《技术试验及其方法》教学设计（两篇）

《技术试验及其方法》教学设计（一）一、设计理念“技术试验及其方法”是技术设计的重要思想方法，是后面内容学习的基础。知识点较多，必须做到详略得当，突出重点。因此，本节从直接从试验入手直观地表明技术试验的重要性。在此基础上增加大量案例，创设技术试验情景，让学生通过案例充分了解技术试验的广泛应用，大到宇宙飞船，小到生活用品让学生感知和理解技术试验的重要性和作用，从中汲取知识的养分，并认识到技术试验其实也经常伴随着我们的生活。在此基础上，增加演示和讨论环节，使学生进一步克服对技术试验的畏惧感，产生对技术的积极情感，增强对技术的兴趣、热情和创新意识，乐意进行知识的学习和自我建构。所以的本节重点应该让学生在了解常用方法及其重要作用，能针对简单案例做出合理的分析，选择正确的试验方法上。二、教材分析本节课是第二章“技术世界中的设计”第三节“技术试验及其方法”的第1课时，学习内容包括“什么是技术试验”、“技术试验方法”。这部分内容有两个方面要求：一是要知道什么是技术试验，了解技术试验的重要性。二是了解技术试验的五种常用方法和应用。技术试验是技术设计的重要思想方法，它贯穿于设计过程的始终，是全书的重点之一。是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究、解决技术问题的一个重要方法。技术试验在技术发明、技术革新、技术推广过程中的作用不可忽视。通过启发、思考、引导、活动、交流等教学过程，让学生明白技术试验的重要性和作用，了解技术试验的五种常用方法和广泛应用，学会针对简单的具体试验案例选择正确的试验方法，才能形成基本的技术试验素养，为下堂课技术试验的实施和教材第三章测试和评估的学习打下基础。因此，本节的重点应该放在的过程了解技术试验的重要性和作用、了解五种常用的技术试验方法上。三、教学目标1.知识与技能目标(1)知道什么是技术试验，了解技术试验的重要性。(2)了解技术试验的五种常用方法和广泛应用。2.过程与方法目标(1)在对具体技术试验案例思考、分析的过程中认识到技术试验的重要性。(2)在对具体案例的思考、分析、实践的过程中理解常用的技术试验方法。(3)在具体技术试验方法应用案例的分析过程中，学会针对简单的试验选择正确的试验方法。3.情感态度和价值观目标(1)感受技术试验的魅力。(2)增强对技术的兴趣、热情和创新意识。(3)认识技术试验的内在价值和作用。四、教学重点和难点教学重点：了解五种常用的技术试验方法。教学难点：针对简单的试验选择正确的试验方法。五、教学策略设计本节课从提出多功能“小凳”能不能坐的技术问题入手，展开教学。通过“小凳”的演示试验导入技术试验概念的学习，并引出技术试验的重要性。通过相关技术案例的情景创设，通过启发、思考、体验试验学习常用的五种技术试验方法，培养学生的技术素养。(1)多功能“小登”的设计要具备新颖性，吸引学生注意和兴趣。使学生产生跃跃欲试的心情。“小板凳试验”要使学生感知技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，理解技术试验是重要性的技术思想方法。试验操作要规范，注意安全，并进行必要的提示和启发学生，为下堂课实施技术试验做准备。(2)技术试验的概念要在启发学生的过程中给出。(3)讲解我国“神舟”上天案例要声情并茂，既让学生够受理解技术试验的重要性，又要激发学生热爱技术和祖国的情感。(4)“技术试验有什么作用？”要启发学生进行归纳。(5)要多启发学生联系生活进行思考，达到理解优选技术试验方法等目的。(6)要指导学生规范操作“薄铝片”试验，培养认真、严谨的科学态度，为下堂课实施技术试验做准备。(7)“技术试验卫星”案例要提示学生从目的和作用出发进行分析。(8)要启发学生展开讨论“两个小试验”的试验方法是否合理，说出理由。六、教学准备1.