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新课标高中通用技术地质版《技术试验及其方法》教学设计


新课标高中通用技术地质版《技术试验及其方法》 新课标高中通用技术地质版《技术试验及其方法》教 学设计
一、设计思路 技术试验是技术设计中重要的课程内容, 它是技术设计过程中的一个重要环节, 也是技 术探究中一种重要的方法。 因此为了在实际教学中一下激起学生的兴趣, 演示了纸张形状的 变化所承受压力的关系, 马上提出质疑: 什么样形状的纸张承重力最好呢?创设了一个良好 的探究学习氛围。从而指出技术试验的概念。技术试验的类型和方法是本节课的一个重点, 技术试验的方法有很多, 不同的行业有不同的试验方法和试验标准。 因此在教学中列举代表 性的事例及技术试验,如“风洞试验”、“青霉素皮下试验”等一些学生耳熟能详的试验。 让学生了解这些试验目的、方法、作用、及其意义。另外通过阿什塔比拉大桥的垮塌这个反 例,加深学生对技术试验的理解,增加一些技术基本知识。 在课堂教学中, 将采用“主导——主体的设计模式, 引导学生进行自主探究, 小组讨论, 动手实践。 引导学生进行简单的技术试验并课后撰写技术报告。 通过学生动手实践让他们亲 自体验技术试验往往是一个曲折的过程, 提高学生动手实践能力, 培养学生科学的精神和严 谨的态度。这样通过实验,案例,实践三者紧密结合。产生一个形象生动的知识链:认识→ 理解→ 运用→巩固,感受技术试验是一种重要的技术方法。 二、教材分析 教材根据课程标准和技术试验教学的要求, 主要介绍了技术试验的概念和几种技术试验 方法, 但教材对技术试验的释义和技术试验的重要性的知识渗透较少, 缺少一些著名试验的 事例。有鉴于此,在教学中应注意增加技术试验的基本知识,可以介绍一些有代表性的事例 及技术试验,如“风洞试验”、“青霉素皮下试验”等一些学生耳熟能详的试验。 三、学情分析 在通用技术课程中, 技术试验的内容及重要性是学生在日常生活了解的相对较少的, 因 此引导学生通过进行一些小试验和一些典型的技术试验案例分析, 让学生增加一些技术试验 的基本知识,从而激发学生的好奇心和主动学习的欲望,对教学内容进行步步展开,使学生 亲历自主探索和思维升华的过程。 四、教学目标 1.知识与技能:了解什么是技术试验以及技术试验的方法。理解技术试验在技术发明、技 术革新中的作用,能够进行简单的技术试验并写出试验报告。 2.过程与方法:通过探究、实验、讨论、分析等教学方法,使学生懂得应用相关的理论知 识。

3.情感态度与价值观: 激发学生探究的兴趣,培养学生勇于探索、善于动脑,勤于动手的 科学精神。通过对技术试验的体验,提高学生学好通用技术课的信心,培养学生爱科学、学 科学的兴趣和理论联系实际的思维方法。 五、教学重点与难点 1.教学重点: A.技术试验的重要性。 B.能根据设计要求使用简单的方法对产品进行测试。 C.能进行简单的技术试验并写出试验报告。 2.教学难点:如何引导学生选择正确的技术试验方法,培养学生实事求是、严谨负责的科 学态度以及正确对待技术试验中的失败问题。 六、教学策略 在本课的教学中,将采用“主导——主体的设计模式,引导学生进行自主探究,知识建构和 能力拓展,及时思考、分析、提炼、评价。 1.在教学中为了使学生掌握相关知识,必须以“技术试验及方法”为主线,并以这条主线 进行展开。通过实验演示,举例,图片和实物展示激发学生的学习兴趣让学生明确技术试验 是技术探究活动中的一种技术方法。 2.教师切实的去创造环境,调动学生的各个方面的能力,如:表述的能力、思考的能力、 发现问题的能力、解决问题的能力、合作学习的能力等。把课堂还给学生、让学生成为课堂 的主体,让学生去说、去想、去做,使学生初步掌握简单技术试验的方法和试验报告。 八、教学过程 1.导入新课 【演示实验】: 】:纸张形状的变化所承受压力的关系,自由改变纸张的,比较不同形状可以承 】: 受的钩码的数量。 【师】:由此可见,改变纸张的造型,它的承受力就会发生改变,究竟什么样形状的纸张承 重力最好呢,这就需要通过试验得知,待会会留时间给同学们进行试验探究。为了探究纸张 的造型与承重力的关系所进行的尝试试验, 实际上就是一项简单的技术试验。 那什么是技术 试验呢? 2.技术试验的概念 技术试验:技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术 试验。 技术试验是技术活动中的一项重要内容, 在技术发明、 技术革新、 技术推广等活动中, 它不仅是技术成功与否的验证,更是发现问题、探究规律、优化技术的关键。 【案例分析】技术试验卫星 技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星, 人造卫星在发射上天前 必须经过一系列的地面试验,以考验卫星的技术性能,但是地面试验毕竟不同于天上,在地

