1.3感受設(shè)計(jì)與技術(shù)的關(guān)系教案-高中通用技術(shù)粵科版必修技術(shù)與設(shè)計(jì)1

《通用技術(shù)》必修1第一章第三節(jié)感受設(shè)計(jì)與技術(shù)的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)背景黨的二十大報(bào)告指出，“教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力，深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略、人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略”。通用技術(shù)是一門(mén)與科學(xué)技術(shù)息息相關(guān)的學(xué)科?；仡櫲祟?lèi)的發(fā)展歷程，從石器時(shí)代、青銅時(shí)代、蒸汽機(jī)時(shí)代直到當(dāng)今的信息時(shí)代，技術(shù)進(jìn)步改變著人類(lèi)的生活和生產(chǎn)方式。我們的生活、工作、生產(chǎn)處處都要用到技術(shù)，例如我們手中拿的圓珠筆和鋼筆就是多次技術(shù)改造的結(jié)果，使我們足不出戶(hù)就可以了解世界的電視機(jī)也是技術(shù)發(fā)明的成果。認(rèn)識(shí)技術(shù)、善用技術(shù)，已成為現(xiàn)代人必須具備的素質(zhì)。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能目標(biāo):1、了解技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新的關(guān)系。2、理解設(shè)計(jì)與技術(shù)的關(guān)系。情感、態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo):通過(guò)了解技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新的關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)技術(shù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)應(yīng)以人為本的理念。加深對(duì)技術(shù)的藝術(shù)美、技術(shù)美及文化性的理解，增強(qiáng)技術(shù)設(shè)計(jì)的道德責(zé)任觀念。3、通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)原則的理解，形成全面的、聯(lián)系的、發(fā)展的技術(shù)原則觀。教學(xué)內(nèi)容分析:本書(shū)第一章向同學(xué)們介紹了技術(shù)及其性質(zhì)，以及科學(xué)、技術(shù)、設(shè)計(jì)之間的相互關(guān)系等。為了滿(mǎn)足需求及愿望，人類(lèi)不斷地進(jìn)行技術(shù)的發(fā)明和革新，并在人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的過(guò)程中形成了一條清晰的技術(shù)發(fā)展線(xiàn)索。技術(shù)對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)、生活起到巨大推動(dòng)作用的同時(shí)，也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，如出現(xiàn)環(huán)境污染、生態(tài)不平衡、都市擁擠等新的問(wèn)題。面對(duì)新的技術(shù)、新的問(wèn)題，如何獲取信息，如何分析、評(píng)判、整合這些信息，如何利用這些信息進(jìn)行技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐并最終解決問(wèn)題，是我們學(xué)習(xí)這一章時(shí)要特別關(guān)注的內(nèi)容。技術(shù)設(shè)計(jì)需要靈感，但更重要的是要有扎實(shí)的基礎(chǔ)，包括思想和情感、知識(shí)和方法等。學(xué)情分析:作為高中生，對(duì)生活中的技術(shù)產(chǎn)品，依據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)有了一定的評(píng)價(jià)意識(shí)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生也已經(jīng)理解了技術(shù)，只是對(duì)這些技術(shù)的理解和運(yùn)用是感性的、不全面的。教學(xué)重難點(diǎn):重點(diǎn):1.深入了解技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新的關(guān)系。