技术与设计1教学实践探索

1、“技术与设计1”教学实践与探索李宁宁（北京市第八中学、中教一级）张 军（北京八中、特级教师）一、“技术与设计1”开设背景“技术与设计1”是普通高中通用技术学科的导入模块。旨在使学生理解技术及其性质，经历一般的技术设计过程，并在九年义务教育中的劳动与技术教育学习的基础上，形成结构较为完整的技术素养。建议在高一年级第一学期开设。“技术与设计1”模块的内容设置：技术及其本质、设计过程、设计的交流、设计的评价。二、“技术及其本质”部分（一）课标要求：1知道技术是人类为满足自身的需求和愿望对大自然进行的改造。2知道技术的发展需要发明和革新，并能通过案例进行说明。3理解技术与设计的关系，能分析设计在技术发

2、明和革新中的作用。4理解技术对个人生活、经济、社会、环境、伦理道德等方面的影响，能对典型案例进行分析。5理解技术活动往往需要综合运用多种知识。6知道知识产权在技术领域的重要性，了解专利的作用、有关规定及申请方法。（二）案例一：技术的产生、内涵和属性1通过都江堰工程引入教学，提出都江堰主体工程三部分“鱼嘴”、“宝瓶口”、“飞沙堰”在战国时期使用了哪些技术，引出技术的产生源于人类的需求和愿望。并让学生从衣、食、住、行四个方面列举满足人们需求和愿望的技术。2.技术的内涵技术是指人类为了满足社会需要，遵循自然规律，在长期利用控制和改造自然的过程中，积累起来的知识、经验、技巧和手段。3.技术的自然属性和

3、社会属性技术的自然属性荷兰座落在地球的盛行西风带，濒临大西洋，是典型的海洋性气候国家，海陆风长年不息。这就给缺乏水力、动力资源的荷兰，提供了利用风力的优厚补偿。风车成为荷兰人向大海夺取土地的强有力的武器，大小风车日夜转动，起到了排出海水、灌溉田地的巨大作用。风车还广泛用于榨油、脱谷等生产劳动中，为荷兰历史上的繁荣与发展起到了巨大的作用。技术是对客观自然规律的应用，任何技术都必须符合自然规律，这就是技术的自然属性。技术的社会属性1996年，一只名叫多利的绵羊被成功克隆诞生，这只雌性绵羊一直存活了6年。它是世界上第一只被克隆的哺乳动物，是人类克隆研究领域上最大的成功。如果克隆技术是安全的话，你有兴

4、趣克隆你自己吗？克隆羊多利的制造者伊恩回答：不止一次地有人问我，我的孩子能否进入这种研究领域，这是人们一种下意识的期待。但要说到克隆人，压力要大得多，人们总是希望克隆能跟原来的一样，这就不可避免地增加一些期待和限制，这是我不愿意使用这种技术的原因。我想，人应该是独一无二的。技术是一种有目的的创造，是由人掌握、控制和使用的，技术的产生、发展和应用要受到社会的政治、经济、文化等社会条件的制约或支持，这就是技术的社会属性。（三）案例二：技术的两面性1.展示不沾水的纳米伞图片，提出设问纳米技术会不会危害人类？纳米微粒十分微小，可以钻进人的大脑、血管及各种器官。如果工业化生产产生大规模的小于等于十亿分之

5、一米的微粒，并广泛排放于大气环境中，完全有可能对人和动植物造成危害。2.展示决定胎儿性别的B超技术图片3.人类最糟糕的发明：科技发展到底给人类带来了什么艾柯尔·马克2003年出版：(1)百年难解的白色恐慌：塑料(2)城市生活中的流动杀手：汽车 (3)臭氧层空洞的幕后元凶：氟里昂(4)诺贝尔奖的无穷尴尬：滴滴涕(5)地球污染的超级公害：电池(6)咀嚼而出的肮脏世界：口香糖(7)身心麻醉的罪魁祸首：香烟(8)祸福未卜的午夜凶铃：手机(9)口腹之欲下的冷枪暗箭：味精(10)网络世界的海洛因：电子游戏(11)正邪莫辨的虚拟空间：互联网 (12)伦理底线的终结者：克隆(13)魔鬼签订

6、的未来契约：转基因 (14)人类家园的地狱使者：毒品(15)运动场上的癫狂恶魔：兴奋剂 (16)回天乏力的万用灵药：抗生(17)不夜神背后的无尽隐患：不眠药 (18)引爆人类的恐怖炸弹：核武器(19)流氓国家的恶魔之舞：生化武器 (20)绽然开启的潘多拉魔盒：炸药4.提出应该发展新科技，造福全人类天然彩棉：彩棉织物不需要漂染，节省用水、用电、不仅节约了成本，还减少了排污。可食用餐盘：意大利帕帕米公司发明的可食用餐盘在第37届日内瓦国际发明展上展出。该餐盘用面粉制作，用餐时作为餐盘，同时可当硬饼食用。上海世博会“法国馆”创造性地使用植物作为构成建筑的“材料”，成功地构筑了一个充满自然气息的“垂直