教学资源的准备多媒体教学设备、普通教室或技术专用教室、教学课件PPT、简易多功能小板凳、薄铝片等。2.教学课件的准备结合本节的教学设计，课件总体比较简洁。主要是为提出问题、案例分析等安排教学环节和教师讲解教学内容提供方便。七、教学过程1.提出问题教师：同学们，老师设计了这款多功能小凳，给同学们旅游途中使用（边讲边演示）。那到底同学们能不能坐呢？这就涉及到我们技术里的试验问题。今天我们就来学习第三节内容技术试验及其方法那什么是技术试验？我们通常将技术活动中为了某种目的（如材料的弯曲强度、小桌的承载强度等）所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术试验。要回答老师设计的小凳能不能做的问题，我们该怎么做？学生1：叫某某同学（最大个）直接坐上去试一试好了。（其他同学笑，并表示反对，说不能直接坐上去。）教师：为什么不能直接坐上去？学生2：万一强度不够，人要摔倒受伤的。学生3：用承载重物的方法对小板凳进行试验。2．演示试验教师演示小板凳强度试验。学生观察教师：小凳强度试验回答了能不能坐的问题。请（二人小组）讨论一下小凳试验使我们发现哪些具体问题？如果不经过试验就大批量投入生产将造成怎样的后果？学生：是小凳的脚强度不够。如果不经过试验就大批量投入生产将造成很大的经济损失或者事故。教师：对，通过试验，同学们首先看出的是凳脚的强度不够，其实凳面可能也有问题，需要进一步检验。大家都知道，我们国家的宇航员杨利伟首次乘坐“神舟五号”上了天，之后又有“神舟六号”送费俊龙聂海胜上天，“神舟七号”再送翟志刚、景海鹏、刘伯明，其中翟志刚还进行了太空行走活动。2011年“神舟八、九、十号”也将相继上天。设问：前面的四艘飞船为什么没有送人上天呢？它们去干什么了呢？（课件）“神舟一号”搭载10克左右的青椒、西瓜、玉米、大麦农作物种子等；“神舟二号”搭乘一批南通灵芝、冬虫夏草等，“神舟三号”乘载设备和完全模拟载人状态的一名矮小結实的“小伙子”；“神舟四号”搭乘更多设备和一个模拟人。而在1990年10月，载着两只小白鼠和其他生物的卫星升上太空，开始了我国首次携带高等动物的空间轨道飞行试验。试验的圆满成功，为我国载人航天器生命保障系统的设计以及长期载人太空飞行获得了许多宝贵数据。为什么要送小白鼠上天呢？白鼠体积小，繁殖能力强，它们14天就能繁殖一代，可以在太空中受孕，回地面繁殖，也可以受孕后上天在太空中繁殖，还可以很快地了解太空飞行对其子孙后代的影响。通过试验获得许多飞船设计的经验，使飞船的技术也不断更新，搭乘物品也不断增加，才有了今天我们航天的辉煌成就。3．案例分析下面我们来阅读课本P36技术试验卫星，并进行案例分析。教师：试验的目的是和作用是什么呢？学生：考验卫星的技术性能，积累经验，掌握技术。教师：现在请同学们归纳一下：技术试验的作用?学生：技术试验在技术活动中，不仅是对技术成功与否的验证、更是发现问题、研究规律、优化技术的关键。技术试验使设计得以改进和完善，将设计风险和失误降到最低。并对技术应用的实现起到了有力的保障作用。教师：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。下面我们进一步来学习有关技术试验的知识。4．思考和比较请同学们思考一下：技术试验和科学实验的区别？学生：科学实验是为了检验理论或假设是否正确。技术试验是为了发现问题，检验设计的可行性。教师：科学实验是为了检验某种科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。如化学反应实验。技术试验是为了察看某事的结果或某物的性能而从事某种活动。如，量子电话试验等。教师：技术试验和科学实验的区别技术试验科学实验验证内容目的技术试验科学实验验证内容验证方案的可行性与合理性，并实现优化。验证假设，行成结论目的选择和优化甄别真伪教师：我们用承载重物的方法对小板凳进行试验属于什么试验方法呢？