资源简介

版权属浙江省教育厅教研室
目录
技术与设计一
活动一 初识刀具——技术的性质 2
活动二 和谐之美 3
活动三 纸制梁的设计与承重试验 5
活动四—1 台灯的设计与制作 9
活动四-2平板电脑支架的设计 14
活动五 教室卫生大扫除中的问题 18
任务六 橡筋动力小车设计 20
活动七 设计表现图的绘制练习 24
活动八 三视图练习 26
活动九 小三角架的制作 27
任务十 木质鸟巢模型的设计与制作 29
技术与设计二 32
电子控制技术 59
活动一 初识刀具——技术的性质
嘉兴三中 徐桑丹老师提供
一、本活动说明
本活动要求通过刀具的体验、认识，体会厨房刀具的作用和价值，深刻理解技术的性质。

二、教学建议
1.可以选择具有代表性的刀具进行课堂活动体验；
2.可以作为课后活动体验；
3.活动建议1课时，注意安全。
参考答案
三、活动提示
1．（1）① C；② B；③ A；④ C。
（2） A
（3） 锯齿刀主要满足了人们对切割质地比较柔软的食物的需求，这些需求推动着刀具的不断优化和不断发展（能体现创新的含义即可）。
四、问题讨论
1．（1）该切果器在造型上：有双手握把，八片刀连接在一起，中间的圆孔起到分散力的作用。这个切果器可以一次性把苹果切成八瓣，切出来的苹果块均匀、效率高。
（2）从产品功能这个角度分析，它与传统水果刀相比其优点是一次性把苹果切成八瓣，均匀、效率高，体现了技术的创新性。
2.（1）该刀具的不锈钢刀片结构设计不适用的蔬果有：西瓜、番茄、橙子、青椒等等；这样的限制说明设计的技术产品要有明确的目的。
（2）C
（3）把刀片长度适当加长，把切果器变大几号，可以切西瓜等。
3.略
活动二 和谐之美
杭州师范大学附属中学 何威年提供
海宁市南苑中学 许一鸣修订
一、本活动说明
人机关系简单的说就是人和机器之间的关系。这里的“机”是一个泛指的概念，除了通常说的机器以外，还可以是仪器、设备、工具等等，甚至是人所处的环境。所以人机关系研究的是人和产品、环境的相互作用及其合理结合，使设计的产品和环境系统适合人的生理、心理等特征。它是设计活动中要考虑的核心问题之一。
本次活动就是通过对多种产品人机关系的分析，来形象的说明人机关系的含义、需要实现的目标和实现合理人机关系的方法。本次活动时间约需25分钟，建议作为课堂配套练习来使用。上完一个知识点，做一部分练习的方式效果可能比较好。
二、教学建议
1.先讲解人机关系的概念，然后就可以从生活中具体事物中开始详细讲解。
2.活动提示:
（1）回答：
从键盘的外形设计分析，人机关系目标实现更好的键盘是： A(人体工程学键盘) ，主要实现的设计目标是： 高效、健康、舒适 。
从键盘的功能区域的划分设计分析，人机关系目标实现更好的键盘是： A(人体工程学键盘) ，主要实现的设计目标是： 高效、舒适 。
从键盘的按键排列设计分析，人机关系目标实现更好的键盘是： A(人体工程学键盘) ，主要实现的设计目标是： 舒适 。
从键盘的快捷按键设计分析，人机关系目标实现更好的键盘是： A(人体工程学键盘) ，主要实现的设计目标是： 高效 。
（2）回答：
图中最适合食堂等场所使用的刨丝器是（ A）
图中最能体现高效目标的刨丝器是（ A）
从舒适目标分析，图中实现程度最差的刨丝器是（ C）
表格2-1参考。
分析角度
人机关系实现的目标
抗腐蚀性不锈钢
主要实现了健康目标。
凹凸形握把
体现了高效、舒适目标，更适合手的持握，能握的更牢。
半包围刀框
主要体现了安全目标。
轻量化设计
体现了健康、舒适目标。
（３）回答：
