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2019-2020年高中通用技術 模型1教案 蘇教版必修1 教　　材：（鳳凰國標教材）普通高中課程標準實驗教科書 通用技術（必修1） 文檔內容：模型 章　　節(jié)：第七章　模型或原型的制作 第一節(jié) 模型 課 時：共1課時 作 者：章亞鈞（浙江省新昌中學） 一、教學目標 1. 知識與技能目標 (1)理解模型的含義、種類。 (2)能懂得模型在產品研發(fā)、科學試驗中的功能和意義。 2. 過程與方法目標 討論過程中，能充分發(fā)揮學生的聰明才智，對模型的功能和意義進行歸納和總結。 3. 情感態(tài)度和價值觀目標 (1)形成和保持制作模型的興趣與熱情。 (2)養(yǎng)成良好的探究學習的積極性。 (3)能運用科學的方法認識模型的作用和意義。 二、教學重點 1.理解模型在生產生活中的作用、功能和意義。 2.理解模型制作在不同階段需要不同的模型。 三、教學難點 對模型在產品研發(fā)和科學試驗中的作用、功能和意義的理解。 四、教學方法 教授、模型展示、任務驅動、小組討論。 五、設計思想 1. 教材分析 本章從《三國演義》中的“草船借箭”引出模型的應用功能。以及模型在現代社會設計和生產中應用的重要性，它是構思分析和評估進行優(yōu)化的一種方法。 本節(jié)教學內容分為兩小節(jié)： （1）模型及其功能；教材從給出模型和原型的功能開始，例舉了“鳥巢的結構模型”、“神舟飛船”、“渾天儀”以及“‘神舟三號’飛船中的模擬人”等，以此分析得出了模型的兩個功能，又案例分析了“大東方號”來加強說明模型的功能。 （2）模型在不同階段的作用。 教材強調了“模型是設計的一個環(huán)節(jié)和一種重要的技術方法”。特別是要通過典型產品“柑橘榨汁機”的制作實例，由點到面，讓學生進一步掌握設計制作的知識與技能，并通過實踐活動，進一步領悟設計制作的艱辛與樂趣。 也可以通過探討生活中遇到過或聽到過的模型來分析歸類。 2. 設計理念 本課程的教學目標就是培養(yǎng)學生的技術素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，教學中盡可能減少講授的方法。結合本小節(jié)內容，由于一般學生接觸到的都是展示模型，對它們的功能分析很難直接理解。建議可以讓學生以討論的方式，討論“‘神舟三號’飛船中的模擬人”、“大東方號”等例子來總結出模型的功能比較好。這樣可以提高學生的思維能力和分析歸納能力。 3. 教學策略設計 (1) 教師在組織教學時要把握好技術思想的滲透，這里，模型不再僅僅是一個具體的模型，它還被賦予了思想方法的內涵。 (2) 充分運用小組討論的方式。讓學生討論所知道的模型有哪些？討論制作這些模型的意義在哪里？ (3) 各?？梢愿鶕W校的條件和實際情況選擇合適的操作內容，盡可能地幫助學生將自己設計的作品制作出實物模型來。 4. 學情分析 高中學生對模型不陌生，特別是對于展示模型。但對模型的深入了解不夠。對模型的作用和意義更是知道甚少。但通過同學間的討論還是可以得出模型的普遍意義的。 六、教學準備 1. 教學資源的準備 多媒體教學設備、直觀實物模型、視頻等。 2. 教學課件的準備 多以直觀的圖片來說明，抓住關鍵知識點，突出中心。 七、教學過程 1.引入 通過前面幾章節(jié)的學習，同學們設計出了自己的作品，但還是在腦子中，在圖樣上，今天開始，我們要把它做成實物，然后來看看是否能達到我們所預想的那樣的功能，這就是模型制作。模型或原型的制作在產品的生產過程中起著非常重要的作用，也是設計的一般過程中的一個重要步驟。 