第6章制作模型或原型教案-高中通用技術(shù)地質(zhì)版必修《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》

第六章制作模型或原型一、學(xué)科核心素養(yǎng)要求1、技術(shù)意識(shí)：（1）能結(jié)合具體案例的辨析，形成對(duì)技術(shù)的理性態(tài)度和評(píng)價(jià)。（2）通過(guò)案例分析比較常見(jiàn)材料的應(yīng)用環(huán)境。2、工程思維：材料、工具、工藝的選擇、比較及權(quán)衡。3、物化能力：（1）通過(guò)制作模型和原型掌握材料的合理加工。（2）通過(guò)臺(tái)燈的案例分析，掌握制作模型材料和工具的選擇；通過(guò)PPT圖片和實(shí)物感受，了解各種電子電工工具的使用。（3）理解對(duì)材料合理規(guī)劃，可提高材料的利用率，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。（4）木工常用工具的使用方法。4、：讓學(xué)生理解，設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，要綜合考慮材料的性能、材料的工藝性以及材料的成本。5、圖樣表達(dá)：（1）識(shí)讀常見(jiàn)的技術(shù)圖樣。（2）能根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作模型和原型。二、教學(xué)重點(diǎn)（1）知道模型及其功能；使設(shè)計(jì)對(duì)象具體化，便于交流溝通；幫助分析設(shè)計(jì)的可能性，把握設(shè)計(jì)的可靠性。（2）理解模型制作在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段的不同作用。（3）通過(guò)案例分析，讓學(xué)生掌握常見(jiàn)材料的應(yīng)用環(huán)境和特性。（4）根據(jù)設(shè)計(jì)的方案和產(chǎn)品用途，選擇合適的材料，并對(duì)材料進(jìn)行合理的規(guī)劃。（5）工藝的含義和常用工藝的種類(lèi)。（6）學(xué)習(xí)木工加工工藝與工具使用的方法。三、教學(xué)難點(diǎn)（1）認(rèn)識(shí)模型作為設(shè)計(jì)方法和手段在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。（2）認(rèn)識(shí)模型在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。（3）體驗(yàn)工藝的價(jià)值。（4）學(xué)習(xí)木工加工工藝與工具使用的方法。（5）根據(jù)設(shè)計(jì)方案和已有條件選擇加工工藝，并正確、安全的操作。四、教學(xué)過(guò)程（一）認(rèn)識(shí)模型或原型1、模型：模型是根據(jù)實(shí)物、設(shè)計(jì)圖樣或構(gòu)思，按比例、生態(tài)或其他特征制成的與實(shí)物相似的一種物體。模型可視、可觸、可控制，可以形象地表達(dá)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的比例、尺度、線(xiàn)型、色彩、材質(zhì)以及每一個(gè)構(gòu)成面。它是一種實(shí)體設(shè)計(jì)語(yǔ)言，為設(shè)計(jì)的表達(dá)和交流提供了一條有效途徑，使設(shè)計(jì)委托者、生產(chǎn)單位和設(shè)計(jì)人員之間能夠直接溝通。由于大部分工業(yè)產(chǎn)品是在大規(guī)模、自動(dòng)化和巨額資金投入下生產(chǎn)出來(lái)的，因此僅憑圖紙?zhí)峁┰O(shè)計(jì)意圖很難把握設(shè)計(jì)的可靠性。一旦失敗，損失將十分慘重。所以，一件較復(fù)雜的產(chǎn)品必須通過(guò)模型制作，才能投入生產(chǎn)。模型制作是技術(shù)設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是一種技術(shù)方法。通過(guò)模型可以研究技術(shù)活動(dòng)的規(guī)律和特征。