通过扩大对试验对象的作用，以提高试验效率的方法叫强化试验法。阅读课本P38小资料教师：这些强化试验可以在专用的万能试验机上做。[图片]5．试验活动这一金属铝片需要来回折几次才会断裂？下面我们进行金属铝的疲劳强度试验活动。请同学们拿出材料试验，注意每次翻折的角度为90度，最后把翻折的次数纪录下来，全班同时公布。学生拿出材料试验。教师：准备好了吗？学生：准备好了。教师：开始心里计数。学生试验、计数。最后同时公布次数，相差1～2次。教师：为什么有所差异？学生：因为我们的用力有大小，角度也存在误差。教师：而试验机器就比我们精确。强化试验的应用很多，如箱梁静载试验、汽车的高温高湿试验、强化坏路行驶、盐水喷雾室、盐水搓板路等。6．讨论教师：请大家思考一下，李宁同学自己做了两个小试验来检验小凳的承重力和稳定性，你认为他的试验合理吗？在小凳上逐步加重物，把重物将小凳压垮前的一次重力记录为小凳的承重力。在小凳上固定一个特制的挡风屏障用电风扇在一定距离之外吹风，电扇由远及近移动，风力由小变大，记录屏障连同小凳一同倒下时电风扇与小凳之间的距离以及电风扇的风力。（课件）学生：试验一合理，试验二不合理。教师：为什么？学生：小凳的作用力主要来自人的重力，而且直接作用在小凳上，所以后面一种方法不合理。7．联系生活生活中，我们许多情况下都会面临选择物品的问题，如选择学习用品。回忆一下，你是怎么选择购买水笔的？学生：看上了，在纸上写一写，书写顺利的就买下，不然就不买。教师：用这样的方法最后肯定能买上满意的笔。优选试验法在其它方面也应用广泛，如工业设计中通过随机抽取若干顶安全帽得出整批安全帽的性能。通过来回几个有代表性的温度试验得出最佳温度值。农业中如：袁隆平的同种水稻有没有施肥的对比试验。通过几组水稻的对比试验得出全部试验的结论。还有水稻选种对比试验等。在相同的自然环境和管理条件下，通过种植不同品种的棉花进行对比试验找到棉花的良种试验。（课件）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。如飞机风洞模拟试验、模拟太空飞行、月球车模拟落月试验、还有行人安全等模拟试验。现在我们看视频“模拟汽车撞击”。学生观看。教师：那为什么要用模拟人参加撞击试验？[图片]学生：人会不会受伤也可以看出来。教师：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。教师：模拟试验可以通过缩小或放大比例来模拟所设计的现场效果，如大坝模拟试验。在很多高科技设计研究中，我们也利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原形并进行试验。这种试验方法称为虚拟试验法。如用计算机模拟“勇气号”火星探测仪登陆火星表面。现在我们观看视频：“勇气号”火星探测器3D虚拟登陆。教师：采用虚拟试验方法有什么好处？学生1：可以节省财力和物力。学生2：还可以提高试验效率。教师：采用虚拟试验技术，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。虚拟人――研究者利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出虚拟人，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。采用虚拟试验技术，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。如虚拟人――研究者利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出虚拟人，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。问题：有人设计了人工心脏，把他移植到人身上的试验是什么试验呢？