3技術(shù)試驗及其方法

1、第二章 技術(shù)世界中的設(shè)計第三節(jié) 技術(shù)實驗及其方法教案【教材版本】通用技術(shù)技術(shù)與設(shè)計 1，江蘇教育出版社出版【設(shè)計理念】 圍繞上一節(jié)提出的“以人為本”的理念及技術(shù)要求新求變的特點，對技術(shù)實驗各個方面展 開討論，通過大量實例，使學(xué)生深入了解技術(shù)設(shè)計的概念和具體實施方法。案目標(biāo)】1.知識與技能（1）了解技術(shù)實驗的重要性。（2）能進(jìn)行簡單的技術(shù)實驗，并寫出實驗報告。2.過程與方法 通過引導(dǎo)、體驗、交流、協(xié)作、評價等教案過程，讓學(xué)生明白技術(shù)實驗往往會經(jīng)歷一個曲 折的過程，技術(shù)實驗不可能一帆風(fēng)順。3.情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)素養(yǎng)和良好的品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。明白我們的設(shè)計產(chǎn) 品和成

2、果都是為人而設(shè)計的，對產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)實驗，發(fā)現(xiàn)設(shè)計的缺陷，改進(jìn)設(shè)計方案，是 為了確保人們安全、有效的使用設(shè)計成果，培養(yǎng)社會責(zé)任感和道德心以及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù) 責(zé)任感。【重點難點】1.教案重點（1）理解技術(shù)實驗的重要性。（2）技術(shù)實驗的方法。2.教案難點 能進(jìn)行簡單的技術(shù)實驗并寫出實驗報告。【教案環(huán)境】多媒體教室、課件（PPT）、投影 【教案方法】講授法、討論法?！窘贪杆悸贰?把知識點置于具體的情景當(dāng)中，通過具有影響力的現(xiàn)實案例，使學(xué)生感觸到技術(shù)實驗時處 處存在我們的生活中，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲。順應(yīng)這種求知欲，在此基礎(chǔ)上介紹技術(shù)實 驗的方法及如何實施?！窘贪高^程】一、課堂導(dǎo)入 用問題“怎樣拍掌拍得

3、最響？”來設(shè)置情景，讓學(xué)生不由自主的動手拍掌進(jìn)行實驗。 教師評析 拍掌拍得響不響， 同學(xué)們不知道答案不能直接回答， 所以同學(xué)們要拍掌來試一下， 而這種 嘗試，可以稱之為實驗，怎么樣拍得最響，我們用實驗的方法很容易得到答案。那我們在 技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)的未知問題又該怎么辦呢？這就是今天要和大家一起探討的主題。 引出課題：第三節(jié)技術(shù)實驗及其方法。二、新課講解（一）什么是技術(shù)實驗： 案例分析 大家都知道我們國家的載人航天成就讓我們每一個中國人感到驕傲和自豪，那么為什么只有神舟 5 號、6 號、 7 號真正的載人上天，神舟 1、2、3、4 號又干什么去了呢？ 學(xué)生思考討論 教師評析 一項新產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)出來后

4、，其設(shè)計是否合理，性能和質(zhì)量是否符合要求，都需要通過技 術(shù)實驗來驗證，同樣的航天火箭發(fā)射也一樣，我們開始不能保證我們的火箭能載人航天，所以我們分別進(jìn)行了神舟1號到4號火箭的發(fā)射，這四枚火箭相對神舟5號6號7 號而言都可以說是在進(jìn)行技術(shù)實驗。那么到底什么是技術(shù)實驗?zāi)兀?.技術(shù)實驗的概念 ： 我們通常將技術(shù)活動中為了某種目的所進(jìn)行的嘗試、檢驗、優(yōu)化等探索性實踐活動稱為技 術(shù)實驗（ Technical Test）。提問技術(shù)實驗與科學(xué)實驗是不是一樣的呢？ 學(xué)生思考討論 教師評析 我們熟悉的在物理、 化學(xué)、 生物所進(jìn)行的實驗， 是對事物的客觀規(guī)律和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、 分 類、歸納、演繹、推理、驗證的科學(xué)過程