教師敘述三國故事引起學生興趣：三國赤壁之戰(zhàn)前，諸葛亮趁大霧彌漫，以船裝載草人騷擾曹軍營地，曹軍不知虛實，不敢貿然出擊，只好放箭拒敵。結果讓孔明草船借得十萬支箭。那些用草扎的假人，就是模型。在今天的技術設計中，到處都有模型的應用。今天我們就一起來研究模型這一節(jié)。 教師提問：同學們在生活中見過模型嗎？有哪些？回答：商場柜臺里的手機，各種展覽會上展示航模、汽車、房展會上的房屋等，教師用PPT圖片來展示展示手機、房模、航模、汽車等模型圖片，加強學生對模型的感性認識。 看圖后，教師再提問：這些模型和我們現實中的物體又有怎樣的區(qū)別或相同點呢？可以請1、2位學生回答，教師總結得出模型的概念。 模型概念：模型是根據實物、設計圖樣或構思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實物相似的一種物體。 2.理論探究 教師提出問題：同學們講的上面提到的模型均是在展覽上給人一種直觀的感受，可以直接看到外還可以觸摸到，加深對物品的比例、尺度、線形、色彩、材質等的認同。除了這些在展覽中出現的模型外，其它地方是否有應用到或出現模型呢？ 給同學一定的思考時間后，教師適當進行引導：在企業(yè)生產中？科研活動中？ 案例分析：2002年4月1日，我國自行研制的“神舟三號”飛船在太空繞地球飛行108圈后，在我國內蒙古中部地區(qū)成功地著陸。此次“神舟三號”飛船是我國首次完全模擬載人狀態(tài)進行飛行試驗的，因此引起國內外的廣泛關注?！吧裰廴枴笔菬o人飛船，可船艙里卻安坐了一名矮小結實的“小伙子”。據飛船系統(tǒng)副總指揮秦文波的介紹，這是飛船上新添的模擬人設備。雖說是假人，可“他”卻會“呼吸”、 能“排汗”，皮膚軟綿綿的很像真人。 提問：“神舟三號”中的模擬人有什么特征？為什么要進行“模擬人”試驗？如果直接換用真人會出現什么情況？（由學生回答引出）模擬人會“呼吸”、能“排汗”，生理功能上和真人相似。通過模擬在的“生理”功能可以采集到太空環(huán)境對人體生理機能是否有影響以及影響的程度。同時可以檢測飛船對人體的生命保障系統(tǒng)（如氧氣量、二氧化碳的轉化等）是否可靠是否健全。如果直接真人的話，很可能會威脅到真人的生命安全。 這是模型在科研活動中的應用，當然還有很多其它例子，如可以播放視頻：汽車碰撞試驗給同學看看。 提問：那么在企業(yè)生產活動中還有怎樣的應用呢？ 案例分析：“大東方號”輪船事例：19世紀50年代英國設計制造了一艘以龐大蒸汽發(fā)動機為動力的鐵殼輪船?！洞髺|方號》集中了當時世界上最先進的造船技術精華，邀請了著名的造船專家，制造了一艘世界上最大、航速最快的遠洋輪船，但最后失敗了。其根本原因是沒有經過模型制作試驗，就直接投入了生產，造成了動力設備與龐大船體的動力需要不匹配。 資料：大東方號的設計是：船長211米，船寬36米，最大吃水9.2米，總噸位18,915，營運速率14節(jié)，有三套推進裝置：二具船邊明輪，一個艉螺旋槳，六根張帆的桅桿，帆總總面積有6,500平方碼。大東方號是Isambard Kingdom Brunel設計的第三艘燃煤蒸汽機帆船客輪。1851年，燃煤蒸汽機帆船客輪大東方號，終于在倫敦的Millwall地方開始建造。由于大東方號的船長為當時一般船的六倍，沒有縱深那么長的船臺來建造，所以采用側面下水的橫向船臺建造。當1857年11月7日下水典禮那天，大東方號只側滑行3呎距離，再也不肯滑下水。前后折騰了三個月，在1858年1月30日，終于把這艘巨無霸硬是推下水浮起來. 由于下水花費了不少意想不到的費用，已沒有經費再繼續(xù)完工，整整擺了將近一年沒有施工，四處尋找買主。1859年終于由Great Ship pany買下未完工的大東方號，同年8月繼續(xù)完工。