2、通過(guò)案例學(xué)習(xí)，理解設(shè)計(jì)與技術(shù)的關(guān)系。難點(diǎn):通過(guò)了解技術(shù)發(fā)明與技術(shù)革新的關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)技術(shù)的理解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)技術(shù)應(yīng)以人為本的理念，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。教學(xué)策略:本節(jié)課教學(xué)主要由教師通過(guò)實(shí)物圖片和多媒體手段設(shè)置學(xué)習(xí)情境，并加以引導(dǎo)，讓學(xué)生在過(guò)程中自主探究、自主建構(gòu)設(shè)計(jì)原則知識(shí)并形成能力。以為主線(xiàn)案例，其他實(shí)物和圖片為輔線(xiàn)案例，貫穿教學(xué)始終。教學(xué)準(zhǔn)備:展示用的圖片、其他技術(shù)產(chǎn)品、多媒體課件。教學(xué)過(guò)程:情景導(dǎo)入:老師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)《通用技術(shù)》必修1第一章第三節(jié)感受設(shè)計(jì)與技術(shù)的關(guān)系。設(shè)計(jì)需要運(yùn)用已有的技術(shù)。15世紀(jì)70年代，達(dá)·芬奇就嘗試制造飛行器，由于不具備飛行的底層技術(shù)，他設(shè)計(jì)的飛行器停留在技術(shù)試驗(yàn)的階段，直到1903年萊特兄弟在前人研究的基礎(chǔ)上，研制出了第一架飛機(jī)。當(dāng)已有的技術(shù)不能滿(mǎn)足需求、達(dá)到設(shè)計(jì)的目的時(shí)，人們會(huì)不斷開(kāi)發(fā)、改進(jìn)技術(shù)，而一項(xiàng)新技術(shù)的誕生也將為實(shí)現(xiàn)更多的設(shè)計(jì)帶來(lái)可能。例如:為了快速獲得設(shè)計(jì)的樣品，人們發(fā)明了三維打印技術(shù)，隨著這項(xiàng)技術(shù)逐漸普及，越來(lái)越多的行業(yè)會(huì)試使用這項(xiàng)技術(shù)。又如用三維打印技術(shù)制造發(fā)動(dòng)機(jī)零件、制造食品、建造房屋，甚至用來(lái)定制精密的人體器官。導(dǎo)學(xué)思考思考技術(shù)和設(shè)計(jì)的關(guān)系，說(shuō)一說(shuō)自己對(duì)設(shè)計(jì)的理解。一、發(fā)明和改進(jìn)是技術(shù)的源泉任務(wù)了解什么是發(fā)明、什么是改進(jìn)，體悟設(shè)計(jì)對(duì)技術(shù)發(fā)展的影響。1.技術(shù)發(fā)明技術(shù)發(fā)明是指創(chuàng)造自然界原來(lái)沒(méi)有的事物。從中國(guó)的四大發(fā)明，到我們身邊隨處可見(jiàn)的電燈、眼鏡、時(shí)鐘等，這些發(fā)明改變了人類(lèi)的生活，推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步。案例萊特兄弟設(shè)計(jì)出第一架飛機(jī)萊特兄弟十分熱衷于飛行器研究，他們經(jīng)常閱讀、討論有關(guān)飛行器的報(bào)道和文獻(xiàn)。他們觀察鳥(niǎo)的飛行姿勢(shì)，把這種現(xiàn)象與空氣動(dòng)力學(xué)原理相聯(lián)系，并應(yīng)用到飛行器設(shè)計(jì)上。他們?cè)O(shè)計(jì)建造了一個(gè)小型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了使飛行器保持平衡的方法。他們以此制造了滑翔機(jī)，并通過(guò)多次滑翔飛行實(shí)驗(yàn)，獲得了寶貴的數(shù)據(jù)。1903年，萊特兄弟在獲得大量滑翔飛行經(jīng)驗(yàn)之后，在滑翔機(jī)上安裝了發(fā)動(dòng)機(jī)，并加裝了螺旋槳，兄弟倆將其命名為“飛行者”號(hào)。他們不斷改進(jìn)設(shè)計(jì):裝配新型發(fā)動(dòng)機(jī)，為駕駛員和乘客安裝座位……經(jīng)過(guò)多次改造試飛，使飛機(jī)具有實(shí)用效能，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需求。“飛行者”號(hào)也被認(rèn)為是世界上第一架飛機(jī)。思考了解微波爐的發(fā)明過(guò)程，比較微波爐和飛機(jī)的誕生，說(shuō)說(shuō)兩種發(fā)明的來(lái)源有什么不一祥。