7、花园”。植物墙不仅为城市环境增添了勃勃生机，而且可以吸收空气中的污染物质，减缓噪声，降低建筑物吸收的太阳辐射，有利于缓解城市热岛效应。利用太阳能蓄电，将汽车改成太阳能车。让学生从衣、食、住、行四个方面说说人类是怎样发展新科技的。（四）案例三：技术的发明与革新1通过展示2000年到现在的手机发展趋势，引入技术的发明与革新。技术发明是从无到有，技术革新是通过改进提高已存在的技术，进行完善发展。2.举技术的发明与革新的实例。减震高跟鞋:法国人发明的减震高跟鞋在第37届日内瓦国际发明展上展出。尖细的金属高跟中间装有一段弹簧，高跟鞋底内的装置可根据承受的体重调整弹簧硬度。首辆独轮摩托:世界上首辆独轮摩托

8、车，它实际上有两个轮子，不过两个轮子并排在一起，靠的很紧，看起来就像是一辆独轮摩托车。瑞士军刀-voyager(航行者)有21种用途。计时冲茶器：这只“企鹅”的嘴能一升一降，将茶味完全渗入到热水中，时间一到准时拉杆，让你有空闲的时间去做其他事。镭射剪刀：要呈直线剪开纸张不再困难了。侍应盘：依据解剖学而造的盘子，可以一定程度上缓解手指的劳累。新潮梯子：抛弃了过去梯子传统的朴实形象，换来的是与时尚的完美结合。3.介绍技术创新的方法偶然发现法希望列举法逆向思维法缺点列举法适应需要发明联想法挖掘潜力法移植发明法触类旁通法分析借鉴法扩展用途法反面求索法缺点列举法有很多东西，当你看惯了，就会认为没有什么值

9、得改进的，可是你用新的眼光去看它，同一个事物，就会有不同的看法。首先看它是否有什么缺点，如何克服。这样就很容易找到题目，经过改进，缺点克服了，新的产品出来了。比方说传统油漆桶倾倒油漆容易洒出来，2003年美国工业设计师协会金奖的旋转倾倒系统油漆桶解决了这一问题。逆向思考法打破沿着事物发展的正方向去思考问题并寻求解决办法的习惯。从结论往回推，倒过来思考，从求解回到已知条件，反过去想或许会使问题简单化，使解决它变得轻而易举。比方说鞋后跟易磨损，干脆将后跟易磨的地方削去。偶然发现法步骤：抓住偶然现象；分析特点；弄清道理；技术创新。例如瑞士的发明家乔治德曼斯塔尔发明尼龙粘扣希望列举法对于身边许多事，可

10、能都有一些希望,用学过的知识和前人的经验提出切实可行的方法来解决，当这些希望得到实施以后，创新也就成功了。例如感应式电子验电器。4.创新过程体验分组讨论。各组选派一名代表介绍创新方案，用一句话表达创新的感受。题目一：一个口袋中同时装入4个瓶子，由于瓶子里面装有不同的液体，如何使瓶子在口袋中不放倒、倾斜或发生碰撞。题目二：如何解决鞋带在走路和跑步的时候易开的问题？题目三：很多楼梯间的灯光比较昏暗，怎样做到不开信箱的锁，即可知道里边是否有新的信件。题目四：一品牌的圆珠笔在使用过程中出现了一个普遍问题，笔芯使用到约3/4处时，笔珠坏损，该品牌的圆珠笔出现了滞销。请提出你的革新方案。（五）案例四：播放

11、大兴八中李淑梅老师专利申请视频片段，进行点评。三、“设计过程”部分（一）课标要求1.发现与明确问题通过对人们的需求和愿望的调查，发现与明确值得解决的技术问题，并能判断是否具备解决这个问题的技术能力与条件。能根据设计对象和现有的工作条件列出具体的设计要求，包括应达到的标准和所受到的限制。2.制定设计方案能通过各种渠道收集与所设计产品有关的各种信息，并进行处理。能根据设计要求选择合适的材料或标准件。能制定符合一般设计原则和相关设计规范的完整设计方案。通过比较和权衡，能在多个方案中选定满足设计要求的最佳方案或集中各种方案的优点来改进原有方案。3.模型或原型的制作知道工艺的含义和常用工艺的种类。了解1

12、2类常用的工具和设备，学会一种材料的12种加工方法，能根据设计方案和已有条件选择加工工艺，并能正确、安全地操作。能根据设计方案制作一个简单产品的模型或原型。4.方案优化了解12类产品的常用测试方法，能根据设计要求使用简单的方法对产品进行测试。能在分析测试结果的基础上，提出改进措施或更换方案。制作成功后，能对产品的外观加以润色。5.产品的使用说明了解产品说明书或用户手册的作用与一般结构，能编写简单的产品说明书或用户手册。了解产品常用的维护方法和服务途径。（二）案例五：播放昌平实验中学张静发现问题、提出设计课题视频片段，进行点评。（三）案例六：播放北京市西城区中学劳动技术教育中心任雪影响外观设计的

