通用技術(shù)第七章《模型或原型的制作》之《模型》教案之一

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1、 模型 教　　材：普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 通用技術(shù)（必修1） 文檔內(nèi)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(shí)：共1課時(shí) 作 者：章亞鈞（浙江省新昌中學(xué)） 一、教學(xué)目標(biāo) 1. 知識與技能目標(biāo) (1)理解模型的含義、種類。 (2)能懂得模型在產(chǎn)品研發(fā)、科學(xué)試驗(yàn)中的功能和意義。 2. 過程與方法目標(biāo) 討論過程中，能充分發(fā)揮學(xué)生的聰明才智，對模型的功能和意義進(jìn)行歸納和總結(jié)。 3. 情感態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo) (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(xué)習(xí)的積極性。 (3)能運(yùn)用科學(xué)的方法認(rèn)識模型的作用和意

2、義。 二、教學(xué)重點(diǎn) 1.理解模型在生產(chǎn)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(xué)難點(diǎn) 對模型在產(chǎn)品研發(fā)和科學(xué)試驗(yàn)中的作用、功能和意義的理解。 四、教學(xué)方法 教授、模型展示、任務(wù)驅(qū)動、小組討論。 五、設(shè)計(jì)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(yīng)用功能。以及模型在現(xiàn)代社會設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中應(yīng)用的重要性，它是構(gòu)思分析和評估進(jìn)行優(yōu)化的一種方法。 本節(jié)教學(xué)內(nèi)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

3、舉了“鳥巢的結(jié)構(gòu)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(qiáng)說明模型的功能。 （2）模型在不同階段的作用。 教材強(qiáng)調(diào)了“模型是設(shè)計(jì)的一個環(huán)節(jié)和一種重要的技術(shù)方法”。特別是要通過典型產(chǎn)品“柑橘榨汁機(jī)”的制作實(shí)例，由點(diǎn)到面，讓學(xué)生進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)制作的知識與技能，并通過實(shí)踐活動，進(jìn)一步領(lǐng)悟設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)理念 本課程的教學(xué)目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，教學(xué)中盡可能減少講授的方法。結(jié)合本小節(jié)內(nèi)容，由于一般學(xué)生接觸到的都是展示模型

4、，對它們的功能分析很難直接理解。建議可以讓學(xué)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(jié)出模型的功能比較好。這樣可以提高學(xué)生的思維能力和分析歸納能力。 3. 教學(xué)策略設(shè)計(jì) (1) 教師在組織教學(xué)時(shí)要把握好技術(shù)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(nèi)涵。 (2) 充分運(yùn)用小組討論的方式。讓學(xué)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?jù)學(xué)校的條件和實(shí)際情況選擇合適的操作內(nèi)容，盡可能地幫助學(xué)生將自己設(shè)計(jì)的作品制作出實(shí)物模型來。 4. 學(xué)情分析 高中學(xué)生對模型不陌生，特別是對于展示模型。但對模

5、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(xué)間的討論還是可以得出模型的普遍意義的。 六、教學(xué)準(zhǔn)備 1. 教學(xué)資源的準(zhǔn)備 多媒體教學(xué)設(shè)備、直觀實(shí)物模型、視頻等。 2. 教學(xué)課件的準(zhǔn)備 多以直觀的圖片來說明，抓住關(guān)鍵知識點(diǎn)，突出中心。 七、教學(xué)過程 1.引入 通過前面幾章節(jié)的學(xué)習(xí)，同學(xué)們設(shè)計(jì)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(shí)物，然后來看看是否能達(dá)到我們所預(yù)想的那樣的功能，這就是模型制作。模型或原型的制作在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用，也是設(shè)計(jì)的一般過程中的一個重要步驟。 教師敘述三國故事引起學(xué)生興趣：三國赤壁之戰(zhàn)前，諸葛

6、亮趁大霧彌漫，以船裝載草人騷擾曹軍營地，曹軍不知虛實(shí)，不敢貿(mào)然出擊，只好放箭拒敵。結(jié)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(shù)設(shè)計(jì)中，到處都有模型的應(yīng)用。今天我們就一起來研究模型這一節(jié)。 教師提問：同學(xué)們在生活中見過模型嗎？有哪些？回答：商場柜臺里的手機(jī)，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(jī)、房模、航模、汽車等模型圖片，加強(qiáng)學(xué)生對模型的感性認(rèn)識。 看圖后，教師再提問：這些模型和我們現(xiàn)實(shí)中的物體又有怎樣的區(qū)別或相同點(diǎn)呢？可以請1、2位學(xué)生回答，教師總結(jié)得出模型的概念。 模型概念：模型是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其

7、他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。 2.理論探究 教師提出問題：同學(xué)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(zhì)等的認(rèn)同。除了這些在展覽中出現(xiàn)的模型外，其它地方是否有應(yīng)用到或出現(xiàn)模型呢？ 給同學(xué)一定的思考時(shí)間后，教師適當(dāng)進(jìn)行引導(dǎo)：在企業(yè)生產(chǎn)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(nèi)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(jìn)行飛行試驗(yàn)的，因此引起國內(nèi)外的廣泛關(guān)注?！吧裰廴枴笔菬o人飛船，可船艙里卻安坐了一名矮

8、小結(jié)實(shí)的“小伙子”。據(jù)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(shè)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(jìn)行“模擬人”試驗(yàn)？如果直接換用真人會出現(xiàn)什么情況？（由學(xué)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(jī)能是否有影響以及影響的程度。同時(shí)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(zhuǎn)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(yīng)用，當(dāng)然還有很多其它例子，如可以播