立即行動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、云計(jì)算……選取你想了解的一項(xiàng)技術(shù)發(fā)明，并查閱資料，了解這項(xiàng)技術(shù)發(fā)明的發(fā)展前景，設(shè)想其對(duì)世界的發(fā)展將有哪些影響，寫(xiě)下來(lái)并與同學(xué)們分享。2.技術(shù)的發(fā)展需要不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)是技術(shù)的關(guān)鍵，在技術(shù)發(fā)明和技術(shù)創(chuàng)新中起著重要的作用。為了使技術(shù)水平及其產(chǎn)生的效益達(dá)到新的高峰，需要不斷地改進(jìn)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)推動(dòng)著技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展。案例汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)“點(diǎn)火角”的調(diào)節(jié)和改進(jìn)創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)不斷推動(dòng)著技術(shù)的進(jìn)步，改變著我們的生活。以汽車(chē)的功能與性能為例，在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，如果燃油噴射量不準(zhǔn)確、點(diǎn)火不是發(fā)生在活塞與汽缸的最合適位置，汽油和空氣混合物都會(huì)發(fā)生不完全的燃燒，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)功率不高，不僅造成能量損失，還會(huì)使排放出的尾氣會(huì)有大量雜質(zhì)，污染空氣?！包c(diǎn)火角”又叫“點(diǎn)火提前角”，是指從點(diǎn)火時(shí)刻起到汽缸活塞上行到達(dá)壓縮上止點(diǎn)，這段時(shí)間內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度。能使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得最住動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和最佳排放時(shí)的點(diǎn)火提前角稱(chēng)為最住點(diǎn)火提前角（發(fā)動(dòng)機(jī)都是在活塞運(yùn)行至上止點(diǎn)之前開(kāi)始點(diǎn)火），點(diǎn)火提前角一般為6°12°。通過(guò)設(shè)計(jì)，采用電子控制燃油噴射裝置精確地控制燃油噴射及點(diǎn)火時(shí)間，不但可以使燃油燃燒得更充分、發(fā)動(dòng)機(jī)功率得到提高，而且還可以減少汽車(chē)尾氣中有害物質(zhì)的含量。立即行動(dòng)汽車(chē)發(fā)明100多年來(lái)，人們通過(guò)不斷地精心設(shè)計(jì)，改進(jìn)汽車(chē)的各種性能，不斷為汽車(chē)增加功能，由此發(fā)明了多種新技術(shù)。上網(wǎng)查閱資料或向汽車(chē)師傅請(qǐng)教，了解人們?cè)谠O(shè)計(jì)汽車(chē)的時(shí)侯進(jìn)行了哪些改進(jìn)，完成表16.表16汽車(chē)設(shè)計(jì)的改進(jìn)序號(hào)改進(jìn)前的狀況改進(jìn)設(shè)計(jì)1汽車(chē)在高速行駛時(shí)緊急制動(dòng)容易造成車(chē)輪抱死，使汽車(chē)發(fā)生側(cè)滑失控，導(dǎo)致翻車(chē)“防抱死”技術(shù)可以使汽車(chē)在緊急制動(dòng)時(shí)減少制動(dòng)距離，避免側(cè)滑失控，同時(shí)又可以操縱汽車(chē)轉(zhuǎn)向2非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的汽車(chē)前軸和后軸的兩個(gè)輪子分別用一根整體的軸與汽車(chē)連接，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪抖動(dòng)時(shí)，另一側(cè)車(chē)輪也相應(yīng)抖動(dòng)，使整個(gè)車(chē)身抖動(dòng)或傾料，影響舒適性改進(jìn)懸掛系統(tǒng)，將每個(gè)車(chē)輪用螺旋彈簧獨(dú)立懸掛在車(chē)架下。改進(jìn)設(shè)計(jì)后，當(dāng)單個(gè)車(chē)輪遇到路面顛簸時(shí)，不會(huì)對(duì)其車(chē)輪造成影響，提高汽車(chē)的平穩(wěn)性和舒適性3二、設(shè)計(jì)需要用到已有的技術(shù)技術(shù)發(fā)明和技術(shù)活動(dòng)往往需要多種知識(shí)和技術(shù)的綜合運(yùn)用，這種綜合不是簡(jiǎn)單地組合，它是在不同情況、不同條件下對(duì)已有的技術(shù)和知識(shí)進(jìn)行有機(jī)的綜合運(yùn)用。