13、因素视频片段，进行点评。四、“设计的交流”部分（一）课标要求1在设计过程中和设计完成后，能用恰当的方式与他人交流设计想法和成果，并能在交流中提炼出有价值的信息。2了解技术语言的种类及其应用，能识读一般的机械加工图、线路图、效果图等常见的技术图样，能绘制草图和简单的三视图。（二）案例七：设计的表达与交流（绘制电路图）1.通过一些各种类型的草图引入“什么是设计？”设计就是从确定的目标出发，经过一定的规划、分析和决策，产生相应的文字、数据和图形等信息的过程。2.图纸技术语言图纸是工程技术界的“技术语言”。图纸中最常用的是机械图纸和电路图纸。电工线路图：不是由电子元器件构成，而是由大的电气设备构成的电

14、路。电子线路图：由电子元器件构成的电路。（低压、小电流）3.绘制两地控制一盏灯电工线路图。通过展示学生作业中的问题，强调画图规范：图要位于图纸的中心位置，上下左右要留空，最好等距。电路符号的大小要均匀一致。注意电路符号的摆放位置，要对称、均匀。不要挤在一起，不要在拐弯处画符号。电路连线不能断。认真填写说明性表格。4.绘制电子线路图，展示常用电子元器件符号，绘制电容充放电电路图。（三）案例八：设计的表达与交流（绘制透视图、三视图）1.透视图概念：近大远小、最具真实感的立体图。用途：工业设计、构思表达，多用于设计方案的效果图（辅助设计）。特点：立体感强、绘制难。要求会画一点透视图、二点透视图、三点

15、透视图。分别展示这三种透视图的应用。2.三视图概念：将物体置于三个相互垂直相交的平面上，进行正投影，所形成的图形，即为三视图。特点：精确表达设计、可以测量，但非立体、不直观。应用：零件加工。为什么要用三视图？物体的一个视图不能表达物体全貌，要表示出某个物体的全部面貌，就必须从不同的方向进行投射画出它的几个视图。分别为主视图、俯视图、左视图。三视图的形成三视图的投影规律：主视图和俯视图都反映物体的长度，且长对正。主视图和左视图都反映物体的高度，且高平齐。俯视图和左视图都反映物体的宽度，且宽一致。播放北京市西城区中学劳动技术教育中心曹豫三视图视频片段，进行点评。三视图的基本画法：介绍绘图工具，如丁

16、字尺、铅笔、三角板的使用；图纸幅面尺寸和格式，如图纸幅面、图框格式、标题栏的写法；图线及其画法；比例；字体、字号。三视图尺寸标注：图样中所标注尺寸表示物体的真实大小，与绘图比例、绘图的准确度无关；图样的尺寸以mm为单位时，不需要注明，若采用其他单位时，必须注明单位或名称；尺寸要素：尺寸数字、箭头、尺寸界线、尺寸线、数字高度约3.5mm、尺寸界限；直径和半径标注；小尺寸标注。举例错误的画法。五、“设计的评价”部分（一）课标要求1能根据设计过程中每一阶段的要求进行评价，树立质量管理意识。2能根据需要进行简单的技术试验，并进行评价，写出试验报告。3能根据设计要求对设计过程和最终产品进行多方面的评价，

17、并写出设计总结报告。4能对他人的、现有的技术产品做出自己的评价，并写出比较全面的评价报告。（二）案例九：播放昌平实验中学王玲明确要求、进行设计定位视频片段，进行评价。六、综合应用（一）案例十：设计电容充放电学具。1.知识准备：了解二极管、三极管的内部结构及工作原理。二极管的内部结构：N型半导体：N是英文单词native的缩写。在硅中掺入微量的磷、砷五价元素杂质，其多数载流子是电子，因此成为电子导电型半导体。P型半导体：P是positive的缩写。在硅中掺入微量的硼、铝等三价元素杂质，其多数载流子是孔穴，因此称为空穴导电型半导体。二极管是由一个PN结构成，因此二极管具有单向导电性。三极管的发明：

18、1947年12月23日，美国新泽西州墨累山的贝尔实验室里，3位科学家巴丁博士、布菜顿博士和肖克莱博士在紧张而又有条不紊地做着实验。他们在导体电路中用半导体晶体把声音信号放大，大家惊奇地发现，这种器件中通过的一部分微量电流，竟然可以控制另一部分流过的大得多的电流，因而产生了放大效应。这个器件，就是在科技史上具有划时代意义的成果晶体管。因它是在圣诞节前夕发明的，而且对人们未来的生活发生如此巨大的影响，所以被称为“献给世界的圣诞节礼物”。另外这3位科学家因此共同荣获了1956年诺贝尔物理学奖。三极管的内部结构：半导体三极管又称为晶体管或双极性三极管，是组成各种电子电路的核心器件。三极管的基本电路：两个电流回路；当Ube两端的电压大于0.7V时，C、E之间电阻迅速减小；Ib对Ic有控制作用，Ib有个微弱的变化会引起Ic很大的变化。熟练掌握光敏、声敏、热敏电路的工作原理。会使用万用表测量电阻值。只有在电阻档时，表内电池才接通；两表笔间悬空时电阻为大；两表笔间电阻短接时应为“零”。测量电阻时每换一次量程一定要“调零”；由I=U/（r+Rg+R内+RX）式中可