5、，是一種科學(xué)探究活動。技術(shù)實驗是為了全面考核產(chǎn)品質(zhì)量和性能的穩(wěn)定性和可靠性，獲取得大量技術(shù)數(shù)據(jù)，經(jīng)過 分析綜合得出產(chǎn)品的使用質(zhì)量的基本水平及其極限狀況的過程。是一種創(chuàng)造性的技術(shù)活動.科學(xué)實驗驗證假設(shè)，行成結(jié)論。技術(shù)實驗驗證方案的可行性與合理性，并實現(xiàn)優(yōu)化。 科學(xué)實驗的目的在于甄別真?zhèn)危夹g(shù)實驗的目的在于選擇和優(yōu)化。討論1. 你在日常生活中接觸了哪些技術(shù)實驗？請舉例說明 醫(yī)院青霉素皮試、小白鼠實驗、甲型 H1N1 流感疫苗的接種實驗、計算機性能測試（優(yōu)化 大師的使用）、安全帽超載實驗、蘋果樹嫁接移植實驗、彈簧床墊彈性測試實驗、青藏鐵 路通車實驗、防彈背心擊穿測試實驗、各種疫苗測試實驗、天氣預(yù)報

6、等。2. 為什么要進(jìn)行技術(shù)實驗？教師引導(dǎo) 前面同學(xué)們拍掌及神舟飛船的發(fā)射都進(jìn)行了技術(shù)實驗，那我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行技 術(shù)實驗?zāi)?？可不可以不進(jìn)行技術(shù)實驗?zāi)兀?案例分析 技術(shù)實驗衛(wèi)星、阿什塔比拉河橋的垮塌、青梅素皮試實驗。 課外閱讀：技術(shù)原因造成的- 十件悲劇提問這些案例給了我們什么啟發(fā)？ 學(xué)生思考討論 教師評析 如果不進(jìn)行技術(shù)實驗 ,不可能了解材料的性能 ,產(chǎn)品的性能 ,不能發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題 ,不能避免 事故的發(fā)生 ,如果事先對材料的性能和設(shè)計方案進(jìn)行了實驗,將會最大限度降低失誤，避免損失。對于一些大型建筑工程建筑，我們就要縮小比例，用模型進(jìn)行實驗。所以,無論什么產(chǎn)品,小到吃穿用的生活用品，大到航天飛

7、機,設(shè)計制造出來的產(chǎn)品都要進(jìn)行一系列的實驗,來檢驗?zāi)愕脑O(shè)計是否合理 ,性能是否達(dá)到要求。技術(shù)實驗的重要性： （1）技術(shù)實驗是技術(shù)研究不可缺少的基本方法和手段，它對技術(shù)應(yīng)用的實現(xiàn)起到了有力的 保障作用。（2）通過技術(shù)實驗，可以使設(shè)計得以改進(jìn)和完善，將設(shè)計的風(fēng)險和失誤降到最低。 馬上行動： 大家請看大屏幕，我們自己來測測他做的這個小板凳到底怎么樣。某同學(xué)自己做了個小板凳，他對所制做的小板凳根據(jù)測試內(nèi)容設(shè)計了相應(yīng)的實驗方法，請 你用線將二者連起來。測試內(nèi)容 實驗方法穩(wěn)定性 親自坐在椅子上感受一下舒適度 放一些重物在椅子上，看是否能承受結(jié)構(gòu)強度 用手左右晃一晃，看是否穩(wěn)固 教師評析 凳子的承重力和穩(wěn)定