面上试验完了还必须上天试一试, 无论哪个国家在发射每一种应用卫星之前, 都要发射一些 技术试验卫星。 【师】:例如我们每天看到的中央和其他省市的电视节目都是通过通讯卫星传送的,而每天 的天气预报则是根据气象卫星测出的,这些卫星在投入正式运营以前都要经过一系列的试 验。自从我国在 1970 年发射了第一颗人造地球卫星以来,经过 30 多年的努力,我国不但可 以发射各种用途的卫星,在 2003 年 10 月 15 号我国又成功发射了神州 5 号宇宙载人飞船。 (幻灯)神州 3 号 2002 年 3 月 25 日(视频) 神州 4 号 2002 年 12 月 30 日 【师】:从上面的数据可以看出,我国在最短的时间内,在最少的试验次数下成功的进行了 载人的航天飞行。 通过上面的试验我们知道, 一项新产品设计生产出来后, 其设计是否合理, 性能和质量是否符合要求,都需要通过技术试验来验证。 【小组讨论】 请同学们思考讨论自己在日常生活中, 遇到或者看到甚至作过哪些技术试验? 【生】:医院青霉素皮试 【生】:药品小白鼠试验 【生】:爱滋病疫苗的接种试验 【生】:计算机性能测试(优化大师的使用) …… 3.技术试验的重要性 【设问】如果没有这些技术试验将会产生什么样的结果?讨论并回答。 】 【小组讨论】 回答: 假如在病人第一次注射青霉素时, 没进行皮试, 有可能会危及人的生命。 【生】:艾滋病疫苗不进行试验,直接注射在病人身上,有可能会有副作用,危害生命。 【生】:对于新型飞机,假如不进行试飞,可能会造成机毁人亡的惨剧。 【师】:技术试验是技术设计过程中一种重要的技术内容,是技术设计的科学依据。可以为 设计的评价提供准确、客观的数据。在世界技术史,也有过分自信、忽略技术试验而酿成悲 剧的例子。 【案例分析】阿什塔比拉大桥的垮塌. 1863 年,美国铁路巨头斯托恩全部采用铁制材料建造了铁路桥,由于对新材料的过度信 任,未经技术试验就投入使用,13 年后火车经过大桥时铁架发生断裂, 大桥垮塌使 100 多 名旅客丧身。 【设问】从以上案例能给我们什么启示呢? 】 (总结回答)如果不进行技术试验,你不可能了解材料的性能,产品的性能,不能发现设计 中的问题,不能避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设计方案进行了试验,将会最大 限度降低失误,避免损失。对于一些大型建筑工程建筑,我们就要缩小比例,用模型进行试 验。所以,无论什么产品,大到航天飞机,小到吃穿用的生活用品,设计制造出来的产品都

要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到要求。这样才会做到对国家 负责,对社会负责,对他人负表,也是对自己负责。 4.技术试验和科学实验的区别 【师】 】 很多同学常常容易将技术试验和科学试验这两个概念混淆, 所在在此列出两者的概念, 加以区别。 (幻灯片展示)所谓科学实验,就是我们为了实现预期的研究目的,利用科学仪器设备,主 动观察、模拟或控制自然现象,排除干扰和次要因素,突出主要因素,力争在最有利的条件 下,去发现和探讨自然规律的一种活动。比如物理实验,化学实验,生物实验等。 技术试验: 技术试验是为了全面考核产品质量和性能的稳定性可靠性, 获取大量技术数 据, 经过分析综合得出产品的使用质量的基本水平及其极限的状况的过程, 是一种创造性的 技术活动。比如风洞试验,飞机试飞试验,农业高新技术试验等。 5.技术试验的分类 【师】: 】:刚才,同学们列举了许多技术试验的例子,那么这些都属于什么技术试验类别呢? 】: 技术试验的分类不是唯一的,有很多的分类方法,同一个技术试验,分类的标准不同、类别 也就不同。 【自主学习】列举不同的分类方法(大概 3 分钟) 【生】:根据应用的范围不同进行分类:如农业试验,工业试验,国防试验,科学技术试验 等 【生】:根据目的的不同进行分类:性能试验,优化试验,预测试验,信息试验等。 【生】:根据试验的性质不同分类:物理性能,化学性能试验,生物性能试验等。 6.技术试验的方法 【师】既然技术试验有如此重要的作用,那么我们该如何进行技术试验呢?有什么样的方 法?在技术发展的漫长过程中, 人们总结了许多技术试验的方法, 这些方法有着各自的特点, 同时也有着各自的适应范围和作用,下面选择常用的方法加以介绍。 ① 优选试验法 运用数理统计的方法, 选定若干次典型意义的试验, 逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果。 [举例] A.不同品种棉花的对比试验。 ] B.在钢里加入某种元素以制造特种钢的时候,要用优选试验法测定加入某种元素的量 ② 模拟试验法 通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为模拟试验法。 [举例] A.风洞试验(幻灯片展示) ] B. 汽车的碰撞试验就可以选用模拟试验法进行试验, 在专用的场所模拟现实中的撞车事故, 以考察汽车的性能。采用这种方法进行试验,可以减小风险,提高效率。 (播放视频材料:汽车模拟碰撞试验)