杯托的设计实现的人机关系目标是：高效、健康、安全、舒适
自动削笔器的设计实现的人机关系目标有、是：高效、安全
书写笔的设计实现的人机关系目标是：健康、舒适
鼠标设计实现的人机关系目标是：高效、健康、舒适
电脑椅的设计实现的人机关系目标是：高效、健康、舒适
插座安全保护套设计实现的人机关系目标是：安全
（4）回答：
作品名称
人机关系设计特点描述
实现的合理人机关系目标
防滑地砖
表面具有凹凸花纹
安全，增加地面的摩擦力防滑。
自鸣水壶
壶内水沸腾后会发出高分贝声音
安全，提示水已经烧开
带磁性的螺丝起子
螺丝起子的刀头带有一定的磁性
高效
（5）回答：
A图中设计不合理的地方是： 盲道铺成了波浪形 ，可能带来的问题有： 带来了很多不必要的弯道转向，不方便盲人的行走 ，改进建议： 重新铺设成直行线 。
B图中设计不合理的地方是： 卫生间门上方设计的横栏高度不够 ，可能带来的问题有： 出入不便，容易撞头 ，改进建议： 加高横栏至标准门的高度或去掉横栏 。
C图中设计不合理的地方是： 座椅的椅垫部分平直且窄小 ，可能带来的问题有： 坐在上面的人容易滑落 ，改进建议： 适当提高椅垫翘起的角度 。
D图中设计不合理的地方是： 人行天桥没有设计辅助斜坡 ，可能带来的问题有： 携带自行车，行李箱等过桥很不方便 ，改进建议： 在两边增加一定宽度的辅助斜坡 。
4、问题讨论
参考：
（1）曲线形的靠背和椅垫，实现了舒适目标；可升降的椅脚设计，实现了健康目标；边缘的圆弧处理和橡胶护套，实现了安全目标等等。
（2）
活动三 纸制梁的设计与承重试验
杭州师范大学附属中学 何威年提供
海宁市南苑中学 许一鸣修订
一、本活动说明
纸梁的制作是个非常有意思的活动，成本低廉，技术含量却很高。学生在设计和制作时，可以有很多的方案，能有效的开拓学生的创新意识。学生通过物理等课程的学习，对梁的受力一些了解，知道梁的承受力与形状和所用的材料有关。但是由于学生平时较少接触“压力”、“形变”、“承重”等问题，也没有在实践中体验过这些知识的应用，对方案物化过程的艰难并没有很好的认识。通过本次试验，可以让学生体验试验的重要性，归纳何种形状的纸梁能承受较大的重量。本次活动就是通过纸梁承重的技术试验与试验方案设计，让学生熟悉技术试验的流程，体验技术试验的重要性。本次活动时间约需一节课。
二、教学建议
1. 教师拿出一张A3纸，均匀分成两份，一半卷成直径20毫米的圆柱型，另一半反复对折成20毫米宽的硬纸片。然后分别进行承重试验，由这个简单的试验引出活动的主题——纸制梁的设计与承重试验。
2.活动提示:
（1）同桌的两个同学为一个活动小组，每组发放A3铅画纸、剪刀、5㎜双面胶一卷、固体胶、弹簧秤、网子、弹性绳子、塑料垫板、薄木片、重物（砝码、塑料罐、灌满水的矿泉水瓶）。
（2）按要求设计并制作纸制梁。
（3）思考并设计适合的试验方案。
回答：
B（强化试验法）
关注内容
可能对试验产生的影响
合理的解决方案
悬挂点选定
会影响到纸制梁的承重效果，可能产生不真实的试验数据，无法进行横向比较。
选择纸制梁的中点作为统一的重物悬挂点。
梁跨度的距离
太窄的跨度，纸制梁的承重数据会偏大；太宽的跨度，纸制梁的承重数据会偏小。
应根据制作、粘结的材料加以确定，推荐100～150㎜，全班统一。
重物悬挂结构
悬挂结构的不同，可能会影响纸制梁的承重表现。
悬挂结构应当稳定，能够使压力均匀分布在纸梁上表面上，可以用薄木片加细绳来简单实现。
初次悬挂质量的确定
初次悬挂质量太大或太小，都会影响纸制梁承重的有效试验次数。