案例表17列舉了汽車(chē)設(shè)計(jì)中綜合運(yùn)用的知識(shí)及技術(shù)表17汽車(chē)設(shè)計(jì)運(yùn)用的知識(shí)及技術(shù)序號(hào)用途或功能運(yùn)用的知識(shí)及技術(shù)綜合運(yùn)用說(shuō)明1使燃料燃燒更完全，產(chǎn)生更大的推動(dòng)力燃燒學(xué)和熱力學(xué)不同燃料混入的空氣量不同，點(diǎn)火時(shí)間不同等2研究各部件承重狀況及傳動(dòng)方式等機(jī)械學(xué)和力學(xué)不同噸位、不同用途、不同型號(hào)的汽車(chē)，有不同的要求3使各部件材料性能滿(mǎn)足其功能要求材料學(xué)由于不同部件受力狀況不同和溫度不同等，應(yīng)采用不同的材料4發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、防盜、智能防撞、娛樂(lè)、導(dǎo)航及車(chē)載信息系統(tǒng)等電子學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)提高汽車(chē)的動(dòng)力性、安全性、舒適性和信息化水平等從上表可見(jiàn)，汽車(chē)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)需要用到燃燒學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)和材料學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)。因此，要真正掌報(bào)好技術(shù)設(shè)計(jì)，還必須掌握相關(guān)學(xué)科的知識(shí)。立即行動(dòng)1.選擇下列活動(dòng)中的一項(xiàng)，或自主設(shè)置活動(dòng)，以小組合作的方式進(jìn)行調(diào)查，了解這些技術(shù)使用了哪些知識(shí)。(1)蔬菜大棚種植反季節(jié)蔬菜技術(shù)。(2)多媒體教室的設(shè)計(jì)與安裝技術(shù)。(3)修筑小型水利設(shè)施的技術(shù)。(4)民用住宅樓或平房的建筑設(shè)計(jì)技術(shù)。2.技術(shù)革新和技術(shù)發(fā)明有什么區(qū)別和聯(lián)系?為什么說(shuō)技術(shù)創(chuàng)新是技術(shù)發(fā)展的核心?以集成電路的發(fā)明為線(xiàn)索，分析它對(duì)計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代所產(chǎn)生的影響。三、設(shè)計(jì)是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵設(shè)計(jì)是指基于預(yù)定的設(shè)想和目標(biāo)，遵從相關(guān)的原則和規(guī)范進(jìn)行構(gòu)思，并將其用某種形式（模型、圖紙、圖表、文本等）表達(dá)出來(lái)的活動(dòng)。許多設(shè)計(jì)都是創(chuàng)新活動(dòng)，但設(shè)計(jì)并不等同于創(chuàng)新，重復(fù)的設(shè)計(jì)（如重復(fù)設(shè)計(jì)另一座大廈）、侵犯他人版權(quán)的設(shè)計(jì)、落后的設(shè)計(jì)都不是創(chuàng)新活動(dòng)。設(shè)計(jì)可以是技術(shù)設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)，工業(yè)設(shè)計(jì)（包括外觀、概念，平面、景觀設(shè)計(jì)等）、程序設(shè)計(jì)和教學(xué)設(shè)計(jì)等。本書(shū)討論的主要是技術(shù)設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)稱(chēng)設(shè)計(jì)）。技術(shù)的根本目的是解決實(shí)際問(wèn)題，而設(shè)計(jì)正是取得解決問(wèn)題方法的主要途徑。技術(shù)創(chuàng)新將來(lái)源分為兩大類(lèi):一類(lèi)是來(lái)源于有計(jì)劃、有步驟的設(shè)計(jì)，如航天技術(shù)；一類(lèi)是來(lái)源于偶然的發(fā)現(xiàn)，如抗生素藥物的發(fā)明。案例雅西高速公路“天梯高速路段”方案的設(shè)計(jì)雅西高速公路是連接雅安市和西昌市的高速公路，全長(zhǎng)240km。由四川盆地邊緣向橫斷山區(qū)爬升，跨越青衣江、大渡河、安寧河等水系和12條地震斷裂帶，沿途的地質(zhì)災(zāi)害眾多。整條高速路線(xiàn)穿梭在崇山峻嶺之間，山巒重疊、地勢(shì)險(xiǎn)惡，公路每向前延伸1km，平均海拔就上升7.5m，因此，雅西高速又有了“天梯高速”的別稱(chēng)。