资源简介

第二节 挑选合适的材料
一、学习目标
1.了解有哪些常用的材料，会区分材料的种类，了解常用材料的性质和用途，了解材料的特性，会判断材料的优点和缺点，知道材料选择的原则，形成可持续发展的理念。
2.认识标准件和元器件，能清晰的认识在技术设计中使用标准件和元器件的意义。
二、素养目标
技术意识：在进行技术设计的过程之中，能根据项目的特点选择合适的标准件、元器件；
工程思维：根据实际情况选择合适的材料，并思考如何将材料设计、加工成需要的产品；
三、教学重点、难点
重点：材料的分类、性质和选择，认识标准件和元器件；
难点：在进行设计的过程之中，能形成可持续发展理念。
四、教材情况
通过阅读材料，向学生展示部分常见材料的特性和用途，让学生了解常见的材料：金属材料、非金属材料、复合材料、新型材料。通过观察常见的USB数据线和接口、电脑主板等实践活动，让学生认识标准件和元器件。通过为本小组的 设计项目制订选用材料方案的实践活动，让学生亲历设计的一般过程中的材料选择部分。通过日常生活中的具体案例，分析了材料选择和加工需要遵循的基本原则，让学生形成可持续发展的技术思维。
五、学生情况
学生在日常生活中，已经能够根据一定的原则选择合适的材料进行设计，虽然没有专业的指导，也已在潜意识里形成了一定的技术意识，对本节内容的学习并不困难。
六、教学过程
1.新课引入
观看视频，躺椅的设计和制作，分析在制作的过程之中，工人师傅都使用了哪些材料，我们在日常生活中是否能找得到。
2.常见的材料
了解设计制作的常用材料的种类和特性，学会挑选合适的材料。
（1）常见材料的特性
金属材料：金属材料指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。金属材料一般不透明、光泽良好，密度较高，表面比较光滑，硬度较大，有较好的导热性和导电性，富有延展性。化学性质大多较为活跃，比较容易被腐蚀和被氧化，金属材料常用于设计耐磨、耐高温、受较大冲击力的产品或零件。
非金属材料：非金属材料是指具有非金属性质的材料。
非金属材料一般密度相对较小，硬度小，导电性、导热性差，具有稳定的化学性质，具有较强的抗氧化性和还原性。非金属材料常用于制作精度不高的产品外壳或零件。
复合材料：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观)上组成具有新性能的材料。复合材料一般有较好的综合物理性能和化学性能,密度相对较小，具有较高的强度、硬度和韧性，比单品更具抗腐蚀性和抗氧化性，复合材料在市政建设、环保工程、汽车及飞机制造等方面有广泛应用。
新型材料：新型材料是指新出现的或正在发展中的，具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料;或采用新技术(工艺、装备)，使传统材料性能明显提高或产生新功能的材料。新型材料在多个领域有较快的发展和应用，如信息材料、能源材料、生物材料、纳米材料、超导材料、新型建筑材料、生态环保材料、军工新材料等领域。
2.材料的选择与资源的保护
材料的选择要坚持生态优先、绿色环保的理念，遵循可持续发展的原则，应尽可能选取可再生的和资源储藏量丰富的材料。
3.标准件与元器件
标准件：标准件是指按照国家标准或行业标准的技术要求批量生产的，具有通用性的零件。
在产品设计时，使用标准件，可以减少设计工作量，提高设计效率。在产品制作中使用标准件既可以节约成本，又可以加快生产的进度。标准件有相应的代号，在机械制图上会注明。
知识拓展：广义标准件。
（1）连接件，包括螺纹连接件（又称紧固件）和轴毂连接件、销连接件、铆接件、胶接件、焊接件等。
（2）传动件，包括带传动件、链传动件、齿轮传动件（包括渐开线圆柱齿轮、锥齿轮以及蜗杆等)、摩擦轮、减速器、无级变速器、轴伸、联轴器、离合器及液力耦合器、气压传动件、液压传动件等。
（3）轴承，包括滑动轴承、滚动轴承。
（4）弹簧，按形状分，主要有螺旋弹簧、碟形弹簧、板弹簧、环形弹簧等。
狭义标准件即标准化紧固件，实际是连接件的一种，但因为种类繁多应用广泛，所以实际使用中单算一类，甚至简称为标准件，它通常包括12种零件，如螺栓、螺柱、螺钉、螺母等。
元器件：在电子和电产品中，因某一功能部件被广泛大量使用，人们出于使用方便简化制度过程和节约成本的需要，单独设计和生产这种零件称之为元器件。
随着制造技术的不断发展，人们已经把具有若干功能的单一产品部件结合在一起，构成一个新部件，如集成电路芯片。如现在的收音机，电视机，音响等电器，几乎都由电子器元器件组成。
七、教学反思
本节主要是对材料的选择要有一个综合的认识，能够根据可持续发展的原则去进行相应的设计，同时在设计的过程之中大量的使用标准件和元器件，形成可持续发展的理念。可以结合更多的正面反面案例，让学生能够更真切的体会。

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