一般选最大承重量的三分之一或一半，通过试验确定或由经验确定。
单次增加的质量
单次增加的质量太大或太小，都会影响纸制梁承重的有效试验次数。
通过试验确定或由经验确定。
梁承压的时间间隔
承压时间太短，不足以体现纸制梁的强度，承压时间过长，会使得纸制梁产生疲劳，影响后续试验结果。
采用A3铅画纸，推荐承重时间4～6秒。
试验目的：探究纸制梁的结构造型与承重能力的关系 试验准备：A3铅画纸若干、剪刀、5㎜双面胶一卷、固体胶、弹簧秤、网子、弹性绳子、塑料垫板、重物、薄木片（砝码、塑料罐、灌满水的矿泉水瓶）。
试验过程（参考）1.取制作好的纸制梁放置在两张间隔为120毫米的凳子中间，在纸制梁上表面中间处放一透明塑料罐子，加入砝码，观察现象并记录纸制梁能承受的砝码的质量。 2.更换不同结构的纸制梁，采用相同的试验方法，分别记录不同结构的纸制梁能承受的砝码的质量。 3.列表比较歌词试验中不同结构的纸制梁的承重能力。
略
3、问题讨论
略
三、参考资料
桥梁结构知识
一、桥梁的组成部分与各部分的作用
一根树干架在两岸就形成了一座最简单的单孔独木桥。其所承受的重力（竖直的）或外力（竖直的或水平的），叫做荷载。树干作为梁，起承受重力的作用，在桥梁上的学名就叫做承重结构。
如果木头的长度小于两岸的距离，则可在两岸之间设立一至数个木的或砖、石砌筑的支承物，然后在支承物与支承物之间及支承物与河岸之间架设由若干根木梁组成的承重结构，于是便形成了多孔桥。
为了防止河岸在承重结构的压力作用下崩塌，则可紧贴河岸用石块或木排桩做成挡墙，将承重结构支承在挡墙上。又为了便于通行，可在并排的木梁上铺上小圆木或木板，做成桥面。
此时桥面与承重结构统称桥的上部结构。两岸之间的支承物称作桥墩；岸边的支承物兼挡墙称作侨台。桥墩与桥台统称为桥的下部结构。上部结构是跨越部分，又称跨越结构或桥跨结构；下部结构是支承部分，又称支承结构。
二、上部结构
近代桥梁由于所承受的载重和跨度都比较大，结构就比上面说的要复杂一点。拿上部结构来说，如果承重结构是梁，就叫做主梁，可以用钢（钢板栗、钢箱梁、铜街梁）、钢筋混凝土（跨度不大时）或预应力混凝土做成。承重结构如果是拱，就叫做主拱（多于一片拱时拱肋）；如果是悬索，就叫做主索或大缆。
上承式（桥面在承重结构的上方）铁路钢桁梁的组成部分，其钢轨铺在枕木上，枕木铺在纵梁上，纵梁支承在横梁上，横梁支承在主梁（行架式承重结构）上。
此时钢轨与枕木部分叫做桥面，纵梁与横梁部分叫做桥道结构。
桥面设在承重结构上方的叫做上承式桥；桥面设在承重结构下方的叫做下承式桥（在两片（或数片）主梁之间用纵向的及横向的杆件，将两片很薄的主梁联成一个协性较大的空间结构，以抵抗横向的及纵向的力（风力、车辆摇摆力、线路在曲线上时的离心力等）。这些联结杆件形成一个联结系统，叫做联结系。于是上部结构便扩充为四个部分，即：1．桥面；2．桥道结构；3．承重结构及4．联结系。
三、下部结构
荷载是通过上部结构的承重结构传递至下部结构的墩台顶面的。为了使上部结构与下部结构的受力明确（在支点处力的作用位置明确），以便进行精确的力学计算，同时为了上部结构与下部结构之间的连接可靠，必须在上、下部结构之间有一个保证力的作用位置明确并且连接牢固的支点构造，这个支点构造就叫做支座。
对于梁式桥来说，由于荷载和温度的作用，梁都会发生变形。这种变形在支座处有两种：一种是梁弯曲时的转动变形；另一种是梁伸缩时的移动变形。
既允许梁作伸缩变形又允许梁作转动变形的支座叫活动支座；只允许梁作转动变形而不能作伸缩变形的支座叫固定支座。每根梁只能有一个固定支座，其余的均为活动支座。