設(shè)計(jì)的條件和困難1.石棉縣至菩薩崗段。石棉位于拖烏山腳，海拔僅640m，而菩薩崗海拔達(dá)3200m，短短46km相對(duì)高差近2600m，其縱坡堪稱(chēng)世界之最。接照公路設(shè)計(jì)規(guī)范，高速公路的縱坡不能超過(guò)3%，40km里最多能爬升1200m，按照常規(guī)，爬升相對(duì)高差為2600m的縱坡，這幾乎是不可能完成的任務(wù)。2.該路段有三個(gè)山頭，山的一側(cè)（前進(jìn)方向的左側(cè)）表面是地質(zhì)不良地段及自然保護(hù)區(qū)，不能修建高速公路。3.在海拔2300m處，三個(gè)山頭的半徑各自都有600m左右。方案的設(shè)計(jì)和選擇1.在該路段采用直線(xiàn)拉升到足夠高度的方案。2.全部在山的前進(jìn)方向山頭表面的右側(cè)采用之字形爬升公路的設(shè)計(jì)方案。3.全部采用公路繞山頭表面轉(zhuǎn)大圈的設(shè)計(jì)方案。4.采用在山的前進(jìn)方向第一個(gè)山共表面的右側(cè)轉(zhuǎn)大圓圈爬升，另一個(gè)半圓從山中挖爬升弧形隧道出來(lái)，構(gòu)成第一個(gè)螺旋；再在第三個(gè)山頭，用同樣方法設(shè)計(jì)，構(gòu)成第二個(gè)螺旋，形成雙螺旋隧道高速公路。這樣既達(dá)到爬升高度、坡度要求，又達(dá)到汽車(chē)在高速條件下對(duì)道路轉(zhuǎn)彎半徑的要求。如圖120（參見(jiàn)教材P26）所示。工程設(shè)計(jì)人員采用了第4個(gè)方案。立即行動(dòng)試分析和討論雅西高速公路“天梯高速”路段方案設(shè)計(jì)。（1）工程技術(shù)人員為什么不采用前三個(gè)方案?（2）第4個(gè)方案解決了哪些技術(shù)難題，從而達(dá)到了高速公路的設(shè)計(jì)要求?（3）如果要求再降低高速公路的上升坡度，你會(huì)如何修改這個(gè)設(shè)計(jì)方案?簡(jiǎn)明扼要地?cái)⑹瞿愕姆桨福⒄f(shuō)明理由。思考查閱資料，了解雅西高速公路還實(shí)現(xiàn)了哪些?請(qǐng)和同學(xué)們交流。設(shè)計(jì)是技術(shù)的關(guān)鍵，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的科學(xué)性、完整性、嚴(yán)謹(jǐn)性，以及設(shè)計(jì)完成后該技術(shù)的先進(jìn)性，創(chuàng)新性和所起的巨大作用。（1）從被設(shè)計(jì)的對(duì)象（事物）外部關(guān)系的整體要求來(lái)設(shè)計(jì)。即從功能、性能指標(biāo)、耐用、安全、外觀、環(huán)境適應(yīng)性、可持續(xù)發(fā)展（環(huán)保）等多種角度進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其達(dá)到最優(yōu)化。（2）從被設(shè)計(jì)的對(duì)象（事物）內(nèi)部關(guān)系來(lái)設(shè)計(jì)。即從它們的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、流程、控制等方面的矛盾，協(xié)調(diào)、制約進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其能完全達(dá)到對(duì)外部關(guān)系整體的各種要求。（3）從設(shè)計(jì)的過(guò)程來(lái)分析。設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)遵守規(guī)定的流程、規(guī)范、原則、方法、標(biāo)準(zhǔn)，并符合相關(guān)法律規(guī)范，確保被設(shè)計(jì)的對(duì)象（事物）達(dá)到最優(yōu)。（4）從技術(shù)革新，創(chuàng)新，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的角度來(lái)分析。要求設(shè)計(jì)者具有創(chuàng)新精神、能力和方法，超越老舊技術(shù)，創(chuàng)造新的技術(shù)，解決新的技術(shù)難題；要求設(shè)計(jì)者能將新原理、新知識(shí)、新材料、新器件和其他新技術(shù)綜合應(yīng)用到設(shè)計(jì)中，使產(chǎn)生的投術(shù)達(dá)到新高度，推動(dòng)投術(shù)向前發(fā)展?？偠灾O(shè)計(jì)是技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。討論、思考、形成小論文。每位同學(xué)組織一篇小作文，可以從不同的方面進(jìn)行展開(kāi)!完成后，與同學(xué)們進(jìn)行討論、分享。課后作業(yè)1.試分析下列各項(xiàng)中，