江西省中小学生素质科技课堂-5.《机械假肢》教学设计

江西省中小学生素质科技课堂-5.《机械假肢》教学设计授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路嘿，同学们，今天我们要一起探索一个神奇的话题——《机械假肢》！这节课，咱们将结合课本内容，通过一系列生动有趣的活动，揭开机械假肢的神秘面纱。首先，我会用图片和视频展示假肢的构造和功能，让你们直观地了解它的原理。然后，咱们来模拟一下，如果你们失去了双手，机械假肢能帮你们做些什么呢？通过这样的互动，我相信你们会对机械假肢有更深的认识。最后，我们还会讨论一下，科技发展对我们的生活带来了哪些便利，以及我们应该如何珍惜这些科技成果。准备好了吗？让我们一起开启这段奇妙的旅程吧！🚀💪👋核心素养目标1.培养学生科学探究能力，通过实验和观察，理解机械假肢的工作原理。

2.提升学生的工程思维，让学生学会分析问题、设计解决方案，并动手实践。

3.强化学生的社会责任感，认识到科技对人类生活的积极影响，激发对科技创新的热情。

4.增强学生的跨学科学习能力，将物理、数学等知识应用于实际问题解决。

5.培养学生的创新精神和实践能力，鼓励学生在生活中寻找应用机械假肢的灵感。教学难点与重点1.教学重点

-核心内容：机械假肢的基本原理与构造

-细节说明：重点讲解机械假肢的动力源、传动机构、控制系统等核心部件，通过模型展示和实物操作，使学生理解机械假肢如何模拟人类手臂的动作。

2.教学难点

-难点内容：机械假肢的运动控制和个性化定制

-细节说明：难点一，如何解释机械假肢的运动控制机制，包括传感器如何感知动作并转换为机械运动；难点二，讨论机械假肢的个性化定制过程，包括测量、设计、制造等步骤，以及如何根据不同用户的需求进行调整。通过案例分析和小组讨论，帮助学生突破这些难点。教学方法与策略1.采用讲授法结合实验演示，首先通过讲解机械假肢的历史、工作原理和分类，为学生建立基本概念。

2.引入讨论法，组织学生分组讨论机械假肢在实际生活中的应用和挑战，激发学生的思考。

3.设计角色扮演活动，让学生模拟假肢设计师，体验从需求分析到产品定制的全过程。

4.利用多媒体教学，展示机械假肢的3D模型和视频，帮助学生直观理解复杂结构。

5.开展项目导向学习，让学生分组完成一个小型机械假肢的设计和制作，提高实践能力。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

-开始上课前，播放一段关于残疾人士使用机械假肢生活的视频，引起学生的兴趣和同情心。

-询问学生：“你们知道什么是机械假肢吗？它有什么作用？”

-通过简单的互动，让学生对机械假肢有一个初步的认识。

2.新课讲授（用时15分钟）

-讲解机械假肢的发展历程，从早期的人工假肢到现代的电子假肢，强调科技对人类生活的改变。

-详细讲解机械假肢的基本构造，包括动力源、传动机构、控制系统等，并结合模型进行展示。

-分析机械假肢的工作原理，通过动画演示传感器如何感知动作，并转换为机械运动。

3.新课讲授（用时10分钟）

-讨论机械假肢的种类，如上肢假肢、下肢假肢等，并举例说明每种假肢的特点和应用场景。

-分析机械假肢的技术难点，如重量、舒适度、耐用性等，引导学生思考如何改进。

-探讨机械假肢的未来发展趋势，如人工智能在假肢中的应用，激发学生的创新思维。

4.实践活动（用时15分钟）

-分组让学生进行角色扮演，一组扮演假肢设计师，另一组扮演失去双手的用户，通过讨论和设计，为用户定制合适的假肢。

-进行小型实验，让学生尝试使用机械臂进行简单的抓取动作，体验机械假肢的操作过程。

-每组分享他们的设计理念和操作经验，其他小组进行评价和反馈。

5.学生小组讨论（用时10分钟）

-举例：讨论机械假肢对残障人士生活的影响，如提高生活自理能力、增强自信心等。

-举例：分析机械假肢在运动、工作和日常生活中的应用，如体育运动、职业工作等。

-举例：探讨机械假肢设计中的伦理问题，如隐私保护、成本控制等。

6.总结回顾（用时5分钟）

-回顾本节课的核心内容，强调机械假肢的基本原理、种类和未来发展。

-鼓励学生在日常生活中关注科技发展，思考如何将所学知识应用于实际。

-提出课后思考题，如：“如果你是一名假肢设计师，你会如何设计一款更先进的机械假肢？”