桥墩与桥台一般用砖、石砌筑或混凝土灌筑而成，在旱地上有时可用钢做成。承受墩台底部压力的土壤或岩石叫做地基。如果地基具有设计需要的足够的承载力，那么就可将墩台身的底面根据地基承载力的大小和墩台稳定的需要适当扩大，直接支承在距地面深度不大的地基上。
这个扩大了的部分就叫做扩大基础或浅基础。如果地基浅层的承载力不足以承受墩台身传下的压力，则要将基础下降到一定的深度，直到满足承载力的需要为止。下降的方法一类叫沉井，一类叫沉桩。沉井与沉桩统称深基础。
深基础与浅基础在受力方面的不同之处在于：浅基础只靠基础底部面积传递压力；深基础则除了依靠沉井或桩尖的底部面积将压力传递给地基以外，还依靠井壁和极壁与土层间的摩阻力，将一部分荷载传至地基。所以深基础的承载能力要比浅基础为大。
这样一来，桥梁的下部结构通常就由三个部分组成：1．支座；2. 墩台；3．基础。
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程，以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。
桥梁工程学的发展主要取决于交通运输对它的需要。古代桥梁以通行人、畜为主，载重不大，桥面纵坡可以较陡，甚至可以铺设台阶。在有重载马车之后，载重量逐步加大，桥面纵坡也必须使之平缓。这时的桥梁材料仍以木、石为主，铸铁和锻铁很少使用。
自从有了铁路以后，桥梁所承受的载重逐倍增加，线路的坡度和曲线标准要求又高，且需要建成铁路网以增大经济效益，因此，为要跨越更大更深的江河、峡谷，迫使桥梁向大跨度发展。石材、木材、铸铁、锻铁等桥梁材料，显然不合要求，而钢材的大量生产正好满足这一要求。
在技术方面，只是凭经验修桥，曾使19世纪80～90年代的许多铁路桥发生重大事故；从这时起，正在发展中的结构力学理论得到了重视，而在它的静力分析理论完全确立并广泛普及之后，桥梁因强度不足而造成的事故显然大为减少。
二十世纪以来，公路交通有很大发展。在内陆，需要在更多的河流、峡谷之上建桥。在城市中，以及在各种交通线路相交处，需要建造立交桥。在沿海，既需在大船通航的河口、海湾、海峡修建特大跨度桥梁，又需在某些海岛与大陆之间修建长桥。
桥梁需要大量修建，而人力、物力、财力有限；于是，不断提高技术水平，引用新材料、新工艺、新桥式，对结构行为进行更精确的数值分析，采用更精确的结构试验进行验证，以使桥梁建设的经济效益不断提高，已成为时代的要求。
活动四—1 台灯的设计与制作
杭州师范大学附属中学 何威年提供
一、本活动说明
台灯是我们每个家庭都离不开的生活必须用品，更是我们每个同学学习的好帮手。一盏自己设计并制作，巧妙而独特的台灯，可以陪伴我们更好的度过一个又一个学习的夜晚。台灯的设计可以多种多样，让学生根据所学的关于设计一般原则的知识，来设计并制作完成一个台灯作品，可以进一步理解设计的基本原则是设计过程和设计评价的重要指导和依据。
由于设计方案的多样化，所以本次活动我们可以提供给学生一部分关键材料，再让学生自己收集其他材料的形式来完成。既有统一的比较性，又有自己的创新，这样的方式比较合理。鉴于安全性的考虑，本次活动也提供了220伏交流电灯和6伏小夜灯两种选择。本次活动时间根据所选择的套件不同，应为60—120分钟左右。建议在讲完设计一般过程的全部知识点后，用3—4节课的时间作为大型巩固练习来使用。
二、教学建议
（一）、明确问题
设计一盏台灯，要求：
① 台灯设计方案巧妙、要有一定的创新性。