9月9日海上試航時，突然發(fā)生爆炸，上甲板被掀開，前煙囪像火箭一樣飛出去，艙里的船員紛紛倉皇逃出，其中一人往船邊跳下水，被明輪打死。爆炸原因是通風孔堵死所引起。 請學生思考并回答：這案例說明了什么？現在的企業(yè)又會如何來做？（由學生來回答，教師作總結）大東方號的動力裝置由于動力不夠而不能帶動整船前進，最后引發(fā)爆炸，造成了巨大損失。如果在造船前，將輪船和動力裝置縮小，用模型進行事先試驗就能知道動力是否足夠，然后進行相應的改進，這樣就可以避免巨大的財產和人員傷亡的損失。 根據前面的案例，請學生進行總結模型的功能： 1.使設計對象具體化 模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達所設計的產品的比例、尺度、線形、色彩、材質以及每個構成面。它是一種實體技術語言，為設計的表達和交流提供了一條有效途徑，使設計委托者、生產單位和設計人員之間能夠直接溝通，全面認識設計方案。 2.幫助分析設計的可能性 由于現代工業(yè)產品大部分是在大規(guī)模、自動化和巨額資金投入下生產出來的，因此．僅憑圖紙?zhí)峁┰O計意圖，很難把握設計的可靠性。如果設計一旦失敗，損失將十分巨大，所以，設計一件較復雜的產品，必須通過模型制作，才能投人生產。 教師引導：通過前面的學習，同學們知道模型在不同的場合有不同的作用。進行分類總結出有哪些模型以及不同的使用場合。 下面通過學生感興趣的汽車模型來講解模型在不同階段的作用。還可以結合一些學校在創(chuàng)造發(fā)明過程中作品（拐杖和深井救人器等）的多個模型來分類。 模型在設計不同階段的作用 1.草模： 在產品造型設計初期階段草?？梢园言O計構思用立體模型簡單的表示出來，供設計人員深入探討時使用。 2.概念模型： 用概括手法表示產品的造型風格、布局安排，產品與人、與環(huán)境關系，整體上表現產品造型的整體概念。 3.結構模型： 用于研究產品造型與結構的關系，清晰表達產品的結構尺寸和連接方法，并用于進行結構強度試驗等。 4.功能模型： 主要用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用于分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系，并在一定條件下用于試驗。 5.展示模型： 采用真實材料，按照準確的尺寸，做成的與實際產品幾乎一致的模型。作為產品的樣品，展示模型為研究人機關系、結構、制造工藝、外觀、市場宣傳等提供實體形象，并可以直接向委托方征求意見，為審核方案提供實物依據。 教師總結：柑橘榨汁機的設計過程中經歷了：草模、概念模型、結構模型、功能模型、展示模型，這五個模型制作的過程。 注意：但并不是產品設計的過程都必須要經歷了這五個模型制作的過程。模型的分類是根據需要來分類的，并不是一個模型的發(fā)展過程。 投影本節(jié)主要內容： 1.模型的定義； 2.模型的功能； 3.模型在產品設計的不同階段的作用。 課后思考和練習： 拓展思維：模型是否還有更廣闊的應用？ 實踐活動：可以讓學生用紙或橡皮泥做簡單的模型。 八、教學反思 通過本課時的學習，讓學生對模型的意義和重要性有了更深的認識，不再局限于展覽會上使用，在科學研究、企業(yè)生產中均有重要作用。 在教學過程中，教師也可以對模型的概念進行擴展，讓學生知道數學模型等更廣泛的模型概念。當然，在某一產品的設計過程中，并不都需要制作這些模型，要根據需要情況具體問題具體分析的。 　　在處理教材時，要提起學生興趣，并讓他們參與進行討論，結合書本案例和學校實際案例，容易引起學生的共鳴，也容易打開學生的思路。為了加深學生對模型的認識，也可以讓學生動手自己來制作一個模型，簡單的如各種拼合型的航模、車模、建模等，也能提高學生的學習興趣。