在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，往往需要根據(jù)不同的要求制作不同的模型。2、草模草模用于產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的初期階段，它可以采用立體模型將設(shè)計(jì)構(gòu)思簡(jiǎn)單地表達(dá)出來(lái)，供設(shè)計(jì)人員深入探討時(shí)使用。3、概念模型概念模型用于設(shè)計(jì)構(gòu)思初步完成之后，在草模的基礎(chǔ)上，用概括的手法表示產(chǎn)品的造型風(fēng)格、布局安排，以及產(chǎn)品與人、產(chǎn)品與環(huán)境的關(guān)系等，從整體上表現(xiàn)產(chǎn)品造型的完整概念。4、結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型用于研究產(chǎn)品造型與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，能夠清晰地表達(dá)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸和連接方法，并在一定條件下用于試驗(yàn)。5、功能模型功能模型主要用于研究產(chǎn)品的各種性能以及人機(jī)關(guān)系，同時(shí)也用于分析、檢查設(shè)計(jì)對(duì)象各部分組件尺寸與機(jī)體的相互配合關(guān)系，并在一定條件下用于試驗(yàn)。6、展示模型展示模型是在結(jié)構(gòu)模型與功能模型的基礎(chǔ)上，采用真實(shí)材料，按照準(zhǔn)確的尺寸，選擇恰當(dāng)?shù)谋壤?，做成的與實(shí)際產(chǎn)品形態(tài)高度相似的模型。作為產(chǎn)品的樣品，展示模型為研究人機(jī)關(guān)系、結(jié)構(gòu)、制造工藝、外觀以及市場(chǎng)宣傳等提供了實(shí)體形象，并可以直接向設(shè)計(jì)委托方征求意見(jiàn)，為審核方案提供實(shí)物依據(jù)。7、制作臺(tái)燈的草模體驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)臺(tái)燈草模的制作，了解草模在技術(shù)設(shè)計(jì)中的作用。情境展示：在向老師和同學(xué)們介紹設(shè)計(jì)方案時(shí)，孫宇用平面設(shè)計(jì)草圖進(jìn)行展示，溝通交流時(shí)做了詳細(xì)的文字介紹和口頭說(shuō)明，費(fèi)了很大的勁才將設(shè)計(jì)構(gòu)思清晰地展現(xiàn)出來(lái)。問(wèn)題分析：草模制作過(guò)程蘊(yùn)含著豐富的思維轉(zhuǎn)換過(guò)程。如何運(yùn)用草模將設(shè)計(jì)構(gòu)思盡可能準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)是問(wèn)題的關(guān)鍵。此外，還要考慮制作草模的材料、連接方式、加工工藝及其相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)等。材料：造型材料（泡沫、橡皮泥、土豆、蘿卜等）、支撐材料（牙簽、吸管等）。工具：美工刀、剪刀、尖嘴鉗、熱切割刀。主要過(guò)程：（1）按照設(shè)計(jì)方案分別制作臺(tái)燈草模的底座、燈罩等部件。（2）使用牙簽、吸管等材料將臺(tái)燈的不同部件連接起來(lái)。（二）常用的制作工具1、木材教師：生活中由木材制作的產(chǎn)品有哪些？學(xué)生：木制家具、木雕、木橋、木碗等。教師：木材能夠廣泛應(yīng)用的原因是什么？學(xué)生：木材具有較好的強(qiáng)度性能和良好的加工性能。教師：介紹木制材料的種類(lèi)（用圖片說(shuō)明簡(jiǎn)單介紹）。教師：劈柴時(shí)為什么總是順著木柴的“絲”（紋路）來(lái)劈，不橫向劈呢？學(xué)生：實(shí)木材料具有各向異性的特點(diǎn)。教師：木板可分為實(shí)木板材和人工板材。人工板材門(mén)與實(shí)木板材門(mén)相比其最大的優(yōu)點(diǎn)在哪里？