② 设计草图的绘制要符合要求，有立体感，必要时有文字说明。
③ 制作模型时，除指定的标准件外，其余制作台灯的材料学生自行准备，尽量使用废旧的材料。
④ 台灯模型结构稳固、易于制作，兼顾美观性。
⑤ 如果制作使用220伏交流电的台灯，制作和使用模型的过程“一定要特别注意安全”。
（提示：在正式设计前，可以让同学们先收集和分析材料，然后根据材料进行设计，最后进行创新优化的方法。这样可以有效的避免在设计完成后，没有办法制作模型的情况。）
（二）、制定设计方案
1. 下面选项中，比较方便我们收集台灯设计信息的方法有（ A,E ）可多选。
A.使用网络搜索引擎或查询专业论坛； B.咨询专家； C.查询图书馆的相关书籍或期刊； D.同学之间互相调查； E.超市或灯具市场实地考查； F.参观生产厂家。
(提示：C项基本没有可能得到有价值的信息；)
2. 根据收集的信息，我们对台灯的主要部分进行设计分析，以下分析正确的是（ A ）
A．支撑架主要起支撑作用，并决定台灯的高度，从而影响学生的坐姿；
B．灯泡的主要功能在于照明，考虑到节能和安全，选择使用36伏安全电压的灯泡；
C．灯罩主要起美观作用，设计时主要考虑其造型；
D．底座主要起支撑和稳定的作用，所以应用金属材料比较合适。
3.请结合各小组的实际情况进行初步方案构思，并完成下表。
台灯的主要构件
主要作用
所用材料
与相邻构件的连接方式
选择原因
灯罩
聚光、阻止光线入眼；
卡纸、塑料盆、塑料碗、各种纸杯、仿真花、木头等。
一般用钉子和胶水连接；也可用绳子捆绑或合页连接。
根据每组情况自定
支撑架
连接灯罩和底座，维持足够的高度
木头、PVC管材、各种包装盒、特殊的瓶子等。
同上
自定
底座
维持台灯的稳定性
各种包装盒，花盆、各种较大的容器；木头材质自制等。
同上
自定
4. 各小组讨论后，确定本组的最终设计方案，在图3中画出台灯的设计草图。设计草图的绘制要符合要求，有立体感，必要时有文字说明。
（提示：可以参考必修1教材的96页—98页中的相关内容。）
5. 根据设计草图，各小组（一般2～3人一组较好）开始制作一盏台灯。
（答案略）
6. 台灯的制作完成后，应该对其进行技术测试。要选择哪些测试项目？如何对其进行测试？
测试项目①： 台灯的强度试验 ；测试方法 摇晃并轻轻旋转各连接部分；
② 台灯的稳定性试验 ；测试方法 放置在桌面并用电风扇吹向其4个方向；
③ 台灯的基本功能 ；测试方法 通电后，看其光线情况；并检查开关工作情况；
④ 台灯使用的安全性 ；测试方法 用万用表测其各构件是否有电流；
7. 如图4—6所示，是3盏同学们设计并制作的台灯，在下面的横线处分别写出它们的设计缺陷，并给出解决方案。

图4 图5 图6
存在的问题 灯罩无遮光作用； 全金属容易导电、不安全； 支架太长，底座
灯罩过小； 太小，稳定性差；
解决的方案 更大的灯罩，部分 更换成PVC塑料管材料； 支架变短，一般灯与坐时
可与下半部支架重合； 灯罩 做的更大； 的头高一致；底座加配重、加大。
8.请针对本组同学在台灯设计制作过程中实际经历的各个环节做出适当的评价
台灯设计
制作环节
对台灯设计制作
环节简要点评
程度评估(0-5分)
用坐标图法表述评估结果(每格0.5分)
明确设计任务

把评估围出的面积画斜线显示
收集信息
设计分析
方案构思
方案呈现
模型制作
技术试验
(答案略)
9. 如图7—10所示是上几届同学的部分优秀作品，这些作品分别体现了设计的哪些原则？
图7
图8 图9 图10