-邀请学生分享他们的想法和感悟，对学生的回答给予肯定和鼓励。教学资源拓展1.拓展资源：

-机械假肢的历史发展：收集有关机械假肢的历史资料，包括古代的木质假肢到现代的电子假肢的演变过程。

-机械假肢的类型和应用：搜集不同类型的机械假肢图片和说明，如运动型假肢、日常型假肢、装饰型假肢等，以及它们在不同领域中的应用案例。

-机械假肢技术原理：查找相关资料，介绍机械假肢的工作原理，包括传感器技术、电子控制技术、材料科学等。

2.拓展建议：

-观看纪录片或科教视频，了解机械假肢的制造过程和使用情况，增加对实际应用的直观感受。

-阅读有关机械工程和生物医学工程的书籍或文章，了解相关领域的知识和技术发展。

-组织学生进行小组讨论，让学生分享自己了解的机械假肢信息，互相学习。

-安排实地考察，参观假肢制造工厂或医院康复科，让学生亲身感受机械假肢的应用。

-设计一个假肢改进项目，让学生分组讨论，提出创新的设计理念和解决方案。

-鼓励学生参与科技创新活动，如机器人比赛或发明创造比赛，将机械假肢的设计理念应用到实际制作中。

-提供一些在线资源，如科普网站、学术论文数据库，让学生在课后自行探索和拓展相关知识。

-邀请假肢专家或工程师来校进行讲座，分享他们在机械假肢领域的经验和见解。

-引导学生关注科技新闻，了解机械假肢领域的新进展和研究成果。板书设计①机械假肢发展历程

-古代木质假肢

-19世纪金属假肢

-20世纪电子假肢

-21世纪智能假肢

②机械假肢基本构造

-动力源：电动机、液压系统

-传动机构：齿轮、连杆、链条

-控制系统：传感器、微处理器、执行器

-传感器：肌电传感器、压力传感器

-执行器：电机、液压缸

③机械假肢工作原理

-传感器感知动作

-控制系统处理信息

-执行器驱动假肢运动

-反馈机制：传感器监测运动状态

④机械假肢种类与应用

-上肢假肢：日常型、运动型、装饰型

-下肢假肢：日常型、运动型、矫形型

-其他假肢：手指、脚趾、面部假肢

-应用领域：日常生活、职业工作、体育运动

⑤机械假肢技术难点

-重量与舒适度

-耐用性与维护

-个性化定制与适应性

-人工智能与智能化控制课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《机械假肢：从古至今的变革与发展》

-这篇阅读材料详细介绍了机械假肢的历史、技术发展、未来趋势，以及对社会的影响。

-视频资源：《机械假肢的奇迹》

-该视频通过真实案例展示机械假肢如何改变残障人士的生活，激发学生的同情心和探索欲。

2.拓展要求：

-学生在课后阅读《机械假肢：从古至今的变革与发展》，了解机械假肢的发展历程和科技成就。

-观看《机械假肢的奇迹》视频，思考机械假肢对人类社会的重要性和未来可能的应用。

-鼓励学生撰写一篇短文，描述他们对机械假肢的理解和感受，以及对社会发展的看法。

-组织学生进行小组讨论，分享各自对机械假肢的拓展学习成果，促进知识交流和思维碰撞。

-提供以下问题作为讨论和写作的引导：

-机械假肢的发展对社会有哪些积极影响？

-未来机械假肢可能会带来哪些新的科技突破？

-如何确保机械假肢的普及和可负担性？

-教师可推荐以下阅读材料，以帮助学生进一步拓展知识：