探究流程优化的目的 设计思路:归纳流程优化的目的,对学生来讲并不难。列举生产和生活中流 程的改进,目的是让学生通过事例更好地领会流程优化的目的。

2、探究流程优化的内容 设计思路:先由教师分析案例是为了使学生分组讨论时思路清晰。最后提 出一个问题是为了使内容自然过渡,衔接紧密。

过程二:展示教材 P55 的案例——法兰的两种加工工艺流程。教师讲解工 艺优化,学生完成教材 P56 的“马上行动”。

设计思路:因为工艺优化对学生来讲较陌生,但也不难理解。通过教师的 讲解、引导和学生的活动,使学生能更好地理解工艺优化。

过程三:展示案例——自来水公司拟在河岸建立一个泵站,为 A、B 两个居 民点的水塔供水(如图)。学生小组讨论泵站建在什么地方,才能使输水管道 最短?这属于什么优化?(即优化的目标是什么?) 设计思路:这里不采用教材上的案例,是因为这个案例较简单,且学生在 数学课里曾接触过,不会陌生,也不难解决。学生可在讨论交流中建构知识。

过程四:归纳小结。流程的优化可以根据不同的目标有所侧重,主要有工 期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。对一个流程的优化, 可以是整体的全面优化,也可以是对某一个指标进行优化。经常会有这样的情 况出现:某一个指标得到了优化,而使另外指标下降了。比如,技术优化,可 能使成本提高。成本优化了也可能使质量下降。因此,在进行流程优化时,要 综合平衡,以取得整体优化的成效。

设计思路:通过小结使学生整体认识流程优化的内容。

3、探究流程优化的条件 过程:由银行取款流程需要的条件引出进行流程的优化,必须具备一定的 条件。列举我校教师评卷和班主任统计总成绩工作流程的改进、优化,洗衣机 的洗涤优化和法兰的加工工艺流程优化,让学生分组讨论、思考、分析这些流 程改进所具备的条件。然后小组代表发言,教师归纳总结。

设计思路:学生具有一定的发现问题、分析问题和归纳总结的能力,而且 通过前面的学习对这些流程已有比较明确的认识。通过自主探究、讨论与交流 来建构流程优化的知识体系。

(四)归纳总结,解决问题(3-5 分钟) 过程:学生自己总结本节课的内容,并谈谈学习本节内容后的感受。 - 21 - 霍山县磨子潭中学:吴松 设计思路:由学生自己总结、谈感受,可以培养学生归纳问题、表达思想的能 力。

(五)布置任务(1 分钟) 2、本节课的教学过程也是流程,它不是完美的,请同学们帮老师改进。

设计思路:布置练习 1 是为了巩固本节课的内容,练习 2 是为下一节流程 优化实践做准备。

教学反思 这节课是新授课,在教学的过程中学生可能会提出意想不到的问题,如果 此时置之不理,可能会使学生的积极性受挫;如果展开讨论,可能会完不成教 学任务。另外,要使学生明白优化的思想和方法的掌握和应用,不仅是在技术 活动中受益,对我们的学习和生活都是非常有意义的,这点较困难 - 22 - 霍山县磨子潭中学:吴松 系统的结构 教材分析 1、教材前后作用及地位 这单元的内容是有关“系统与设计”中的“系统的结构”的学习,主要内 容有“什么是系统”“系统的类型”“系统的基本特性”,要求我们的学生能 从应用的角度来理解系统的含义通过案例的分析,理解和掌握系统的基本特性, 学会用整体的、互相联系的系统的观点解决问题。

根据学生已经学习的内容和认知特点,我们利用两个课时来完成本章的教 学,让学生通过对相关系统应用案例的分析,引导学生在应用中理解系统的含 义和基本特征,掌握相应的学习方法和动手能力。

2、重点和难点 ⑴从应用的角度理解系统的含义。

⑵通过简单的系统的案例分析,理解系统的基本特性。

教学目标:

教学目标 (1)、知识目标:理解系统的含义和基本类型。理解系统的基本特征。

(2)、能力目标:能对简单系统的进行应用案例分析。

(3)、态度和情感:学会用整体的、互相联系的系统的观点看待和解决问 题。

教学过程:

教学过程:

(一)生活体验及问题情景。

“系统”一词是一个经常使用的词汇 各大搜索引擎对“系统”一词的搜索统计 可是我们仔细想想,好多系统我们似乎看不清,摸不透,有些神秘感! 那么,什么是系统?它有什么特性? 【从学生日常生活中常见的事情入手,引导学生回想自己的生活体验,让 学生谈谈自己的生活经历,他们是如何理解的,要注意引导学生更多的思考和 回忆,要渗透“利用情景学习”的教学设计思想。问题的提出是为了激发学生 进一步学习的欲望和兴趣。】 (二)教学内容展开 在我们如何理解系统的含义前,先讲两个故事:

我国古代《申鉴 时事》中记载的有关用网眼捕鸟的故事。

法国雕塑家罗丹关于《巴尔扎克的雕像》的传说。

【课堂讨论】 这两个故事说明了什么?分别造成了什么后果? 【引导学生从多方面去思考和举例来说明故事体现出来的什么思想】 - 23 - 霍山县磨子潭中学:吴松 1、系统的含义:

由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具 有特定功能的有机整体。

构成系统的三要素; (1)至少要有两个或两个以上的要素(或部分); (2)各要素之间互相联系互相作用,有一定的结构; (3)系统的功能是组成要素所不具备的。

【案例分析】(具体内容略) 自行车(进行详细的各部件讲解和分析) 台灯或手表(简单分析) 对媒体教学系统 人体系统 计算机系统 汽车系统 …… 【这里的案例分析就是在系统应用案例的系统构成分析,用于加深学生对 系统含义的理解,分析时应该注意与学生进行交互,或者组织学生进行互相评 议。不能是教师个人在唱独角戏,要动员学生参与进来。分析的重点在于系统 构成的三个要素。】 系统有大有小,有简单有复杂。大的和复杂的系统又可以划分为若干子系 统。

如:人体系统,教育系统,交通系统等等…… 【课堂练习】 自行车的子系统:传动系统;制动系统;承重系统;方向控制系统等等。

【对系统的含义进一步拓展,关键在于让学生能举一反三,能举出更多的 实例和案例,让学生的生活体验进一步提升,由感性的认识向理性分析转化。】 2、系统的分类 系统可按不同的标准和需要来分类:

(1)自然系统和人造系统 如:人体系统是自然系统;城市系统是人造系统 (2)实体系统和抽象系统 如:自行车的传动系统是实体系统;计算机的操作系统是抽象系统 (3)静态系统和动态系统 如:静态和动态是相对的。

(4)开放系统和封闭系统 如:氨气的合成系统是封闭的,生态系统是开发的系统。

(5)简单系统和复杂系统(拓展) - 24 - 霍山县磨子潭中学:吴松 (6)黑色系统和白色系统(拓展) 【教师举例,让学生举相似的案例来补充。】 (三)本课小结 系统:由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组 成的具有特定功能的有机整体。

系统有大有小,有简单有复杂。大的和复杂的系统又可以划分为若干子系 统。 - 25 - 霍山县磨子潭中学:吴松 系统的分析 教材分析:

教材分析:

系统优化是系统分析的深入和延伸,系统分析和系统优化是系统设计的基 础,更是系统设计过程中的重要环节。

本节教材中分三个部分:

第一部分:案例分析 “建造隔音墙”案例,目的是为了阐述系统的意义。从实例分析入手,降 低教学难度,运用系统的思想定性分析的方法,进行研究、优化,在分析过程 中体验系统优化的意义。

为了让学生体会分析和优化仅仅靠定性的分析是远远不够的,还需要更多 的定量计算才行,以“为江边码头选址”为例,让学生们建立数学模型并计算。

第二部分:根据案例分析总结阐述系统优化方法和一般性步骤,分析影响 系统优化的因素。要求学生运用系统的思想和定性、定量相结合的方法,确定 研究课题、进行分析研究、评价比较、优化方案。总结归纳出系统最优化方法 的含义。

第三部分:通过试一试和技术试验的活动,让学生亲自完成一个系统优化 的过程,体验系统是如何优化的。

教学目标:

教学目标 知识与技能:

1、理解系统优化的意义 2、能分析影响系统优化的因素 3、初步掌握系统最优化的方法 4、能够对一个简单系统运用最优化的方法进行分析 5、运用系统最优化方法的一般性步骤对简单系统进行优化 过程与方法:通过讨论、案例分析,使学生懂得用所学的知识解决有关问题 情感态度与价值观:体验系统优化的意义,指导学生把系统优化的思想延伸到 整个生活和学习当中。

教学重点与难点:

教学重点与难点:

重点:系统最优化方法和一般性步骤 难点:系统优化的过程分析 五、教学流程:

教学流程:

★ 复习巩固:

教师提问:什么是系统? 学生 1 回答:由相互依存的若干要素组成的、具有特定功能的有机整体。

教师提问:系统的基本特性是什么? - 26 - 霍山县磨子潭中学:吴松 学生 2 回答:系统的基本特性可归纳为:整体性、相关性、目的性、环境 适应性。

教师总结:作为系统,它们就具有整体性、相关性、目的性、环境适应性, 就构成系统的的基本思想。对系统分析的基本方法就是运用系统的思想和定性 定量相结合的方法对系统及性分析。

★ 引入:

教师讲述田忌赛马的故事,引出系统优化的问题。

田忌赛马 战国时代,齐王常与他的大将田忌赛马,双方约定每场各出一匹马,分三 场进行比赛。齐王的马有上、中、下三等,田忌的马也有上、中、下三等,但 每一等都比不上齐王同等的马,于是田忌屡赛屡输。