8、性主要決定于凳腿對地面的支撐力和角度、所以對于課本 P37 頁的例 題，第一個實驗應(yīng)該做而第二個實驗不必做。由此也可以看出 ,對不同用途的產(chǎn)品 ,其功能不 同，用途不同，用來檢驗的方法也有所不同。過渡：我們知道了技術(shù)實驗的重要性了，現(xiàn)在我們一起來了解一下，技術(shù)實驗的分類。3.技術(shù)實驗的分類 ：（1）可以根據(jù)應(yīng)用的范圍不同進(jìn)行分類： 農(nóng)業(yè)實驗、工業(yè)實驗、國防實驗、科學(xué)技術(shù)實驗等。（2）根據(jù)目的的不同進(jìn)行分類： 性能實驗、優(yōu)化實驗、預(yù)測實驗、信息實驗等。 性能實驗： 通過改變所給的條件，測量實驗對象的狀態(tài)變化并分析其原因，明確實驗對象的性能或性 能故障，如：對產(chǎn)品的高（低）溫實驗、振動顛簸實驗等。

9、優(yōu)化實驗： 對實驗對象進(jìn)行條件優(yōu)化或條件組合。 如農(nóng)業(yè)中不同的品種的對比實驗 預(yù)測實驗：通過實驗，預(yù)測被試對象狀態(tài)的變化及產(chǎn)生的后果。 如：老化實驗、天氣預(yù)測預(yù)測臺風(fēng) 韋帕。信息實驗： 通過測量、采集、識別和處理信息來影響實驗效果。如航測。（3）可以根據(jù)實驗的性質(zhì)不同分類 : 物理性能實驗，如：材料機械性能實驗。實驗的內(nèi)容主要是測量材料的強度、硬度、剛性、塑性和韌性等。機械性能實驗可分為靜力實驗和動力實驗兩大類。靜力實驗包括拉伸實驗、壓縮實驗、彎曲實驗、扭轉(zhuǎn)實驗、硬度實驗、應(yīng)力松弛 實驗、斷裂韌性實驗等。動力實驗包括沖擊實驗、疲勞實驗等。 化學(xué)性能實驗，如：材料的老化、抗腐蝕實驗等。 生化性能

10、實驗，如：疫苗實驗、病理實驗、藥物臨床實驗等。 教師評析 當(dāng)然對技術(shù)實驗類型的劃分不是絕對的， 有時同樣的實驗， 因為目的的不同， 也可以從不 同的類型來理解。過渡： 在技術(shù)發(fā)展的漫長過程中，人們總結(jié)了許多技術(shù)實驗的方法。這些方法有著各自的特點， 同時也有著各自的適用范圍和作用。下面我們來對常用的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)。4、技術(shù)實驗方法（1）優(yōu)選實驗法： 例：買水果 運用數(shù)理統(tǒng)計的方法，選定若干次典型意義的實驗，邏輯地推出全部實驗所達(dá)到的最佳效 果，這種實驗方法稱為優(yōu)選實驗法。 提問 還有沒有優(yōu)選實驗法的應(yīng)用？ 如：有沒有施肥水稻的對比實驗、水稻選種對比實驗、袁隆平與雜交水稻的育種成功。 教師評析 優(yōu)選

11、實驗法有很多。比如說我們前面講到了神舟5號航天飛船，那我們?yōu)槭裁催x擇了楊利 偉做為第一位上天的航天員啊？其實這里也用到了優(yōu)選實驗法，當(dāng)時一定是在所有的航天 員中反復(fù)的選擇、比較，最后認(rèn)為楊利偉最合適所以選他的對不對？ 下面我們來看一看宇航員的一段訓(xùn)練視頻“航天員失重訓(xùn)練”。 提問 航天員為什么要進(jìn)行這樣的訓(xùn)練啊？ 學(xué)生思考討論 教師評析 因為在太空中是沒有空氣沒有重力的，宇航員在太空時都是處于失重狀態(tài)的，為了讓宇航 員很好的適應(yīng)失重狀態(tài)，所以要在地球上對宇航員進(jìn)行失重訓(xùn)練，而這種訓(xùn)練是模擬太空 環(huán)境來進(jìn)行的，利用失重飛機完成的。它可以使宇航員感受、體驗和熟悉失重環(huán)境，在失 重的時間里可以做各種