学生：移植试验法。教师：还有橘子移植试验等，同学们还知道哪些移植试验法的应用？学生1：克隆器官移植试验。学生2：用动物试验“非典”疫苗。教师：除了以上这些常用的试验方法外，还有创新试验法、中间试验法、工业试验法等，并随着技术的发展还会有更多更好的试验方法。8．马上行动教师：好，下面我们来完成椅子测试内容和相应的试验操作连线。学生：稳定性——用手左右晃一晃,看是否稳定；舒适度——亲自坐在椅子上感受一下；结构强度——放一些重物在椅子上,看是否能承受。9．了解试验分类技术试验的分类：（课件）对技术试验，我们可以根据应用的范围不同进行分类，如应用于农业的试验归为农业试验、应用于工业的试验归为工业试验、应用于国防的试验归为国防试验、应用于科学技术研究的试验归为科学技术试验等。还可以根据目的的不同进行分类，如想知道材料或产品的抗拉力、冲击力，耐高低温等所做的试验归为性能试验；想提高质量、产量、性能、效益等所做的试验归为优化试验；想知道受淋雨、撞击等的结果状态所做的试验归为预测试验；如为了研究设计行人保护装置进行采集数据等试验等归为信息试验等。10．教师小结教师：技术试验：在技术活动中，为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动。试验类型可以有不同的分类。常用的技术试验方法有优选试验法、模拟试验法、虚拟试验法、强化试验法、移植试验法。在技术活动中，技术试验具有重要作用！八、教学反思本课主要演示试验入手展开教学，为确保教学效果，在实际授课过程中应注意这样几点：1.注意创设宽松的学习氛围。2．要注意多功能“小凳”教具制作的巧妙性（参考方案：大号一次性杯子，可折叠纸扇，纸扇上另外固定一次性杯子的杯底，便于和做凳脚的杯子插接。）3．学生试验材料备好让小组长负责发和收。《技术试验及其方法》教学设计（二）一、设计理念“技术试验及其方法”是技术设计的重要思想方法，是后面内容学习的基础。本节是要让学生在经历技术试验的过程中学习相关知识，形成相关能力和价值观。因此，给出一个合适的技术试验任务驱动载体，给学生经历技术试验实施和报告撰写的过程很重要。书本已有的纸张强度试验提供一个范例，直接重复给学生做的效果肯定是不好的。考虑到试验成本要低，并让学生注意到即使纸张强度这样的小试验也会有安全问题存在。设计中采用了502胶水粘接，提出“长度不变，A4纸的结构强度能超过卡纸平展强度的验证试验”、“双面胶和502对纸张的粘接强度对比试验”，这样可以做到既简单有能让学生充分经历和体验试验实施的过程，培养学生的能力。安排两个设计技术试验方案的任务，是为了多让学生思考和实践，因为试验方案是试验成功与否的关键。但因为时间紧张，只能任选一个实施技术试验，并通过交流活动达到相互学习，共同提高的目的。增加“邓稼先的案例”是为了让学生了解中国也有一位这样值得我们崇敬的科学家，在培养学生科学严谨的科学态度外，增强学生的爱国热情。二、教材分析本节课是第二章“技术世界中的设计”第三节“技术试验及其方法”的第二课时，学习内容包括“技术试验的实施与报告的写作内容”、“技术试验在设计中的作用”。这部分内容有两个方面要求：一是能进行简单的技术试验并写出试验报告；二是了解技术试验在设计中的作用。技术试验是技术设计的重要思想方法，它贯穿于设计过程的始终，是全书的重点之一。是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究、解决技术问题的一个重要方法。为教材第三章测试和评估的学习作了相当好的铺垫。技术试验在技术发明、技术革新、技术推广过程中的作用不可忽视。技术试验对于培养学生的技术素养和良好的品质，培养学生的创新精神和实践能力起着重要作用。通过引导、体验、交流、协作、评价等教学过程，让学生明白技术试验不可能一帆风顺，往往会经历一个曲折的过程为以后学习和经历技术设计打下基础。