广东省江门市新会华侨中学高中信息技术 第二章 技术世界中的设计技术试验及其方法教案.doc

第二章 技术世界中的设计-技术试验及其方法一、学习目标1、知识目标a、了解技术试验的重要性及在b、了解技术试验方法。2、能力目标 理解技术试验在技术设计、技术发明、技术革新中的作用。3、情感态度与价值观通过技术试验的教学，知道在技术设计中注重实事求是的精神，培养学生实事求是、严谨负责的科学态度，形成富有责任感的技术设计观。知道我们的设计产品和成果都是为人而设计的，我们对产品进行技术试验，发现设计的缺陷，改进设计方案，确保人们安全、有效的使用我们的设计成果，培养社会责任感和道德心以及科学严谨的技术责任感。二、教材内容分析1.教材的地位和作用从全书编写的内容来看，技术试验是技术设计中重要的课程内容，它是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究中一种重要的方法。它是全书的重点之一。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，它是解决技术问题的一个重要方法。技术试验具有很丰富的教育价值，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，具有不可替代的作用。本内容是让学生“经历观察、设想、安装、测试、调试、测量等简单的技术试验过程，学会简单的技术试验方法，理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用，形成初步的技术试验能力”的同时，感受技术试验是一种重要的技术方法。三、教学重点与难点：教学重点：理解什么是技术试验，技术试验的几种常用方法：对比试验法、析因试验法、性能试验法、模拟试验法。教学难点 ：技术试验和科学实验两者的区别能进行简单的技术试验。 四、教学对象分析在理、化、生的学习中，学生对科学实验已经很了解，知道科学实验目的在于甄别真伪，但对技术试验是很陌生的，甚至将两者等同起来。他们不知道技术试验目的在于选择和优先，是一种很重要的技术方法。技术试验的实施方法以及试验报告的撰写和科学实验的区别，学生并不了解。由于思维定势的影响，学生不能将技术试验和科学实验两者很好的区别开来，这成为本节内容教学上的难点。五、教学策略1. 应用“建构主义的学习理论”，主动建构技术试验的概念。2.经历观察、思考和分析，感受技术试验的重要性及与科学实验的区别。3.通过案例分析，让学生明确技术试验是技术探究活动中的一种重要的技术方法。4.在处理“技术试验方法”这部分内容时，不需要面面俱到，只侧重讲一两个方法即可。六、教学资源准备及教学手段1.准备中国神舟飞船的图片、汽车破坏性碰撞试验、破坏性试验系列节目多媒体教学七、教学过程：（一）引入技术试验的概念复习导入：一个设计方案做好以后，即使把人机关系考虑的再周全，也还是不能立即进入应用阶段，必须要进行一项重要的步骤技术试验，。1、什么是技术试验我们现在已经能够运用新材料、新工艺和现代科学技术、制造出许许多多高精尖的机器设备。就拿飞行器来说，经过短短一百多年的努力，我们已经从莱特兄弟制造的最简单的飞机发展到飞向太空的宇宙飞船，而这一系列的发展过程，都要经过一系列的科学技术试验才能完成。技术试验是技术活动中的一项重要内容，什么是技术试验？为什么要进行技术试验呢？请同学们看案例分析1-技术试验卫星（图片例子：试验卫星发射以及回收）。技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星，人造卫星在发射上天前必须经过一系列的地面试验，以考验卫星的技术性能，但是地面试验毕竟不同于天上，在地面上试验完了还必须上天试一试，无论哪个国家在发射每一种应用卫星之前，都要发射一些技术试验卫星。自从我国在1970年发射了第一颗人造地球卫星以来，经过30多年的努力，我国不但可以发射各种用途的卫星，在2003年10月15号我国又成功发射了神州5号宇宙载人飞船，2008年 9月25日成功发射了神州7号并实现太空漫步。我国宇宙飞船载人前试验飞行次数中国神州号： 7次神州1号 1999年11月20日神州2号 2001年1月10日神州3号 2002年3月25日神州4号 2002年 12月30日 神州5号 2003年 10月15日神州6号 2005年 10月12日神州7号 2008年 9月25日前苏联载人前飞船试验次数： 共7次美国载人前飞船试验次数： 共8次从上面的数据可以看出，我国在最短的时间内，在最少的试验次数下成功的进行了载人的航天飞行。通过上面的试验我们知道：一项新产品设计生产出来后,其设计是否合理,性能和质量是否符合要求,都需要通过技术试验来验证。 技术试验不仅是检验产品设计成功与否的手段,也是发现问题、探究规律,优化设计方案的前提。这就是我们今天要讲的技术试验及其方法。定义：技术试验是指技术活动中为了某种目的所进行的尝试、试验、检验、优化等探索性实践活动。课堂练习、讨论：你在日常生活中接触到了哪些技术试验？举例：医院青霉素皮试、药品小白鼠试验、爱滋病疫苗的接种试验、计算机性能测试（优化大师的使用）等等。2.技术试验的重要性技术试验是技术设计过程中一种重要的技术内容，是技术设计的科学依据。