1.3材料對(duì)加工方法的影響教學(xué)設(shè)計(jì)-高中通用技術(shù)粵科版選擇性必修7職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)

普通高中教科書《通用技術(shù)》選擇性必修7職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)第一章材料與加工第三節(jié)材料對(duì)加工方法的影響教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)背景黨的二十大報(bào)告對(duì)“實(shí)施科教興國戰(zhàn)略,強(qiáng)化現(xiàn)代化建設(shè)人才支撐”作了詳盡豐富、深刻完整的論述,提出堅(jiān)持高中階段學(xué)校多樣化發(fā)展和推進(jìn)職普融通策略。在高中階段，有效開展職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)教育是落實(shí)國家實(shí)施科教興國戰(zhàn)略的重要路徑。隨著現(xiàn)代技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，職業(yè)與技術(shù)的聯(lián)系越來越緊密。本教材旨在帶領(lǐng)同學(xué)們初步探索進(jìn)入職業(yè)世界所必需的基本技術(shù)技能，提高職業(yè)認(rèn)知，為同學(xué)們未來從事某一職業(yè)做好準(zhǔn)備。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能目標(biāo):1.了解不同材料的加工方法。2.了解不同材料對(duì)加工方法的影響。教學(xué)內(nèi)容分析:第一章主要介紹材料及其加工技術(shù)，通過學(xué)習(xí)讓學(xué)生對(duì)常見材料有所認(rèn)知，了解材料的特征，能夠恰當(dāng)選擇、安全使用材料；在選擇材料時(shí)，能認(rèn)真考慮有關(guān)技術(shù)、社會(huì)、法律、環(huán)保等方面的因素，能根據(jù)不同材料的特性來制作產(chǎn)品，安全、有效地使用材料。第二章主要介紹能源及其轉(zhuǎn)換技術(shù)，學(xué)習(xí)能源存在的不同形式及能源的轉(zhuǎn)換與利用；通過了解傳統(tǒng)能源和新能源的特點(diǎn)，確認(rèn)能源應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，從而增強(qiáng)節(jié)約和開發(fā)能源的意識(shí)，倡導(dǎo)簡(jiǎn)約適度、綠色低碳的生活方式。第三章主要介紹信息技術(shù)這一新興的職業(yè)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)的影響和發(fā)展，從收集信息、處理信息、管理信息等角度讓大家認(rèn)識(shí)這些信息時(shí)代的基本技能，從而激發(fā)大家不斷學(xué)習(xí)新興信息技術(shù)的興趣，以期勝任未來信息技術(shù)的新職業(yè)。第四章主要介紹產(chǎn)品的技術(shù)使用、維護(hù)保養(yǎng)和故障維修等知識(shí)。無論是在生活中還是在工作中，我們都離不開各種各樣的產(chǎn)品，我們要學(xué)會(huì)掌握產(chǎn)品的正確操作，養(yǎng)成良好的操作習(xí)慣。同時(shí)，能通過閱讀用戶手冊(cè)、產(chǎn)品使用說明書等，合理使用工具、儀器和設(shè)備來進(jìn)行簡(jiǎn)單的故障檢測(cè)與維修。學(xué)情分析:學(xué)生對(duì)職業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)認(rèn)識(shí)有限，面對(duì)未來，他們需要學(xué)習(xí)有關(guān)職業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)的知識(shí)。了解職業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，探索關(guān)于材料和能源科技的無限奧秘，把握信息技術(shù)的發(fā)展方向，掌握產(chǎn)品使用與維護(hù)的基本技能，從而培養(yǎng)職業(yè)意識(shí)，明確自身職業(yè)生涯規(guī)劃，培養(yǎng)技術(shù)素養(yǎng)，提高未來的職業(yè)技術(shù)能力。教學(xué)重難點(diǎn):了解不同材料的加工方法。了解不同材料對(duì)加工方法的影響。教學(xué)策略:通過“案例”等內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“思考”，接著用通俗易懂的方式介紹基礎(chǔ)理論知識(shí)，每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)后都附有“思考”“探究”“立即行動(dòng)”等活動(dòng)讓學(xué)生充分消化所學(xué)知識(shí)。每節(jié)設(shè)有“習(xí)題”，每章設(shè)有“學(xué)習(xí)內(nèi)容梳理”和“學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)”，用于歸納教學(xué)內(nèi)容，反饋教學(xué)效果。教學(xué)準(zhǔn)備:展示用的圖片、其他技術(shù)產(chǎn)品、多媒體課件。