因此，本节的重点应该放在设计简单的试验报告，进行简单的技术试验并撰写试验报告的过程。三、学情分析通过第一节课的学习，学生理解了技术试验的概念和常用的技术试验方法，为本节的学习作了铺垫。学生虽对科学实验并不陌生，且科学实验和技术试验的实施也有互通性，但现在高中生没有经历实验报告的设计，因此，设计简单的技术试验报告、进行简单的技术试验并撰写试验报告成了本节的重难点。作为本课的设计针对的是我们学校理科重点的学生，学习能力处于中上水平，培养学生的兴趣和能力是关键所在。初次设计技术试验报告他们往往也会考虑不周，不够规范，如“双面胶和502对纸张的粘接强度对比试验”部分同学可能只会做一种材质纸的试验。通过强调和经历过程会使学生认识到存在的缺点，通过修正，形成科学、严谨的科学态度，体验成功的快乐，增强对技术的兴趣、热情和创新意识，提高实施技术试验的能力。通过迁移可达到提升其它能力的效果。四、教学目标1.知识与技能目标(1)知道进行技术试验前，要经过周密科学的设计和安排。(2)了解进行简单的技术试验的过程与方法，掌握简单技术试验报告的撰写。(3)了解技术试验在设计中的作用。2.过程与方法目标(1)设计过程中，能充分认识不同技术试验的差异。(2)实施试验的过程中，能规范操作，并能发现试验中的问题，并能及时修正。(3)撰写试验报告的过程中，能对试验数据进行分析，并得出结论。3.情感态度和价值观目标(1)增强对技术的兴趣、热情和创新意识。(2)认识技术试验的内在价值和作用。(3)形成科学、严谨的科学态度和持之以恒的意志。五、教学重点和难点教学重点：能设计简单的试验报告，进行简单的技术试验并写出试验报告。教学难点：能设计简单的试验报告，撰写试验报告。六、教学策略设计本节课从提出问题开始，到呈现案例，任务驱动，亲历试验，教师启发，交流评价等环节使问题得到解决。(1)启发学生，提出问题，导入新课内容学习。(2)要让学生体验到《当核材料接近临界值》中的斯洛廷和《邓稼先和核试验》中的邓嫁先的科学、严谨的科学态度和勇于牺牲的科学献身精神。(3)讲解报告格式要让学生知道格式虽然不是唯一的，但是都应该包含试验名称、试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等基本项，以此让学生明白报告格式“形变，神不变”。(4)分析《纸张的结构造型与强度的关系的试验报告》的案例，要启发学生注意到报告撰写力求简明扼要、试验记录应该完整和真实、记录内容应包括实验的全过程、技术试验完成后要分析和总结试验结论。并补充实验现象反常时，应做出明显标记，做详细记录。试验应重复若干次等特点。(5)马上行动环节是技术试验报告设计、实施技术试验和报告成果形成的环节。一要启发学生设计考虑周全，具体，如“502胶水使用的安全问题”“双面胶和502对纸张的粘接强度对比试验”要控制相同的粘接面积，至少要做两种以上的纸张材质才能得出结论，还要等502胶水干了之后才能测试等；二是要把握报告设计交流好到位，学生间能指出存在的不足，启发学生加以修正，如折纸的分割顺序是从小到大呢还是还从大到小？为什么？试验距离要不要控制？三、要注意观察学生活动过程中存在的问题，及时启发或指导学生加以修正。(6)要启发学生把试验过程和试验结果交流到位。把存在的问题尽量暴露出来，达到相互的目的。(7)通过评价要达到使学生得到共同提高的目的。通过问题“试验操作过程不规范，将给试验带来什么后果？”引发学生思考，进一步形成科学、严谨的科学态度。启发学生思考“纸张的结构研究试验成果，可否用于其它材质？”达到知识迁移的目的。通过对“技术试验在设计中有什么作用？”问题的思考，让学生归纳总结，形成技术试验是技术设计重要思想方法的技术素养。(8)本章小结要做到既全面，又有重点。(9)课堂练习是为了复习人机关系的知识内容，要让学生充分的分析到位，起到巩固作用。(10)课外安排“请你课外为检测台灯的稳固性设计几种试验方法”起到巩固知识，进一步提高能力，并为以后台灯的设计打下基础。