12、實驗，如吃東西、喝水、穿脫衣服、閉眼與睜眼的定向運動，訓(xùn)練 太空的出艙活動。而這種通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法稱為：（2） 模擬實驗法通過再現(xiàn)的形式來模擬現(xiàn)實發(fā)生情況的方法。 案例分析 神 3 神 4 載模擬人上天實驗、飛行器的風(fēng)洞實驗、模擬太空飛行實驗； 如汽車的碰撞實驗就可以選用模擬實驗法進(jìn)行實驗，在專用的場所模擬現(xiàn)實中的撞車事 故，以考察汽車的性能。采用這種方法進(jìn)行實驗，可以減小風(fēng)險，提高效率。模擬實驗法 還可以通過縮小 （放大 ）比例來模擬所設(shè)計的現(xiàn)場效果。 提問 在汽車碰撞實驗中為什么要用模擬人實驗?zāi)兀?學(xué)生思考討論 用模擬人實驗可以檢測在事故發(fā)生時對撞擊人體造成的傷害，從

13、而總結(jié)經(jīng)驗，改善汽車的 安全性能設(shè)計，降低事故風(fēng)險。過渡：下面我們來看看另一種實驗方法（3） 虛擬實驗法：利用計算機技術(shù)來虛擬現(xiàn)實中的技術(shù)設(shè)計原型并進(jìn)行實驗的方法稱為虛擬實驗法。 案例分析 勇氣號火星探測器模擬登陸畫面 采用虛擬實驗法的好處： 縮短周期、節(jié)省研制經(jīng)費。鳥巢安全出口的計算機實驗 提問 采用虛擬實驗方法比傳統(tǒng)的方法有什么好處？ 教師評析 幫助學(xué)生一起總結(jié)出，采用虛擬實驗技術(shù)，很多實驗可以在計算機上完成，大大縮短研制周期與研制經(jīng)費。虛擬人一一研究者利用來源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虛擬 的數(shù)字化人體信息資源，經(jīng)計算機模擬構(gòu)造出虛擬人，可以開展無法在自然人身上進(jìn)行的 一系列診斷

14、與治療研究。 提問 同學(xué)們我想大家應(yīng)該都知道，要成為一個宇航員不容易，要經(jīng)過層層的選拔，選拔成為宇 航員后還要經(jīng)過很多高強度的體能訓(xùn)練。宇航員的訓(xùn)練遠(yuǎn)比我們想象的艱苦，有些訓(xùn)練甚 至讓人難以忍受。當(dāng)初蘇聯(lián)宇航員在一年內(nèi)，要騎自行車1000 公里，滑雪 3000 公里，越野跑步 200 多公里。當(dāng)年美國的宇航員登月前要穿幾十千克重的宇航服，在炎熱的佛羅里達(dá)沙漠中，每天行走二三十千M。而今我國的宇航員也在進(jìn)行高強度的訓(xùn)練。請問為什么他們要進(jìn)行這么多高強度的訓(xùn)練啊？ 學(xué)生思考討論 教師評析 宇航員進(jìn)行這么多高強度的訓(xùn)練，是為了讓他們在執(zhí)行太空任務(wù)時能更好適應(yīng)太空的環(huán) 境，并能很好的處理各種突發(fā)事件。

