設計方案交流與完善一等獎創(chuàng)新教案

設計方案交流與完善一等獎創(chuàng)新教案《滑板零件仿真測試》教案

一、教學目標

知識與技能

1、知道零件仿真測試的步驟；

2、初步學會使用Inventor軟件對零件進行仿真測試；3、初步學會根據(jù)仿真測試結(jié)果對選材進行評估；過程與方法2·1·c·n·j·y

1、通過滑板板面、支架的仿真測試，初步學會零件仿真測試的方法；2、通過教師演示講解、師生討論，知道測試中如何選擇支撐面和受力面；情感、態(tài)度與價值觀

1、通過滑板零件的仿真測試，認識到質(zhì)量和成本在產(chǎn)品設計中的重要性；2、通過滑板零件的仿真測試，認識到計算機輔助設計、計算機輔助制造的強大功能，

進一步激發(fā)學生學習實體設計的興趣。

二、教學重點和難點

重點：零件仿真測試的方法難點：支撐面和受力面的選擇

三、教學技術(shù)與學習資源應用

教具：多媒體課件、網(wǎng)絡教學環(huán)境等學具：電腦、Inventor軟件、學習單等

四、教學說明

本課的教學內(nèi)容是參考了上教版、科教版高一《勞動技術(shù)》教材中《常用材料》、《材料選用》和《零件檢測》相關(guān)內(nèi)容并結(jié)合Inventor軟件仿真測試功能確定的。高一勞動技術(shù)的主要教學內(nèi)容包括：設計與表達、機械設計基礎、加工與檢測、裝配與調(diào)試四個主題。而兩套教材在設計與表達“計算機輔助實體設計”主題中均是采用CAXA軟件作為工具。去年開始，市教研室要求全市高一勞技課程采用Inventor作為設計表達的工具，Inventor軟件除了可以進行三維建模，還可以對模型進行仿真測試以幫助設計者對設計進行評估，Inventor可以在生【來源：21·世紀·教育·網(wǎng)】

產(chǎn)物理樣機原型之前，通過對“數(shù)字樣機”進行分析和仿真，發(fā)現(xiàn)設計中存在的問題，進一步優(yōu)化和完善設計。www-2-1-cnjy-com

我們松江勞技中心的實體設計項目從去年9月開始采用Inventor作為設計表達的工具。目前我們嘗試以項目為驅(qū)動，通過簡單機械的建模、裝配、仿真測試、優(yōu)化等活動使學生逐步理解技術(shù)設計的一般過程。在本節(jié)課之前學生已經(jīng)知道了設計的一般過程、三視圖的形成；初步學會了Inventor軟件的基本操作、繪制二維草圖，表達設計意圖。學生使用拉伸、旋轉(zhuǎn)、圓角、孔等工具完成了滑板板面、支架及輪子的建模；學生對生活中常見的材料有了初步的了解，并且給滑板零件初步選擇了材料。本節(jié)課教學內(nèi)容是安排在滑板模型裝配之后進行的，通過Inventor軟件自帶的仿真測試功能，對滑板的零件進行靜態(tài)的仿真測試，對選材進行評估，為后續(xù)使用仿真測試對設計進行優(yōu)化打下基礎。2-1-c-n-j-y

本節(jié)課的教學對象為高一學生，高中生在學習技術(shù)時，熱衷于動手實踐，并具有較強的實踐能力，對實體設計較感興趣。在學習本節(jié)課之前，學生已經(jīng)具備一定的Inventor建模、渲染、裝配的技能；對滑板運動器材結(jié)構(gòu)、功能有一定了解；對生活中常見的材料也有感性的認識；并且學生在物理課中已經(jīng)學習一些力學知識。21*cnjy*com

基于學習內(nèi)容和學習對象的分析，本節(jié)課共設計了四個教學環(huán)節(jié)。第一個環(huán)節(jié)為導入部分，通過“滑板使用中斷裂”視頻創(chuàng)設情景，激發(fā)學生學習興趣和探究欲望，引出課題。第二個環(huán)節(jié)為仿真測試的方法，主要采用的教學策略是教師演示講解，讓學生知道仿真測試的方法。第三個環(huán)節(jié)為自主探究，以學習單輔助學生學習，通過基本任務和分層任務使學生初步學會零件的仿真測試方法。第四個環(huán)節(jié)為交流總結(jié)，通過波音777設計案例，使學生知道仿真測試在設計中的作用?！緛碓矗?1cnj*y.co*m】

本節(jié)課的重點是零件仿真測試的方法。教學中首先通過教師示范——“選用材料對板面進行仿真測試”，讓學生知道仿真測試的方法；通過任務1——“選用鋁5005對板面進行仿真測試”，讓學生初步嘗試仿真測試的步驟以及評估方法；通過任務2——“支架不同材料的測試比較”，使學生初步學會在Inventor軟件中對零件進行仿真測試的方法。課堂中通過教師的講解示范和學習單中的基本任務和分層任務突出本節(jié)課的重點。