（回答：图7：主要有美观、创新、可持续发展等原则；图8：主要有美观、创新等发展原则；图9：主要有实用、可持续发展等原则；图10：主要有美观、创新、实用、可持续发展等原则；）
五、问题讨论
1. 台灯的测试和使用时要使用到220V的交流电，我们如何解决安全问题？
（提示：制作时多用绝缘材料；避免外观的破损和断裂造成的漏电；使用标准绝缘胶布固定电线接头；通电测试前，必须用电笔测试各部件是否漏电；通电测试时，最好要求戴橡胶手套，不光脚，手脚干燥；可能的话，要有大人或者同学陪伴完成试验。）
2. 在台灯的设计中，最重要的原则是哪些？是否有一些原则是相互制约的？
（回答：在台灯的设计中，首先关注制作和使用的安全、照明功能的满足和结构的稳固性，所以最重要的设计原则一定是实用原则。一般来说，中学生的设计以方案呈现为主，所以为了培养学生的创新意识和技术素养，第二位重要的就是创新原则了。设计的7个原则全部完美的达成是不太可能的。经济原则和美观原则大多数情况下都是相互制约，同时创新原则和技术规范原则也有相当大的相互制约。类似的相互制约在设计时是比较常见的。一般来说，中学生的设计作品，首先满足包括安全在内的实用原则，其他原则可以根据设计事物的不同要求，自行调整。）
活动四-2平板电脑支架的设计
——设计的一般过程、原则与评价
嘉兴一中 康保英 提供
一、本活动说明
平板电脑与台式机、笔记本电脑最大的区别在于非常便于携带，但唯一的缺点就是没有固定的支点，也是造成许多人患上颈椎病的原因之一。本次活动就是让学生针对这一问题，设计制作一款平板电脑支架来解决平板电脑支撑使用的问题。在解决这个问题的同时，经历设计的一般过程、理解设计的一般原则、学会对最终产品进行评价。本次活动时间约需60～90分钟，建议先安排设计和制作，第二节课再次完成测试，效果可能比较好，时间也会比较宽裕。由于设计方案的多样化，所以本次活动我们可以提供给学生一部分关键材料，再让学生自己收集其他材料的形式来完成。既有统一的比较性，又有自己的创新，这样的方式比较合理。
二、教学建议
1.在正式设计前，可以让同学们先收集和分析材料，然后根据材料进行设计，最后进行创新优化的方法。这样可以有效的避免在设计完成后，没有办法制作模型的情况。
2.活动提示:
（一）发现与明确问题
但是因为平板电脑没有固定的支点，在使用它时会使人过早产生疲劳，长期使用还会影响到人的健康。
针对这一问题，你有什么好的解决方法吗？
1.把平板电脑挂在墙上；
2.给平板电脑做一支架；
3. 提示：学生可能会想到各种各样的解决方法，只要合理即可，没有必要让学生统一到做一款支架上来，可通过分析学生提出的解决方法，归纳出做一款支架必要性。；
现在让我们针对这一问题，设计制作一款平板电脑支架来解决平板电脑支撑使用的问题。具体的设计要求：
1.支架要结构稳固、外形美观；
2.提示：如选材要合理、制作难度不是很高、结构设计巧妙、有一定的文化寓意等 ；
……
（二）制定设计方案
1. 下面选项中，比较方便我们收集平板电脑支架设计信息的方法有（ 提示：要结合学生的实际情况来判定 ）可多选。
2.请结合各小组的实际情况进行初步方案构思，并完成下表。
提示：应该有图和必要的文字说明来进行明确的表达。不仅要关注材料、结构、连接方式选择的合理性，并且要注意材料、结构、连接方式纵向上的联系。
5. 平板电脑支架的制作完成后，应该对其进行技术测试。要选择哪些测试项目？如何对其进行测试？
提示：要能够针对自己的设计选择合适的测试项目，并能够用制定出具体的测试方案出来。
6. 如图所示是现有市场上已有平板电脑支架的产品，试着评价一下这些产品分别体现了设计的哪些原则？