【设问】:在汽车碰撞试验中为什么要用模拟人试验呢?同学们还知道哪些模拟试验的方 法? 【小组讨论】回答:用模拟人试验可以检测在事故发生时对撞击人体造成的伤害,从而总结 经验,改善汽车的安全性能设计,降低事故风险。 【生】:水利工程模拟、航空地面模拟试验、神州三号模拟人试验等(总结得到) ③ 虚拟试验法 利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法称为虚拟试验法。 [举例] “勇气号”火星探测器登陆火星表面的场景(播放视频材料)。 ] 【设问】:采用虚拟试验方法比传统的方法有什么好处? 【生】 采用虚拟样机技术, : 很多试验可以在计算机上完成, 大大缩短研制周期与研制经费。 ④ 强化试验法 通过扩大和强化试验对象的作用,以提高试验效率的方法称为强化试验法。 [举例] A.测定某一品牌地板的耐磨性,抗压性。 ] B.检测钢铁的硬度 ⑤ 移植试验法 在相互具有差异的事物之间,将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。 [举例] 橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。 ] 【小结】技术试验的方法还有很多,并不是所有的技术试验都用这几种方法,比如课本上的 “马上行动”题,在测试椅子的稳定性,舒适度、结构度时,就可以不用上述的几种方法。 7.学生实验 引导学生进行简单的技术试验并课后撰写技术试验报告。 (幻灯片展示) ① 试验目的:探究 A4 卡纸的结构造型与强度的关系 ② 试验准备: 剪贴周长相同、 截面分别为三角形、 圆形、 正方形的纸筒各一个, 砝码 (600g) 1 盒,直尺 1 把,卡纸 1 张,木块 2 个,试验纪录纸。(课前叫学生准备好) ③ 试验步骤: A.分别将不同形状的纸筒的两端固定在桌子上,中间架空。 B.分别在不同形状的纸筒的中间悬挂相同质量的重物,并依次不断加相同质量的重物,观 察结果。 ④ 试验记录 (记录设计表参考附件) ⑤ 试验结果和结论 【教师评价】 针对学生试验过程中存在的问题进行评价。 技术试验是一种探索性的实践活动, 需要试验者具有科学的精神、严谨的态度;技术实验往往要经历一个曲折的过程。我们不但 要重视成功的经验,而且也应地分珍视失败的教训,不断完善试验,使其成为成功之母。

九、教学反思 技术试验具有丰富的教育价值, 对培养学生的技术素养和良好的品质, 对培养学生的创新精 神和实践能力,具有不可替代的作用。我们要充分认识这种教育价值,在教学中对技术试验 有足够的重视。对教材中出现的小试验,要鼓励学生亲自动手去做,去体验,大胆地发表自 己的意见,让学生“学中做”,“做中学”,加深体验和认识,强化技术试验的意识。 另外教师必须在教学中引导学生将它与他们早就熟悉的科学实验区别开来。 因此我通过 对比讲述“科学实验”和“技术试验”的概念,再结合耳闻能详的袁隆平的杂交水稻试验、 汽车破坏性碰撞试验、 青霉素皮下注射试验、 原子弹试验等等这些例子让学生理解技术试验 与科学试验的区别,让学生理解技术试验的内涵。 在教学的过程中, 受客观条件和时间的限制, 同学们在做试验的时候, 往往不能做到底, 用学生的话就是“不尽兴”,局限了学生的实践探索,不利于通用技术的教学。而且在试验 过程中,发现学生在操作上以及试验过程中还存在各种问题。比如:砝码的使用不规范、试 验的过程不够严谨、科学,这需要在以后的学习过程中予以加强。 附件 技术试验报告 试验目的 探究 A4 卡纸的结构造型与强度的关系 材料 大小相同不同结构纸张若干 试验准备 负责人: 人员分工

砝码(600g)1 盒,直尺 1 把,卡纸 摆放试验纸: 1 张,高度相同的木块两个,试验报 放重物: 告表 记录员: 最大承重量 排名

试 验 过 程

造型粗图(尺寸)

(木块与纸张 的接触距离为 4 厘米) 试 验 总 结 试验组号 1、物体的结构造型对_________有影响。 2、相同材料的物体结构不同,_______不同 3、相同结构造型的材料,间距不同,强度 _______ 4、我们可以改变_________来增强物体的结构强度 试验时间


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