教學(xué)過程:情景導(dǎo)入:老師：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)《通用技術(shù)》選擇性必修7職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)第一章材料與加工第三節(jié)材料對(duì)加工方法的影響。材料是用于制造物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器或其他產(chǎn)品的物質(zhì)，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。材料的發(fā)展反映了人類文明的發(fā)展進(jìn)程，各種新材料的使用解放了生產(chǎn)力，推動(dòng)了人類社會(huì)的進(jìn)步，促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。案例打鐵（如圖119所示）是一種原始的鍛造工藝，看似簡(jiǎn)單，其實(shí)是件技術(shù)活。打制一件鐵器，需要經(jīng)過選料、燒鐵、捶打、成型、淬火、打磨等十幾道工序。其中燒鐵過程特別需要把握火候。打制過程中，鐵錘并非隨便亂砸，而是根據(jù)預(yù)想的形狀找準(zhǔn)落點(diǎn)，力度也需控制得恰到好處，不斷翻動(dòng)鐵料，千錘百煉鍛打成型。淬火工藝最關(guān)鍵，將鍛打好的鐵器放進(jìn)冷水中冷卻，時(shí)間需要控制在1～2s。打鐵技術(shù)曾是生產(chǎn)農(nóng)業(yè)工具中最主要的加工技術(shù)。隨著工業(yè)制造技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)手工打鐵技藝正慢慢消逝，正在成為材料加工的歷史回憶。導(dǎo)學(xué)思考除了鍛造工藝之外，金屬材料還有哪些加工方法？不同材料的加工方法對(duì)材料的硬度、韌性等物理性質(zhì)有什么影響？一、常用材料的加工方法材料加工在機(jī)械制造業(yè)中占有重要地位，是制造業(yè)的基礎(chǔ)。即便在計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，它仍在國民經(jīng)濟(jì)中起著重要作用。材料加工涉及的范圍很廣，主要有液態(tài)金屬成形、金屬塑性成形、焊接、金屬的表面處理等。隨著科技的不斷發(fā)展，新的工藝也在不斷涌現(xiàn)。案例直紋拉絲是指在鋁板表面用機(jī)械摩擦的方法加工出直線紋路（如圖120所示），具有刷除鋁板表面劃痕和裝飾鋁板表面的雙重作用。直紋拉絲有連續(xù)絲紋和斷續(xù)絲紋兩種。連續(xù)絲紋可用百潔布或不銹鋼刷通過對(duì)鋁板表面進(jìn)行連續(xù)水平直線摩擦獲取。斷續(xù)絲紋一般可在刷光機(jī)上加工制得。思考常用適合拉絲的材料有哪些？家用產(chǎn)品中有哪些拉絲產(chǎn)品？立即行動(dòng)蠟條的加工1．試驗(yàn)器材：適量的蠟、長(zhǎng)條形的模具。2．試驗(yàn)過程：分別采用將蠟熔化后倒入模具中加工和將其直接加工成一根蠟條的方法，將一整塊蠟加工成一根蠟條。比較一下哪種加工方法用時(shí)更短，原材料用量更少。二、金屬材料的性質(zhì)對(duì)加工方法的影響金屬材料的加工性是指材料被加工的難易程度，其中切削加工的難易程度指的是切削時(shí)所反映的生產(chǎn)率、刀具壽命及是否容易得到規(guī)定的加工精度和表面粗糙度。影響金屬材料可切削加工性的因素有工件材料的硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、導(dǎo)熱系數(shù)等力學(xué)和物理性質(zhì)。一般來說，工件材料的硬度越高，切削力越大，切削溫度越高，刀具的磨損越快，切削加工性越差；同理，工件材料強(qiáng)度越高，切削加工性也越差。工件材料的強(qiáng)度相同時(shí)，塑性和韌性大的切削加工性差，但是工件材料的塑性太小切削加工性也不好。切削時(shí)，在產(chǎn)生熱量相等的條件下，導(dǎo)熱系數(shù)高的工件材料切削加工性較好，反之較差。案例車削車削是用車刀對(duì)車床上旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行切削加工的方法（如圖121所示），也是各類機(jī)械加工方式中一種重要的類型。在車床上除了安裝車刀外，還可以用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進(jìn)行內(nèi)、外圓柱體表面加工。思考1．根據(jù)圖121說明車削加工中工件受到了哪些力的作用？2．在車削加工中，車床轉(zhuǎn)速的快慢與工件表面的粗糙度是否有關(guān)？知識(shí)窗銑削銑削是以銑刀旋轉(zhuǎn)作主運(yùn)動(dòng)，工件或銑刀作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工方法（如圖122所示）。銑削一般使用的機(jī)床為銑床或鏜床，適用于加工平面、溝槽、各種成形面（如花鍵、齒輪、螺紋）和模具的特殊形面等。銑床可分為臥式銑床、立式銑床、龍門銑床等。立即行動(dòng)1．試驗(yàn)器材：剪刀1把，鋼絲、銅絲、鋁絲各1根。2．試驗(yàn)方法：嘗試用剪刀分別將鋼絲、銅絲、鋁絲剪斷。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，觀察3種剪斷面的形狀，比較這3種材料的硬度。