一日,田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑给田忌出了一个主意,结果以 二比一赢了齐王 田忌的赛马共有 6 种方案—— 田忌 齐王 上马 :

上马 ( 1) 中马 :

中马 下马 :

下马 上马 :

中马 ( 3) 中马 :

下马 下马 :

上马 上马 :

下马 ( 5) 中马 :

上马 下马 :

中马 田忌 齐王 上马 :

上马 ( 2) 中马 :

下马 下马 :

中马 上马 :

中马 ( 4) 中马 :

上马 下马 :

下马 上马 :

下马 ( 6) 中马 :

中马 下马 :

上马 在以上各方案中,齐王与田忌的赛马结局有以 3:0 赢的,也有以 2:1 赢 的,但只有一种情况是田忌以 2:1 取胜于齐王的,孙膑正是把这种方案推荐给 了田忌,就是上述方案(3)。

教师:作为一个系统,通常就会有这样或那样的问题。如:效果不佳;或 是投入的人力、物力、财力不是最小;或是某种性能不理想等等。因此系统需 要改善,需要优化。

★ 新课教学:

一、 案例分析 案例 1:

通过“建造隔音墙改善车流噪音污染”的案例定性的分析, 体验系 统优化的意义 学生朗读:

2005 年的新春, 南京市人大十三届三次会议上, 王湘等 10 位代表共同提交 议案,呼吁为城西干道沿线的民居和学校解决车流噪音污染问题。 - 27 - 霍山县磨子潭中学:吴松 “城西干道从大桥南路到赛虹桥立交桥,是南京市贯穿城市交通的大动脉。

城西干道全线贯通于 2000 年,因为有了城西干道,许多从大桥过来的车辆不必 经过市中心就可以便捷地通过包括城西干道在内的绕城公路通行。

城西干道的出现,除了带来交通便捷,也给沿线的数十万市民带来了噪音 之苦。从大桥经过城西干道的大多数是重型载货车和大客车,而且城西干道的 每天的车流量非常大。

据调查, 白天畅通时城西干道上的车辆平均时速为 80 迈, 晚上可以达到 100 迈。重量大、速度快是城西干道上车辆的一大特点,车身和 空气的摩擦声、发动机马达声是噪音的主要来源。

城西干道沿线分布着大量的居民区,按照国家相关环保划分标准,这些居 民区属于商业、居民、文教混合区,白天最大噪音值是 60 分贝,晚上最大噪音 值是 50 分贝。但是两边的居民区噪音全线超标,在离高架不到 15 米的重噪音 区圣淘沙花城 19 楼的一户人家,更是测出了开窗峰值 81.6 分贝、谷值 65.8 分 贝,关窗峰值 66.7 分贝、谷值 54.2 分贝的超标噪音。长期生活在噪音中,人 的健康会受到损害,可能导致心血管疾病和神经系统疾病。

城西干道沿线不仅有民居还有学校,有的学生戴耳机睡觉;老师上课用喇 叭讲课;有的学生说:“在城西干道边上住了 4 年,记得刚进校的时候整整一个 星期就没睡着觉。后来终于慢慢习惯了,如今到了夜里打雷都不醒,只是时常 觉得精神疲劳、头疼,还有点健忘。”噪音已经伤害到这些学生的神经系统。

21 世纪的城市人居环境不仅要讲究安逸更要讲究健康,现在正在建的城东 干道高架已经做了隔音墙的规划,希望有关部门能考虑到城西干道沿线众多居 民区和学校的存在,也在这一区域安装隔音墙,免去市民的噪音之苦。” 教师:问题提出来了,怎样能够改善城西干道周围附近噪音的污染,优化 居民楼、学校等大环境系统。

学生 3:降低车体本身的噪音; 学生 4:让车流在此路段减速通过; 学生 5:让车道远离学校…… 学生 6:修建隔音墙√ 教师:隔音墙作用的本质是改变噪音的传播途径,以达到改善污染的目的。

交流讨论 分小组讨论,派代表发言 隔音墙的高度、长度如何考虑?? 学生:具体测量噪音严重的程度。

隔音墙的墙体结构及外形怎样考虑?? 学生:隔音墙的墙体结构外形因该市墙体垂直或略向车流一侧倾斜; 墙的头部形状略向内侧适度弯曲; 如果道路两侧的建筑比较高时;修建的隔音墙的高度就要很高,应该建成 封闭式的; - 28 - 霍山县磨子潭中学:吴松 墙体内侧表面应该做吸收声音处理。

隔音墙体的主材料怎样选用为好?? 学生:利用隔音墙可以将噪音反射到上空,但仅将噪音反射到上空也是不 够的,还要使用很好的隔音材料。拿出几套采用不同材料的方案,列表比较说 明,在坚固、美观、经济(造价、维修)等因素间权衡、比较、决策。