15、而在技術(shù)實驗中通過擴大和強化實驗對象的作用，以 提高實驗效率的方法稱為（4） 強化實驗法通過擴大和強化實驗對象的作用 ,以提高實驗效率的方法。汽車道路強化腐蝕實驗、高溫高 濕實驗、鹽水搓板路實驗、強化壞路行駛實驗 提問 在前面我們講到了宇航員要進(jìn)行“失重訓(xùn)練”。同學(xué)們，失重訓(xùn)練的這個環(huán)境在我們地球 上本來有沒有？ 教師評析 這種失重的環(huán)境實際上是我們模擬的太空環(huán)境，是不是也可以說是把太空的環(huán)境移植到了地球？而這種移植也是一種技術(shù)實驗方法。（5） 移植實驗法 在相互有差異的事物之間，將某些共同相關(guān)的因素從一物移植到另一物進(jìn)行實驗的方法。 農(nóng)作物的嫁接或移植實驗（如橘子從長江以南移植到長江以北的種

16、植實驗。這就是一種非 常典型的移植實驗）。提問 同學(xué)們還知道些什么樣的移植實驗法的應(yīng)用？教師提示 西瓜移植實驗、小白鼠、用動物實驗非典疫苗。 練習(xí)：小結(jié)：從以上的實驗中我們知道 ,技術(shù)實驗是從多方面多角度地檢驗材料 ,產(chǎn)品性能的技術(shù)手段，實 驗方法也不局限于上面提到的 5 種方法，除了我們剛才所學(xué)的以外還有創(chuàng)新轉(zhuǎn)化實驗法、 中間實驗法、工業(yè)實驗法、析因?qū)嶒灧ǖ取Ｒ院笸瑢W(xué)也可以在自己的實踐中學(xué)習(xí)和總結(jié)其 他更多的實驗方法。5、技術(shù)實驗的實施與報考的寫作 ： 教師講解 上面我們介紹了技術(shù)實驗的相關(guān)內(nèi)容，熟悉了技術(shù)實驗的方法，那么技術(shù)實驗如何開展呢？（1）技術(shù)實驗的實施包括： 制定實驗計劃、抽取樣本

17、、進(jìn)行實驗、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論。 在實施技術(shù)實驗之前，必須對實驗過程做周密的設(shè)計。 案例分析 當(dāng)核材料接近臨界值，鄧稼先與核彈實驗討論： 人們在技術(shù)實驗中可能會遭遇不可預(yù)料的危險，甚至有人為了獲得資料在實驗中英勇獻(xiàn) 身，你對此有什么體會？ 技術(shù)實驗是一種探索性的實踐活動，需要實驗者具有科學(xué)的精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度；技術(shù)實驗 往往要經(jīng)歷一個曲折的過程，需要實驗者擁有頑強的毅力。過渡：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了技術(shù)實驗方法和技術(shù)實驗的實施過程，那么做了實驗，對于實驗的 一些情況是不是也該有一個記錄，以便于下次實驗參考（2）實驗報告的寫作 兩種不同的實驗報告對比 技術(shù)實驗報告是技術(shù)實驗工作完成后應(yīng)當(dāng)形成的成果，其工程包括：實驗?zāi)康?、實驗?zhǔn) 備、實驗步驟、實驗記錄、實驗總結(jié)等。（1 驗報告的文字應(yīng)力求簡明扼要。（2 記錄應(yīng)該完整和真實。（3 內(nèi)容應(yīng)包括實驗的全過程，實驗現(xiàn)象反常時，應(yīng)做出明顯標(biāo)記，做詳細(xì)記錄。（4）完成后要分析和總結(jié)實驗結(jié)論，技術(shù)實驗報告的格式不是惟一的，不同的技術(shù)實驗內(nèi) 容或方法可以形成不同的實驗報告。我們通過紙張的結(jié)構(gòu)造型與強度的關(guān)系這個小實驗，來體驗一下技術(shù)實驗過程。 案例分析：紙張的結(jié)構(gòu)造型與強度的關(guān)系的實驗報告 P41 6實驗在設(shè)計中的作用 在技術(shù)活動中，技術(shù)實驗是必不可少的。在技術(shù)設(shè)計后期，進(jìn)行綜合性的整體實驗可為設(shè) 計的評價提供準(zhǔn)確、客觀的依據(jù)，同時