产品
产品图
体现的设计原则
产品1
图4
提示：该设计简单、节省材料，并有方便取放的凹处设计，能够体现的原则主要有实用原则、经济原则、创新原则、美观原则。
产品2
图5
该设计有两块板板插接而成，方便拆卸与携带，并且有防滑纹理，能够体现的原则主要有实用原则、创新原则、经济原则。
产品3
图6
该设计能够折叠，不仅方便收放携带，而且有镂空设计，可以较好散热，能够体现的原则主要有实用原则、创新原则、美观原则。
产品4
图7
该设计有两种材料配合而成，并且能够折叠收放，能够体现的原则主要有实用原则、美观原则、经济原则。
五、问题讨论
（１）支架的设计体现了设计过程中哪几个步骤，这些步骤之间的关系是怎样的？
提示：设计过程的这几个步骤应该都有体现，只不过不同的设计案例侧重的步骤不一样。在一项具体的设计中，有些阶段或步骤会可能发生变化，有些步骤之间则可能出现一定的循环，应该根据设计的需要进行灵活安排。
（２）在设计支架的过程中，是否有一些原则是相互制约的？你是如何进行抉择的？
提示：设计的7个原则全部完美的达成是不太可能的。经济原则和美观原则大多数情况下都是相互制约，同时创新原则和技术规范原则也有相当大的相互制约。在设计时应该根据设计要求进行各个原则之间权衡，找到一个合理的结果。
六、参考活动
（１）设计一个便携式小凳，并用厚纸板制作岀模型，看谁的模型承重能力更好。。
提示：参考教材46-55页。
（２）设计并制作一个风筝，然后比赛哪个作品的飞的更高更远。
提示：参考资料
普通风筝的做法一般是采用竹子做骨架，纸做肉，其他复合材料包括丝绢、尼龙布、塑料膜或竹篾、纱纸条、马拉纸等。
纸和丝绢为一般传统风筝的制作材料，着色鲜艳亮丽，更能体现中国风筝的魅力；但是纸易破，丝绢贵，而现代科学的产物——尼龙布和塑料膜，成了制造风筝的新材料。
竹子是制作风筝骨架的主要材料，可选取壁厚3-5厘米的竹子削成竹片，利用竹片的韧性做风筝的骨架。风筝的骨架可根据个人爱好来编制，如蜻蜓状、蝴蝶状等。
纸是蒙糊风筝的主要材料，以质薄纤维长而均匀，富有韧性，耐湿耐冲击，色泽白而洁者为佳。把纸糊在骨架上，再系上线，风筝就做好了。
这时，你还可以在做好的风筝上涂上你喜欢的色彩，镶上花边，或者系上丝带，挂上纸环。但不能影响风筝在空中的飞翔，因为附件太多会使风筝的飞翔失衡。
简易制作方法:
工具/原料:纸；细棍子；粘合剂等。
方法/步骤:
1.准备好做风筝的物品，把细棍子搭建成一个风筝的轮廓。注意接口处用线绑牢。为风筝绑线和试飞，线最好用牢固一点的，飞高了好收回来。绑线的位置可能会影响风筝起飞，所以要注意调整。
2.细棍上也可以包裹一层纸，方便一会儿贴封面。
3.为风筝贴封面。
4.为风筝做三条尾巴，先贴还是不贴，看飞的时候的实际情况。除了三角形，还可以做成菱形的，方法差不多，只是形状稍有变化。
活动五 教室卫生大扫除中的问题
海盐中学 陈颖提供
一、本活动说明
高中生缺乏发现问题的技巧和方法，能够发现的问题十分有限。所以，该活动创设了丰富的情境，意在培养学生发现问题的常用方法；另一方面，对于已发现的问题，由于认知的局限性，高中生往往缺乏对所发现的问题作进一步分析的习惯和能力，导致提出的问题常常是粗浅而模糊的，这给问题的解决带来了极大的困难。因此，该活动设置了一系列问题，意在引导学生从不同角度对问题进行深入分析，从而切实培养学生发现更多、更明确且更有价值的问题的能力。
二、教学建议
1.活动前教师先介绍什么是技术问题。
2.本活动用时1课时。
参考答案
三、活动提示
1.