建造隔音墙的投入与改善车流噪音污染的总效果应如何评价?? 学生:从做到投入最小和效果最好; 做必要的验证试验。

教师:系统被改善了 系统优化 北京市崇文区的夕照寺和幸福北里紧邻京山铁路,京山铁路进出北京站必 经这个居民区, 每天有 140 多列火车通过, 在铁路两侧修建了隔音墙。

共有 1100m 长,高度分别是 4.0m 和 5.2m,用隔音材料制成。这一段是距铁路最近,人口最 稠密的地段 ,做建设隔音屏障前后对比监测表明,噪音平均降至 61-62 分贝, 比过去降低 8.6-11.4 分贝,低于国家规定的 70 分贝。

但对于类似于香港城市高楼林立的情况,再高速公路两侧如果修建隔音墙 必须修得很高才可以,如果墙修得太高,那么抗风暴的能力就会大大减弱,为 增加抗风暴能力,选材时就会大大提高成本,这样修建隔音墙就不是合适的优 化方法。

教师:系统优化的意义就是以最小的投入,获取系统的最佳效益或最佳功 能。

再举例:

如:在蔬菜、西瓜的种植中,要使蔬菜防病和提高产量,要使西瓜抗御低 温的能力,就应采用嫁接技术,这是一项增产增收的栽培技术,嫁接的西瓜比 自根西瓜增产 1 倍以上。

如:建筑材料的改进也是一项优化技术,以往建筑物的墙体多采用实心砖, 现在采用了空心砖,在保证强度、隔热隔音效果的同时,节省了材料。

教师:对于比较复杂的系统,人们对其特征了解不够,所以需要运用一定 的数学的手段描述它,进而找到合适的解决方案。

在前一节的学习中,我们就曾接触到数学模型的问题,比如 龙舟赛艇案例 分析中,可以根据牛顿第二定律进行定量描述 a=F/m,这就是一个描述运动特性 的数学模型 。

系统建模的目的是要将系统的原型抽象为数学模型,并运用已有的数学方 法分析求解得出数学结论,再运用这一结论来解决实际系统中的问题。

案例 2:

在江边一侧有 A、B 两个厂,它们到江边的距离分别是 2km 和 3km,设两厂 沿江方向的距离是 3.5km,现在要在江边修建一个码头,使得两厂的产品能够顺 利过江,问码头应建在什么位置,才能使运输路线最短? - 29 - 霍山县磨子潭中学:吴松 二、总结:

1、 系统优化的一般性步骤 ①提出需要优化的问题; 如:城西干道噪音污染问题就是需要进行优化的问题;码头的选址也是一 个系统优化问题。

②需要收集有关资料和数据,确定变量、建立定量计算方程(数学模型) 和约束条件,选择合适的最优化方法 如:具体测量噪音的严重程度;为保持方案可行,必须勘测、预算;建立隔 音墙防噪音的数学模型及墙体参数条件,求解数学解;墙体结构与材料与定量 计算有关;经费预算包括:购买器材、设备费用;外请工程设计与施工技术人 员费用民工费用、机动调动费用…… ③验证和实施。

条件校验:逐项校验修路工程所需的人力、物力、财力是否具备。

实施与调整:实施计划的过程 2、影响系统优化的因素 ①优化追求的目标要适度。

②希望投入最小,而取得的效益最大 效/耗比 性/耗比 性/价比 (比值越大,就越接近或达到最优化) ③系统优化使离不开条件,条件是否具备直接影响优化。

④某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。

3、最优化方法 最优化方法是系统学中的一个重要方法,它通常是指在一定的人力、物力 和财力资源的条件下,使取得的效果(如生产产值、利润、效益等)达到最大, 而投入(如能源、资金、人力、时间等)达到最小的一种方法。

①要用定性和定量分析相结合的方法是系统最优化 ②坚持系统整体的最优化。运用好权衡理念,舍卒保车,弃车保帅,这是 为了保证对弈的最终胜利。

③不间断地寻求最优化,系统的发展具有阶段性,系统的优化是具有相对 性的,要遵循系统的动态观点,推动系统不断进步。

教学反思:

教学反思:

在教学过程中,以优化作为教学主线,以案例为载体,一步步分析展开, 完成教学任务,达到教学目的。对隔音墙实例可以指导学生对确定的研究问题 进行实地参观、测量、调查和向专家咨询,得到第一手材料后,再让学生进行 讨论交流,在相互评价、自我评价过程中获得学习的乐趣。 - 30 - 霍山县磨子潭中学:吴松 系统的设计 教学目标:

教学目标:

知识与技能:

本方法。

过程与方法:

的意志和毅力。

教学重点:

教学重点:

1、系统设计的基本方法。

2、让学生会运用系统设计的知识进行简单的系统设计。

教学难点:

教学难点:

1、掌握好系统设计基本方法中的系统设计。

2、确定一个任务,根据设计要求完成系统设计的方案设计。

教学过程:

教学过程:

新课教学:

一、系统的设计 1.什么是系统设计? 2.系统设计应考虑的主要问题。

系统设计的目的与要求 系统各部分之间的相互联系与相互作用 系统设计方案的优化 P86 马上行动:

1.要实现的总体目标是安全、经济、快速地完成筑路工程。

2.要选择好筑路技术设计方案,如公路要越过两座山坡,是穿隧道还是绕道行。

3.要考虑工期、人员、材料的具体安排方案,降低材料成本,减少材料浪费, 在不增加过多人员的前提下,提高工程进度等。

3.系统设计的一般步骤。

①将系统分解为若干个小系统 ②确定各子系统的目标、功能及相互关系 ③对子系统进行技术设计和评价 ④对系统进行总体技术设计和评价 二、简单系统设计的实现 系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、 生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企 业系统工程、军事系统工程等方面 (讲解课本上两个案例) - 31 - 通过具体的系统设计案例分析,使学生初步掌握系统设计的基 具备一定的系统设计和系统评价的能力。

培养学生团队精神和认真学习、刻苦钻研、坚忍不拔 情感、态度和价值观: 霍山县磨子潭中学:吴松 三、系统设计的主要过程 结合编制《学校田径运动会竞赛日程表》来分析阐述系统设计的主要过程。

1、提出设计问题; 学校每年都举行田径运动会,如果你是学生会的体育部长,会如何组织编 制好《学校田径运动会竞赛日程表》。

2、收集与分析相关资料(包括外部环境及约束条件); (1)学习竞赛规程和田径规则,了解运动会的期限、天数,作息时间,开、 闭幕式(表演内容)的时间; (2)了解参赛单位人数、组别设置; (3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量; (4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法; (5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。

(6)查阅学校前几届运动的相关资料。

3、确定设计目的; 编制好编排合理,符合竞赛规程和学校实际的《学校田径运动会竞赛日程 表》。

4、系统的设计(重点考虑:系统由哪些组分组成?系统各组分具有什么功 能?各组分如何配合工作?如何解决矛盾冲突?); 具体讲:竞赛日程的编排视为一个系统,这个系统是系统结构与系统流程 相辅相成的系统,要求系统结构合理,运行流程畅通。

A、竞赛日程的编排原则 (1)比赛的间隔时间(最短):200 米及 200 米以下各项为 45 分钟;200 米以上至 1000 米各项为 90 分钟;1000 米以上各项目不在同一天;全能各单项 间休息 30 分钟(以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始)。

(2)尽量不安排项目冲突。

(3)尽量照顾兼项之间的时间间隔,及格赛后间隔一天进行正式比赛。

(4)不同组别的同一田赛项目,一般不连续安排在同一单位。

(5)不同组别的同一径赛项目,最好衔接进行。

(6)跨栏项目一般安排各单元的第一项,还可安排在长距离竞走、跑之后 进行。

(7)决赛时预计能破纪录的项目,可分配到各个单元。

(8)同一时间不安排、两个田赛长投项目。

(9)竞走、长跑时最好不要安排标枪。

(10)撑竿跳高尽可能安排在上午。

(11)接力赛尽量安排在单元的最后。

(12)精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。

(13)田赛项目注意场地的合理运用。 - 32 - 霍山县磨子潭中学:吴松 (14)最后一个单元尽量少安排项目。

(15)尽可能使田赛和径赛同时结束。

B、竞赛日程的编排方法 按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等,填写竞赛日程 安排表,再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次,然后先填 全能项目,后排单项;单项中先排径赛,后排田赛。

C、编排比赛秩序:

(1)先排全能项目,其次是赛次多的项目,再排跨栏和其他径赛项目。

(2)参阅兼项表进行核对,检查有无兼项冲突。

(3)排完径赛再排田赛,注意兼项和性质相关项目的先后顺序。

(4)全部项目排好后,应详细检查,如有不妥之处,再进行调整。

编排出多个方案,从中筛选最佳方案。

5、系统的评价及优化 对《学校田径运动会竞赛日程表》进行反复研究、征集意见、调整修改。

小结与练习:

1、课堂小结 本节课主要内容有:

1)系统设计的原则。

2)系统设计的主要过程 3)运用系统设计的基本思想和方法,进行简单的系统设计。

2、练习 (1) 评价项目 成本投入状况 实施的速度 管理的可行性 技术的先进性 技术实现的可 行性 可能产生的负 效应 整体效果 方案 1 少 快 可行 一般 可行 职工人数增多 可行 方案 2 少 快 较可行 一般 可行 影响学生正常 时间就餐 较可行 方案 3 多 慢 有经费可行 先进 可行 投入较慢 较可行 (2) 关键是运用系统的思想,设计分选设备中各个部分,使它们之间构成 特定的关系,才能实现分选并达到的可调孔径的目的。