七、教学过程1.提出问题教师：上节课我们了解了五种技术试验的方法及其他许多方面的应用。那么，当我们想探究纸张的结构造型与强度的关系时，具体的技术试验如何开展呢？我们要不要考虑“试验在哪里进行？”“都有谁参加？”“具体分工怎样？”“采取哪些试验方法？”“试验步骤怎样？”“试验过程可能会出现哪些情况？”“情况一旦发生如何应付？”等一系列问题呢？学生：要考虑。教师：今天我们就先来学习技术试验及其方法的第三部分——技术试验的实施与报告的写作内容。（课件）技术试验的实施除了必须对试验过程做周密的计划外，还要抽取试验样本、进行试验、分析数据、得出结论等环节。（课件）在进行试验的过程中，有时也不是一帆风顺的。2．案例分析我们来阅读案例《当核材料接近临界值》。（课件）学生阅读。教师：国外的科学家如此，我们中国核技术奠基人之一的邓稼先也具有同样科学献身精神。1979年9月13日的空投核试验，降落伞未打开，导致核弹落地未爆炸，却撞成碎片。期间，为了找到试验失败原因，他不让别人去，自己却进入事故地点察看。可是核燃料放射性钚239对身体伤害致使他英年早逝。（课件）教师：请二人小组讨论：人们在技术试验中可能会遭遇不可预料的危险，甚至有人为了获得资料在试验中英勇献身，你对此有什么体会？（课件）学生讨论并回答。教师：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；技术试验往往要经历一个曲折的过程，需要试验者拥有顽强的毅力。3．讲解报告格式教师：当试验完成之后我们还要撰写试验报告，进行成果总结。报告的内容①试验目的；②试验准备，包括材料、仪器、工具和设备等；③试验步骤；④试验记录；⑤试验总结等。（课件）报告的格式可以多种多样，如纸张强度试验报告格式可以是（课件），也可以是设计成更详细的（课件）。教师：技术试验报告的格式虽然不是惟一的，不同的技术试验内容或方法可以形成不同的试验报告。但都应该包含试验名称、试验目的、试验准备、试验步骤、试验记录、试验总结等基本内容项。（课件）4．案例分析教师：请阅读课本P41《纸张的结构造型与强度的关系的试验报告》并思考试验报告撰写特点。（课件）学生阅读、思考。教师：想一想，说一说:试验报告撰写有什么特点?（课件）学生回答。教师：试验报告的文字应力求简明扼要。试验记录应该完整和真实。记录内容应包括实验的全过程。实验现象反常时，应做出明显标记，做详细记录。为保证数据准确，试验应重复若干次。技术试验完成后要分析和总结试验结论（课件）5．马上行动请每个同学以小组活动的形式，为以下两个试验设计试验报告：（课件）（1）长度不变，A4纸的结构强度能超过卡纸平展强度的验证试验。（2）双面胶和502对纸张的粘接强度对比试验。请问题老师要向你们提供哪些试验器材呢？教师提供：砝码、弹簧测力器、双面胶、502胶水、A4纸、手工卡纸、夹子等。教师：一边分发材料，一边问：纸张的强度试验有没有要注意安全的地方？学生：有，502会沾手的，不小心还会伤害眼睛的。教师：对，那么，怎样可以消除或减轻502对皮肤的伤害？学生：可以备一些水在旁边，方便冲洗。教师：或者用餐巾纸沾湿了放在旁边也可以。不过首先要注意安全。那么，粘接材料的试验做几种纸张好呢？学生：多做几种好。教师：对，多做几种才有说服力。学生设计。教师：现在四人小组交流试验方案，进行优化，并选择一种方案实施试验。学生交流，优化并实施试验。教师：大家要按计划分工合作，规范操作，并完成试验报告。巡视，并进行指导。6．试验交流教师：请某某同学代表小组说说试验实施过程、结论和体会。学生：试验前我们想好了几种不同的结构，然后开始按顺序实施，得出的试验结论是，A4纸通过结构改变能增加强度，其强度能超过手工卡纸的强度。但是，由于没有考虑到试验过程中还会产生新的想法，由于纸都用过了，不能再实施试验。所以，我们觉得还不够完美。教师：再请另