學(xué)生：人造板材幅面大。學(xué)生討論：實(shí)木板材和人工板材的優(yōu)缺點(diǎn)（通過(guò)討論實(shí)木板材和人工板材的優(yōu)缺點(diǎn)讓學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)木板材和人工板材的性能和應(yīng)用環(huán)境）。2、金屬教師：古代造橋和現(xiàn)代造橋分別采用什么材料？學(xué)生：古代造橋主要采用木材和石材，現(xiàn)在造橋主要采用金屬（鋼材）。因?yàn)榻饘伲ㄤ摬模?qiáng)度比木材大，自重比石材輕。強(qiáng)度：材料在力的作用下抵抗永久變形和斷裂的能力。教師：為什么框鋸不能鋸割金屬，手鋸能鋸割金屬？學(xué)生：框鋸的鋸條的硬度比金屬低，手鋸鋸條的硬度比金屬高。硬度：材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度也是材料的力學(xué)性能之一。3、塑料教師：為什么用塑料桶取代木桶，生活中還有哪些用品被塑料制品取代？學(xué)生：塑料桶輕便、價(jià)格低廉、加工成型方便。自行車(chē)腳踢板、鞍座，汽車(chē)內(nèi)飾、保險(xiǎn)杠，箱子等。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料熱塑性塑料：應(yīng)用最廣的塑料之一，以熱塑性樹(shù)脂主要成分，并添加各種助劑而配制而成。在一定的溫度條件下，塑料能軟化或熔融成任意形狀，冷卻后形狀不變；這種狀態(tài)可多次反復(fù)且始終具有可塑性。適用于各種薄膜、薄片、管材等制件，廣泛用于包裝、雨具、育苗薄膜以及生活用品、玩具等產(chǎn)品中。熱固性塑料：指在初次成型后形狀固化下來(lái)，不能再次熱熔或軟化的塑料。適用于炒鍋鍋把手和高低壓電器外殼。4、新材料介紹：磁性材料、木質(zhì)3D打印材料、木質(zhì)素纖維。（三）模型的制作工藝是指利用工具和設(shè)備對(duì)原材料、半成品進(jìn)行技術(shù)處理，使之成為產(chǎn)品的方法和過(guò)程。它體現(xiàn)了生產(chǎn)活動(dòng)中的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，并隨著人們認(rèn)識(shí)的深入和經(jīng)驗(yàn)的累積而不斷地改進(jìn)和發(fā)展。工藝分為很多種，常見(jiàn)的有加工工藝、裝配工藝、檢測(cè)工藝和表面處理工藝等。一件木制品是由若干構(gòu)件組成的。在加工之前，需要根據(jù)設(shè)計(jì)作品的規(guī)格、尺寸等，在待加工的材料上用相應(yīng)的工具畫(huà)出加工輪廓線(xiàn)、基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線(xiàn)。為了保證畫(huà)線(xiàn)準(zhǔn)確無(wú)誤，以及檢測(cè)零件是否符合圖樣的要求，就需要用測(cè)量工具來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。由于不同零件有不同形狀和不同精度要求，因此，量具也有不同的類(lèi)型和規(guī)格。木工工藝中常用的量具有鋼卷尺、鋼直尺、角尺，常用的畫(huà)線(xiàn)工具有木工鉛筆、墨斗、畫(huà)線(xiàn)規(guī)等。鋸割是將尺寸較大的木材沿著畫(huà)定的線(xiàn)開(kāi)鋸、分解、開(kāi)榫、鋸削、截?cái)嗟囊环N操作，在木材成型加工中較為常用。鋸割加工中使用的工具是鋸子，鋸子的種類(lèi)很多，常用的有板鋸、刀鋸、鋼絲鋸等。鋸割加工時(shí)，鋸縫會(huì)有一定的消耗量，因此在畫(huà)線(xiàn)時(shí)，要根據(jù)鋸割的需要留出一定的余量。對(duì)于鋸縫的消耗量，一般大鋸約為4毫米，中鋸為2～3毫米，細(xì)鋸為1.5～2毫米。對(duì)于木質(zhì)板材的切割，除了使用傳統(tǒng)的木工鋸?fù)?，還可以使用激光切割機(jī)等設(shè)備對(duì)木板進(jìn)行精確、快速地切割。木工常用的鉆孔工具有鑿子、手搖鉆、手電鉆和臺(tái)鉆等。使用手電鉆時(shí)，應(yīng)單手持鉆，對(duì)準(zhǔn)孔中心，扣緊