本節(jié)課的難點是支撐面和受力面的選擇。教學中通過引導學生觀察滑板實物，模擬實際測試環(huán)境使學生知道添加約束就是找出零件的支撐面固定；引入國家標準和力學知識使學生知道測試中應該給零件施加多大的力；結(jié)合學生學過的物理知識使學生知道添加力時，要正確設置力的大小、方向和作用（點）面。課堂中通過引導學生觀察滑板實物，運用物理知識分析滑板版權(quán)所有

零件受力情況突破本節(jié)課的重點。

本節(jié)課的主要特點是在技術(shù)方法的教學中引導學生經(jīng)歷零件測試、評估、交流展示的技術(shù)活動過程，培養(yǎng)學生解決實際技術(shù)問題的能力，促進學生技術(shù)思維的發(fā)展，關(guān)注學生技術(shù)素養(yǎng)的提高。本節(jié)課的主要環(huán)節(jié)都設計了學習單支持學生進行技術(shù)學習。學習單在技術(shù)學習過程中能發(fā)揮支架作用，能促進學生及時記錄測試結(jié)果，在一定程度上能幫助學習者進行實踐探索，另一方面，學習單能輔助學生將認知過程顯性化，幫助學生梳理解決問題的思路，培養(yǎng)學生的技術(shù)思維。五、教學流程【出處：21教育名師】

六、教學過程：教學環(huán)節(jié)

教師活動

學生活動

活動意圖導入

通過媒體呈現(xiàn)滑板表演視頻。提問：視頻中的滑板為什么會出現(xiàn)斷裂呢？如何知道我們給滑板選用的材料是安全的？板書：滑板零件仿真測試21·世紀*教育網(wǎng)

觀看視頻，思考，回答。通過觀看視頻，發(fā)現(xiàn)問題，引起學生思考，引出課題，激發(fā)學生學習興趣。

情景二

波音777飛機設計案例

情景一

滑板運動視頻

滑板零件仿真測試

零件仿真測試方法

活動2

支架三種材料測試、交流

活動1

板面用鋁5005測試、交流

分層活動

支架自選材料

測試

仿真測試的方法

板書：一、仿真測試的方法1．演示講解指定材料的方法。板書：指定材料：材料要各向同性

聽講，了解指定材料的方法，知道對木材測試時需簡化處理。

使學生知道指定材料才的方法。2.演示講解添加約束的方法。板書：添加約束：固定支撐面提問：測試板面時，支撐面在哪里？21

聽講，知道添加約束就是選擇合適的支撐面將零件固定。思考，回答。

使學生知道添加約束的方法。

3.演示講解施加載荷的方法。板書：施加載荷：設置力的大小、方向、作用面

提問：施加的力作用在板面的哪個面上？應該施加多大的力？PPT呈現(xiàn)：測試的國家參考標準聽講，知道添加載荷就是要指定力的大小、方向、和作用面。

思考，回答。

使學生知道施加載荷的方法。

4.演示講解分析求解的方法。介紹依據(jù)“最小安全系數(shù)”對選材進行評估的方法。

聽講，知道查看“最小安全系數(shù)值”的方法。在學習單上記錄測試結(jié)果。讓學生知道依據(jù)“最小安全系數(shù)”測試結(jié)果對選材進行評估。實踐操作21教育網(wǎng)

1.布置學生任務一：板面選用鋁5005進行仿真測試巡視課堂，指導學生。

組織學生交流測試結(jié)果和選材方案。

選用鋁5005材料對板面進行仿真測試，記錄測試結(jié)果。交流板面材料的測試結(jié)果和選材方案。讓學生體驗仿真測試的過程。21·cn·jy·com

2.布置學生任務二：支架材料測試比較

巡視課堂，指導學生。

組織學生討論交流測試結(jié)果和選材方案。

完成支架不同材料的仿真測試，填寫學習單。

個別學生交流測試結(jié)果和選材方案。讓學生初步學會仿真測試的方法，并依據(jù)測試結(jié)果，對選材進行評估。

3.布置學生分層任務：支架自選材料測試（做的快的同學完成）巡視課堂，指導學生。做的快的同學自選支架材料進行測試，填寫學習單。設置分層任務滿足不同層次學生的學習。交流評價

提問：通過對滑板零件不同材料的仿真測試，你認為設計中給零件選材要考慮哪些因素？

媒體呈現(xiàn)波音777飛機設計案例，總結(jié)仿真測試的在設計中的作用和意義。

提問：仿真測試的作用很大，仿真測試能夠完全代替實際的測試嗎？