使设计得以改进和完善，使设计的风险和失误降到最低，把科学知识和技术原理物化为技术成果的一条基本途径。验证技术是否成功，发现问题、探究规律、优化技术，对技术应用的实现起到有力的保障作用。 如果不做这些技术试验结果会怎样呢?案例分析2阿什塔比拉大桥的垮塌。 1863年,美国铁路巨头斯托恩全部采用铁制材料建造了铁路桥,由于对新材料的过度信任,未经技术试验就投入使用, 13年后火车经过大桥时铁架发生断裂, 大桥垮塌,使100多名旅客丧身。这座大桥本该是美国著名设计师特奥多罗库帕的一个真正有价值的不朽杰作。库帕曾称他的设计是“最佳、最省的”，自我陶醉于他的设计，而忘乎所以地把大桥的长度由原来的500米加到600米，以 成为当时世界上最长的桥。 桥的建设速度很快，施工组织也很完善。正当投资修建这座大桥的人士开始考虑如何为大桥剪彩时，人们忽然听到一阵震耳欲聋的巨响大桥的整个金属结构垮了：19000吨钢材和86名建桥工人落入水中，只有11人生还。由于库帕的过分自信而导致了一场悲剧。思考：从以上案例能给我们什么启示呢?如果不进行技术试验,你不可能了解材料的性能,产品的性能,不能发现设计中的问题,不能避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设计方案进行了试验,将会最大限度降低失误，避免损失。对于一些大型建筑工程建筑，我们就要缩小比例，用模型进行试验。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。 （二）技术试验和科学实验的区别我们熟悉的在物理、化学、生物所进行的实验，是对事物的客观规律和现象进行观察、分类、归纳、演绎、推理、验证的科学过程，是一种科学探究活动。技术试验是为了全面考核产品质量和性能的稳定性和可靠性，获取得大量技术数据，经过分析综合得出产品的使用质量的基本水平及其极限状况的过程。是一种创造性的技术活动。 （三）技术试验的分类我们可以根据应用的范围不同进行分类，如：农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验。还可以根据目的的不同进行分类，如：性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障。如对产品的高、低温试验，震动颠簸试验等。 优化试验：对试验对象进行条件优化组合，如农业对不同品种的种子对比试验。预测试验：通过试验，预测对象的状态变化和产生的后果。信息试验：通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。 （四）技术试验的方法那么在现实生活中,我们是采用哪些方法和仪器对材料和产品的性能进行技术试验的呢? p38 专用仪器性能试验图例。）从以上的试验中我们知道,技术试验是从多方面多角度地检验材料,产品性能的技术手段，试验方法也不局限于上面提到的5种方法，同学们也可以在实践中自己总结出更多的试验方法。下面是几种常用的试验方法及其作用：1、优选试验法：运用数理统计方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全面试验所达到的最佳效果。 2、模拟试验法通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法。图片举例：模拟侧翻 模拟淋雨视频：汽车的碰撞试验录象补充课外资料：通过再现的形式来模拟现实发生情况，用模拟的系统结合实际的系统装置通过模拟的环境和条件来进行研究、分析或试验的方法。如：飞行器的风洞试验；船舶的船体试验；神州飞船用模拟人试验工作舱内人的生存环境等。风洞试验：为了试验飞行器的空气动力性能，把飞行器放在产生强大的人工气流管道装置内，如图2。观测气流或气流与飞行器之间相互作用。研究其空气动力学的规律。通过风洞试验来确定飞行器的气动状态和评估其飞行性能。（略）神州飞船的模拟人试验：为了试验飞船返回舱内人的生存环境，采用仿真模拟人试验人在飞船飞行过程中，舱内环境对人的呼吸系统、排泄系统、血液循环系统等一系列生理变化情况。（略）3、虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法。 视频：虚拟“勇气号”在火星表面4、强化试验化：通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法。图片举例：高温高湿试验室 盐水搓板路 强化坏路行驶 盐水喷雾室5、移植试验法、在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。 （五）技术试验在设计中的作用理解技术试验在设计中必不可少的作用，懂得使用技术试验评价设计优化设计。在技术设计后期，进行综合性的整体试验可为设计的评价提供准确、客观的数据。 （六）小结：1、什么是技术试验2、技术试验的方法3、技术试验的重要性作业：阅读课本p36 -p41 （七） 教学设想技术试验在技术活动中是必不可少的一项内容，它是技术成功与否的关键，更是发现问题、探究规律、优化技术的关键。因此，它是本书的重点内容之一。然而它对学生来说又是很陌生的。教师必须在教学中引导学生将它与他们早就熟悉的科学实验区别开来。为了打破学生对技术试验的神秘