三、非金屬材料的性質(zhì)對(duì)加工方法的影響非金屬材料品種繁多，因此加工方法也各有不同。其具體的加工方法有注塑、壓鑄、燒結(jié)等。塑料是非金屬材料的重要組成部分，塑料加工又稱塑料成型加工，是將合成樹脂或塑料轉(zhuǎn)化為塑料制品的各種工藝的總稱。塑料加工一般包括塑料的配料、成型、機(jī)械加工、接合、修飾和裝配等，其中，后四個(gè)工序是在塑料已成為成品或半成品后進(jìn)行的，故又稱為塑料的二次加工。案例塑料椅的生產(chǎn)流程塑料椅的生產(chǎn)流程由若干工序組成，工序是指生產(chǎn)工藝過程的一些基本工作步驟（如圖123所示）。思考塑料椅的生產(chǎn)流程為什么要這樣安排？四、復(fù)合材料的性質(zhì)對(duì)加工方法的影響由于復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀（或微觀）上組成的具有新性能的材料，故加工方法的差異性較大。如金屬基復(fù)合材料一般用切割、車削、銑削和磨削就可加工，要求刀具鋒利，切削速度適當(dāng)，冷卻液或潤(rùn)滑劑供給充足和進(jìn)給速度快等。案例碳纖維復(fù)合材料的加工部分耳機(jī)聽筒是由碳纖維復(fù)合材料做成的（如圖124所示），層間強(qiáng)度低，易在切削力的作用下產(chǎn)生分層，因此鉆孔或切邊應(yīng)減小軸向力。鉆孔要求高轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給，加工中心轉(zhuǎn)速一般在3000~6000r/min，進(jìn)給量為0.01~0.04mm/r。鉆頭正常選用三尖兩刃或兩尖兩刃，鋒利的刀尖可先將碳纖維層劃斷，兩刃對(duì)孔壁起到了修補(bǔ)作用，鑲金剛石的鉆頭較為鋒利，耐磨性較好。思考碳纖維復(fù)合材料在進(jìn)行加工時(shí)需要注意的問題有哪些？綜合實(shí)踐活動(dòng)設(shè)計(jì)制作創(chuàng)意LED臺(tái)燈1.活動(dòng)目的：認(rèn)識(shí)和了解多種材料和元件的性能，合理應(yīng)用多種材料進(jìn)行設(shè)計(jì)并制作一個(gè)造型美觀的LED臺(tái)燈作品，鍛煉創(chuàng)新意識(shí)和物化能力。2.活動(dòng)器材：LED3～5個(gè)，電阻3～5個(gè)，電位器1個(gè)，電池盒1個(gè)（帶開關(guān)），5號(hào)電池3個(gè)，導(dǎo)線6根，電烙鐵及焊錫膏一套，焊錫若干。LED臺(tái)燈外觀材料不限，學(xué)生自由選取。3.活動(dòng)過程：（1）LED臺(tái)燈的外觀設(shè)計(jì)和制作。每個(gè)小組先討論制訂活動(dòng)方案，確定臺(tái)燈的外觀設(shè)計(jì)圖，然后小組分工制作臺(tái)燈的外觀，如圖125至128所示。（2）創(chuàng)意臺(tái)燈的電路設(shè)計(jì)和焊接。各小組依據(jù)本組電路設(shè)計(jì)方案，分工焊接LED臺(tái)燈電路，并對(duì)臺(tái)燈電路進(jìn)行通電測(cè)試，如圖129至131所示。（3）LED創(chuàng)意臺(tái)燈的組裝、調(diào)試。將電路和外觀進(jìn)行組合安裝，并進(jìn)行功能測(cè)試，最后進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，如圖132至134所示。（4）成果展示與交流評(píng)價(jià)。各組完成作品之后，先進(jìn)行臺(tái)燈外觀展示評(píng)比，然后進(jìn)行通電照明性能評(píng)比，最后算出各組的綜合得分，并進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流等，臺(tái)燈作品示例如圖135至137所示。思考1．臺(tái)燈外觀因選用材料不同，加工制作的方法也各不相同，你的臺(tái)燈采用了哪些材料制作，使用了哪些加工方法？2．焊接電路時(shí)，為防止電烙鐵的高溫?fù)p壞被焊接的電子元件，需要注意哪些事項(xiàng)？3．選擇LED臺(tái)燈燈罩材料時(shí)，要不要考慮材料的耐熱性和反光性？如果要，理由是什么？找一找哪些材料具有耐熱性和反光性？課后作業(yè)習(xí)題1．金屬材料有哪些加工方法？2．一般來說，影響金屬材料可切削加工性的因素有工件材料的硬度、強(qiáng)度、塑性、韌性、導(dǎo)熱系數(shù)等。想一想，還有其他因素會(huì)對(duì)金屬材料的可切削加工性產(chǎn)生影響嗎？試舉例說明學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)內(nèi)容評(píng)價(jià)方式自評(píng)互評(píng)師評(píng)能描述常用材料的物理特性、化學(xué)特性、感覺特性、功能特性能了解常見節(jié)能環(huán)保材料在現(xiàn)代科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用，并形成對(duì)新材料的敏感性和探究意識(shí)能評(píng)估使用不同材料對(duì)社會(huì)及環(huán)境的影響能了解不同材料的適用范圍，掌握產(chǎn)品規(guī)劃原則，學(xué)會(huì)合理利用材料進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和材料規(guī)劃與加工能了解常見材料的加工方法，以及不同材料對(duì)加工方法的影響說明：A—優(yōu)秀，B—良好，C—合格，D—待改進(jìn)經(jīng)過本章的學(xué)