(3) 运用系统的思想解决: - 33 - 霍山县磨子潭中学:吴松 ①应增加管道和集水设备; ②实现定时排水浇洒; ③当集水设备装满是,通过下水道排水。 - 34 - 霍山县磨子潭中学:吴松 控制手段与应用 课 题 课时数 教 学 一、控制的手段与应用 共 1 课时 产和生活中的应用。

过程与方法目标:通过学习,培养学生注意观察问题,发现问题, 帮助学生了解控制的作用。

目 标 情感和价值观目标:激发学生了解控制,研究控制的兴趣与热情。

教 学 重点 难 点 教学方 法 难点:理解控制的含涵义。

探究式 教学媒体 教 学 过 程 设 计 教学过 程 复习旧 课,导入 新课 复习《系统设计的基本方法》的主要内容。

系统设计的原则; 系统设计的主要过程。

一、控制 1、控制是普遍存在。

用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存 在,对控制有初步的认识,打破其神秘感。

现代社会中的例子:

了解控 制 生产、生活中的例子 [复习导入] 教学内容 备注 多媒体电脑、录像 重点:理解控制的含义。

备课日期 课 型 新 授 知识与技能目标:理解控制的含义了解控制的手段,理解控制在生 - 35 - 霍山县磨子潭中学:吴松 古代社会中的例子:

老师讲 解 请学生讲述〈〈大禹治水〉〉的故事 并提出问题,让学生思考。

问题:大禹治水过程中,通过什么手段实现治理好水患 的目的? 通过“疏通河道,泄洪为主” 手段实现治理好水患的目 的。

案例 2:木牛流马 请学生讲述〈〈木牛流马〉〉的故事:“(建兴)九年, 师生探 究活动 亮复出祁山,以木牛运,粮尽退军,与魏将张郃交战,射 杀郃。十二年春,亮悉大众由斜谷出,以流马运。…” 据研究:

木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计, 通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一 些的独轮手推车,载重大,前由人拉、后由人推,运行 较慢;流马载重小,轮子稍大一些,由一人推,运行速 度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的 灵便程度和载重量的大小:木牛行动较笨而慢,像牛; 流马行动敏捷而快,像马。不是说它们外形像牛像马。

目的:帮助军队运送战略物资。

案例 3:希罗自动门(图片) 希罗自动门的相关材料见教参 P66 或江苏版 P107。

希罗自动门说明了什么道理? 道理是:利用气压和液压动力装置,实现自动开门、关 门。

事物发展的结果可能是人们预先期望的,也可能与预期 案例 1:大禹治水 - 36 - 霍山县磨子潭中学:吴松 老师讲 述 的目标不相符,甚至是不希望得到的。如果人们想达到 某一特定的目的,就必须运用适当的手段来实现。

那么,运用什么手段来实现呢? (引入控制的概念) 2、控制的涵义 什么叫控制? 控制是根据自己的目的,通过一定的手段使事物沿着某 一确定方向发展的行为和过程。

结合事例(用音乐喷泉的事例),重点阐明控制的对象 是什么;控制要达到什么目的;采取什么控制手段。

[探究活动] 师生探 究活动 请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事 例。(2-3 位同学) 如:学校:学校的音乐铃声、多媒体教学系统、足球场 草地自动喷淋系统、圈存机、体育馆的自动伸缩坐椅等。

家庭:冰箱、电饭煲、微波炉等。

社会:交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机 等 3、控制的应用 控制的应用自古就有,并在近代得到迅速发展,在社会 生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。

通过事例说明控制在社会生产生活的各个领域的应用。

案例 1:汽车自动化生产线。(图片) 案例 2:农业现代化设施。(图片) 师生互 动,老师 引导学 生学习 控制应 用的知 识。 - 37 - 霍山县磨子潭中学:吴松 案例 3:现代网络家电。(图片) 为了进一步拓宽学生的知识面, 学生自主阅读 P91-93 的 例 1-3 材料,进行个别学习。 小结 课堂小 结 1、控制是普遍存在。要求学生能列举事例。

2、控制的涵义。要求学生在理解的基础上掌握好其控制 的涵义。

3、控制的应用。 1.落实到概念的教学是本节课的重点,教师要通过实例分析引导学 生进一步理解控制的含义。

教学反 思 2.通过案例分析使学生理解控制的普遍性,并要求学生举出生活中 的实例,引导学生理解控制在生活生产中的应用。 - 38 - 霍山县磨子潭中学:吴松 闭环控制中的干扰与反馈 教学目标:

教学目标:

知识与技能目标:

1、了解控制中存在干扰; 2、学生能理解干扰的概念,掌握克服干扰的基本方法; 3、 综合所学的有关控制的知识, 了解不同控制系统克服干扰的方法的优劣。

过程与方法目标:

1、学生能分析简单控制系统中的干扰,归纳出克服干扰的基本方法; 2、运用所学知识,激发出学生对于克服控制中的干扰的创新思维; 3、能综合各种控制系统的有关知识,独立分析简单的克服干扰的方法。

情感与价值观目标:

1、通过对干扰实验的体验和观察,获得对干扰的感性认识; 2、在体验干扰的基础上,能进一步讨论控制中的干扰; 3、通过内化干扰的知识,形成正确的对系统中干扰的认识,并建立稳定的 控制系统认识态度。

教学重点:

教学重点:

1、了解实际控制系统中会存在干扰影响控制; 2、让学生能够分析简单控制系统中的干扰,理解克服干扰的基本原则,分 析克服干扰的具体方法,并结合开环和闭环控制进行对比; 教学难点:

教学难点:

1、分析克服干扰的具体方法; 2、综合理解开环与闭环的优劣只是相对的,理解干扰不是全有害的。

教学过程:

教学过程:

引入:

引入:

复习与回顾 1、控制系统的分类是什么? 2、控制系统有哪几部分组成? 【游戏引入】 真正的控制系统在运行的过程中还会存在很多的因素影响:

控制羽毛球降落游戏:

1、在正常条件下降落。

2、在有侧风的条件下降落。

问题:如果不按正常条件下的降落方式还能正中目标吗?为什么? 对比两种情况的异同:受外界影响,控制的行为受到影响。

新课教学:

一、干扰的概念 - 39 - 霍山县磨子潭中学:吴松 【涵义】:干扰就是对控制系统的行为造成影响的有害的信号及扰动,即除给 定量外,引起被控量量值变化的各种因素。

要点:系统行为、被控量量值变化;引起变化的各种因素。

二、干扰对控制功能的影响 1、现实生活中的干扰的例子 A、手机信号对投电视,音响的干扰 B、轮船行使中的干扰 C、汽车驾驶的干扰 (汽车行使中的干扰,比较常见,引导学生引发对交通控制的进一步思考,为 后面的内容拓展到社会大环境设下伏笔) 2、思考与分析 (1)在出现干扰的情况下,开环控制系统和闭环控制系统哪种受干扰的影响 小?为什么? 闭环控制系统受影响较小,因为闭环控制系统能不断修正控制效果。

(2)举出一些由于干扰而使控制系统受到影响的例子。

雨天交通 病毒攻击 手机干扰飞机 三、克服干扰的基本方法 如何消除侧风对羽毛球下落的干扰?(呼应前面举的干扰,进一步思考克服干 扰的方法) (一)克服的基本方法:

1、消除干扰 2、减弱干扰 3、提高控制系统性能 (二)小组讨论 分析下列控制中的干扰,请同学们以小组为单位,讨论如何克服该控制系统中 的干扰并对对方组的抗干扰方法发表自己的看法:

第 1、2 大组:汽车驾驶 第 3、4 大组:轮船行使 (在学生讲解的同时演示教师对问题的解释) 汽车驾驶:

1、控制系统的克服措施:

刹车、转向、鸣喇叭; 2、针对干扰源的措施:

加强国民交通意识; 3、管理措施:

交通部门设立道路隔离带、交通法加重对违章的处罚; 轮船行使: - 40 - 霍山县磨子潭中学:吴松 1、环境因素:

选择风平浪静的天气; 2、轮船本身设计:

改变轮船的长宽比、 增加减摇鳍、 船艏设计; (三)综合分析:

闭环控制系统比开环控制系统具有更好的抗干扰能力,那么是否都应该用闭 环控制代替开环控制? 是否采用闭环控制主要看对控制系统的要求(如成本、控制要求) 如空调和风扇的使用选择 四、 反馈 ?1.什么是反馈? ?控制系统中,讲输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较 的过程,就是反馈(feedback)。

?2.反馈方法 ?利用反馈来分析和处理被控对象,通过系统的输出来调整系统的行为,使系统 沿着预期的目标运行的方法。 事例 “穿针引线” 输入 线的位置 检测装置 人的眼睛 输出 线与针孔对准 投掷飞镖 靶的位置 (期望值) 眼睛 飞镖实际投掷的位 置 五、 闭环控制系统的工作过程 ?闭环控制系统就是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路,输出量对控制过 程产生影响的控制系统。

?核心:通过反馈来减少被控量(输出量)的偏差。

?在加热锅炉的温度控制系统中,可能有干扰因素:加热炉外的环境温度变化、 加热器的电压波动等 ?系统如何克服干扰使炉温稳定在给定范围内?通过热电偶检测炉内的温度值, 并与给定的温度值进行比较,将偏差传给控制器进行控制。

六、控制系统的分析方法 1. 功能模型法 以功能和行为的相似性为基础,用“模型”模拟原型的功能和行为的方法 。

2.黑箱方法 - 41 - 霍山县磨子潭中学:吴松 通过对系统的输入与输出的关系的研究推断系统内部结构和功能的方法,通过 观测黑箱外部的输入信息(外界对黑箱的影响)和输出信息(黑箱对外界的反应) 研究和认识其功能、特性、结构、机理。 黑箱方法应用的 例子 观察计算机的基 本性能 测定钢材的硬度 输入 输出 需要了解的情 况 计算机的基本 性能 钢的硬度 运行应用程序 计算机的反应 技术试验 钢的性能情况 选购电视机 小结与练习:

1、干扰的概念 图像、声音、 清晰度、散热的 外壳 情况 电视好坏 2、克服干扰的基本方法 3、反馈 4、功能模拟法 5、黑箱方法 - 42 - 霍山县磨子潭中学:吴松 控制系统的设计与实施 控制系统的设计与实施 教材分析及教学设计介绍 本节课内容为本节的第四课时,是本节、本章、本书的最后一个课时。在 前面的学习中,学生已经了解了结构、流程、系统、控制与设计的关系。设计 是技术的重要组成部分之一,而且《技术与设计 2》大部分都是围绕着设计这个 主题来展开的。

结构是设计的基础,流程是设计的方法,系统是设计的保障,控制是设计 的关键。

本节课可使学生了解控制系统设计的一般思路和步骤,以电加热器的设计 为例,实现发热、包层、控制、定时、过热保护等,这电加热器,大部分的学 生都有一定的使用各损坏加热器的经验,作起来有一定的实践性。

教学目标 知识与技能:

(1) 了解简单被控制对象的基本特征。画出系统方框图,形成初步设计方案 (2) 能设计制作一个控制方法,能进行模拟控制并调试。

过程与方法:通过案例式的探讨和实践改良的技术活动,提高分析能力,培养 探究精神。学习权衡的思想。

情感、态度和价值观:

(1) 通过对控制系统的设计与实施的分析,体会产品设计中人性化的设计思 想。

(2) 培养认真严谨的态度,进而树立“以人为本”的设计理念。

(3) 通过多种形式的教学活动,提高学生学习技术课的兴趣。

重点与难点 重点:控制系统设计的一般思路。

难点:闭环系统的设计。

关键:案例分析与方框图的绘制。

教学设计 (1)通过教师的引导和实例,探究控制系统设计与实施的含义。

(2) 通过体验活动, 结合学生生活经验, 归纳总结控制系统设计与实施的方法。

(3)讲解设计的一般思路,要有所侧重,从众多的因素中选出重点的,不必面 面俱到。

(4)通过实践改造活动,让学生感受和领悟,创新的设计思想,并引导学生思 考实现合理的设计与控制还要考虑的因素。

教学过程:

教学过程: - 43 - 霍山县磨子潭中学:吴松 【新课教学】 新课教学】 1、控制系统设计的一般思路 选择开环还是闭环:依据控制精度与条件。

被控对象特性的获取方法:往往难以直接得到,从输入与输出之间的关系, 若干个干扰因素的分析:找了影响最大的。

简单系统的控制:

执行器与检测器的选择:

设计图样等:

开环控制系统的设计 电风扇,电吹风的设计:

电风扇控制系统的设计:被控对象是电风扇,被控制量是电风扇输出的风速, 控制量是电机的转速。设计的目的有:一是有定时关闭电风扇。二是有不同的 风速。三是又定时,又有不同的风速。

案例分析:电吹风控制系统的设计(要先介绍一下电吹风的工作原理) 与学生一起分析,这个系统要达到的目的是什么?控制的对象是什么?被控对 象有哪些特性?被控量的控制量分别是什么?外界的干扰因素是什么?经济实 用?安全教育与设计。

可以选择熨斗,电加热棒,电褥子等进行分析,这些设备,学生有一些使用的 经验,拿出来加以分析,还可以增加学生的安全意识。

2、 闭环控制系统的设计 对于简单的闭环控制系统有如下的要求:

① 必须是稳定的。一是工作时要稳定,二是干扰出现时要稳定,这个稳定是通 过调节而出现的稳定。

② 控制精度要符合要求系统的输出值与给定值要变化,而且在变化的范围内。

③有较好的抗干扰性能。

④ 几项要求有时产生矛盾,要平衡有侧重点的解决。

案例分析:抽水马桶水箱的自动控制系统的设计。

设计目的与节水:

设计项目:

设计要求:

设计分析:

被控量,控制量,干扰量。分析设计思路。

绘制方框图:

知识与技能:

让学生了解在设计的一般思路,应注意目的,控制量与被控量干扰因素。

选择输入与输出的关系检测,执行器,检测器的选择。

让学生自行画出与设计方框图。 - 44 - 霍山县磨子潭中学:吴松 综合实践:近几年的冬天,总一些报道说,太阳能热水器出现冻坏的住户,请 利用控制系统的知识,分析一下原因,并提出修改设计方案。

【课外拓展】 为了加深学生对知识的记忆、理解,鼓励学生全面的、辨证的分析问题。

对生活中的一些个系统进行分析,思考,并能收集一些设备的工作原理,只有 在掌握了大量的系统的工作原理,占有大量的资料的前提下,对系统进行分析, 画出方框图,才能对其设计有一定的了解。 - 45 -

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