9、放視頻：汽車碰撞試驗(yàn)給同學(xué)看看。 提問：那么在企業(yè)生產(chǎn)活動中還有怎樣的應(yīng)用呢？ 案例分析：“大東方號”輪船事例：19世紀(jì)50年代英國設(shè)計(jì)制造了一艘以龐大蒸汽發(fā)動機(jī)為動力的鐵殼輪船?！洞髺|方號》集中了當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的造船技術(shù)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(yuǎn)洋輪船，但最后失敗了。其根本原因是沒有經(jīng)過模型制作試驗(yàn)，就直接投入了生產(chǎn)，造成了動力設(shè)備與龐大船體的動力需要不匹配。 資料：大東方號的設(shè)計(jì)是：船長211米，船寬36米，最大吃水9.2米，總噸位18,915，營運(yùn)速率14節(jié)，有三套推進(jìn)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

10、方碼。大東方號是Isambard Kingdom Brunel設(shè)計(jì)的第三艘燃煤蒸汽機(jī)帆船客輪。1851年，燃煤蒸汽機(jī)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(dāng)時(shí)一般船的六倍，沒有縱深那么長的船臺來建造，所以采用側(cè)面下水的橫向船臺建造。當(dāng)1857年11月7日下水典禮那天，大東方號只側(cè)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(fèi)了不少意想不到的費(fèi)用，已沒有經(jīng)費(fèi)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 Company買下未完工的大東方號，

11、同年8月繼續(xù)完工。9月9日海上試航時(shí)，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(fēng)孔堵死所引起。 請學(xué)生思考并回答：這案例說明了什么？現(xiàn)在的企業(yè)又會如何來做？（由學(xué)生來回答，教師作總結(jié)）大東方號的動力裝置由于動力不夠而不能帶動整船前進(jìn)，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(jìn)行事先試驗(yàn)就能知道動力是否足夠，然后進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，這樣就可以避免巨大的財(cái)產(chǎn)和人員傷亡的損失。 根據(jù)前面的案例，請學(xué)生進(jìn)行總結(jié)模型的功能： 1.使設(shè)計(jì)對象具體化 模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達(dá)所

12、設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的比例、尺度、線形、色彩、材質(zhì)以及每個構(gòu)成面。它是一種實(shí)體技術(shù)語言，為設(shè)計(jì)的表達(dá)和交流提供了一條有效途徑，使設(shè)計(jì)委托者、生產(chǎn)單位和設(shè)計(jì)人員之間能夠直接溝通，全面認(rèn)識設(shè)計(jì)方案。 2.幫助分析設(shè)計(jì)的可能性 由于現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品大部分是在大規(guī)模、自動化和巨額資金投入下生產(chǎn)出來的，因此．僅憑圖紙?zhí)峁┰O(shè)計(jì)意圖，很難把握設(shè)計(jì)的可靠性。如果設(shè)計(jì)一旦失敗，損失將十分巨大，所以，設(shè)計(jì)一件較復(fù)雜的產(chǎn)品，必須通過模型制作，才能投人生產(chǎn)。 教師引導(dǎo)：通過前面的學(xué)習(xí)，同學(xué)們知道模型在不同的場合有不同的作用。進(jìn)行分類總結(jié)出有哪些模型以及不同的使用場合。 下面通過學(xué)生感興趣的汽車模型來講解模型在不同階段

13、的作用。還可以結(jié)合一些學(xué)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(shè)計(jì)不同階段的作用 1.草模： 在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)初期階段草?？梢园言O(shè)計(jì)構(gòu)思用立體模型簡單的表示出來，供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。 2.概念模型： 用概括手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排，產(chǎn)品與人、與環(huán)境關(guān)系，整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的整體概念。 3.結(jié)構(gòu)模型： 用于研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，清晰表達(dá)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法，并用于進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)等。 4.功能模型： 主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機(jī)關(guān)系，同時(shí)也用于分析、檢查設(shè)計(jì)對象各部分組件尺寸與機(jī)體的相互配合關(guān)系，并在一定條件下用

14、于試驗(yàn)。 5.展示模型： 采用真實(shí)材料，按照準(zhǔn)確的尺寸，做成的與實(shí)際產(chǎn)品幾乎一致的模型。作為產(chǎn)品的樣品，展示模型為研究人機(jī)關(guān)系、結(jié)構(gòu)、制造工藝、外觀、市場宣傳等提供實(shí)體形象，并可以直接向委托方征求意見，為審核方案提供實(shí)物依據(jù)。 教師總結(jié)：柑橘榨汁機(jī)的設(shè)計(jì)過程中經(jīng)歷了：草模、概念模型、結(jié)構(gòu)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(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程都必須要經(jīng)歷了這五個模型制作的過程。模型的分類是根據(jù)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(nèi)容： 1.模型的定義； 2.模型的功能； 3.模型在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段的作用。 課后思考和練習(xí)：

15、拓展思維：模型是否還有更廣闊的應(yīng)用？ 實(shí)踐活動：可以讓學(xué)生用紙或橡皮泥做簡單的模型。 八、教學(xué)反思 通過本課時(shí)的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生對模型的意義和重要性有了更深的認(rèn)識，不再局限于展覽會上使用，在科學(xué)研究、企業(yè)生產(chǎn)中均有重要作用。 在教學(xué)過程中，教師也可以對模型的概念進(jìn)行擴(kuò)展，讓學(xué)生知道數(shù)學(xué)模型等更廣泛的模型概念。當(dāng)然，在某一產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中，并不都需要制作這些模型，要根據(jù)需要情況具體問題具體分析的。 　　在處理教材時(shí)，要提起學(xué)生興趣，并讓他們參與進(jìn)行討論，結(jié)合書本案例和學(xué)校實(shí)際案例，容易引起學(xué)生的共鳴，也容易打開學(xué)生的思路。為了加深學(xué)生對模型的認(rèn)識，也可以讓學(xué)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。