序号
发现的技术问题
1
擦黑板时粉尘太多，影响卫生和健康。
2
擦外侧窗户时往往既不方便，也不安全。
3
课桌椅移动不方便，导致扫地、拖地等任务难以进行。
4
……
2.技术问题序号： 2 。
该问题产生的原因：
（1）窗户的设计存在不足，不利于外侧窗户的清洁。
（2）缺少适合的清洁工具。
略。
略。
5.技术试验方案：
①人为将待测窗户两侧弄脏（如将少量泥水喷洒在待测窗户两侧）；
②用清水将清洁器两面弄湿；
③分别沿竖直、水平方向匀速擦拭窗户中间部分各10次，观察窗户的清洁效果；
④匀速擦拭窗户一边角处5次，观察窗户的清洁效果。
6.抓握不舒适；清洁器的外板容易脱落；清洁高处不方便等等。
四、问题讨论
该问题产生的原因可能是：教师不良的书写习惯导致；粉笔本身硬度不够，易折断；缺少装夹粉笔的工具等等。
五、参考活动
略。

任务六 橡筋动力小车设计
——方案的构思方法
杭州师范大学附属中学 何威年提供
一、本活动说明
汽车设计的三大世界性难题分别是：加速、制动和撞击。现在让我们设计并制作一辆以橡皮筋为动力的小车来体其过程。小车需要以最快的速度行驶5米长的距离，并与放在终点的障碍物相撞。为了增加设计真实性，我们在小车上安放一个装满水的一次性杯子模拟汽车司机，全过程杯子均不能倾翻，掉落、并且杯子内的水面都不能低于指定刻度。
本次活动建议安排3课时，2课时制作，1课时测试。方案设计部分放到课余时间让学生分小组讨论完成，这样安排不仅给了学生足够的设计构思时间，初步掌握设计方案的几种构思方法，能对具体产品举行设计分析，能对设计方案进行比较和权衡，进而能够选择满足设计要求的最佳方案；还考察了学生把设计转化为成品的动手能力；一举两得。
本次活动根据各学校的实际情况，可以使用小车套件降低难度，也可采取让学生自己设计并制作完整的小车来加大设计的难度。
二、教学建议
1. 设计任务
①除统一的工具与材料外，各组(2~3人为一组)同学均需自带材料（一般为木材、纸张、泡沫、KT板、塑料瓶等），设计并制作1辆以指定橡筋为动力的载物小车。
②小车长、宽、高不能超过300mm、200mm、100mm。
③小车车体需平稳放置一个装满水的一次性纸杯。
④小车需驶过一条5米长、1 米宽的跑道，并与放在终点的障碍物相撞。
⑤小车被撞击停止后，杯子内的水面不能低于指定刻度，否则成绩无效。
⑥哪辆小车通过指定跑道的时间越短，所取得的成绩就越高。
（提示：要求可以根据各学校情况自行修改。比如不碰撞，只比赛装水小车的行驶时间或行驶路程，可以简化测试流程。）
2. 根据任务，我们进行最初的设计分析，并完成下表
小车设计所要考虑的主要问题
可能的解决方案
1、橡筋动力如何带动小车行驶
1、一端固定在车体上，另一端直接装在两轮的中轴上；
2、一端通过橡筋钩与车体相连，另一端连接螺旋桨；
3、一端通过橡筋钩与车体相连，另一端连接齿轮组，然后带动车轮；
4、橡筋直接带动车轮转动；
2、同样的动力，小车如何跑得更快？
1、橡筋绕的圈数更合理；
2、小车更轻、风阻更小；
3、轮胎更大、摩擦力更小；
4、通过润滑，轮轴的转动更顺畅；
3、如何减缓撞击
1、车头增加吸震的装置；
2、装水的杯子固定更精密，并有防震的措施；
3、先增速再减速，使得撞击力下降到安全范围；
4、如何固定防水的杯子
1、直接黏在车身的某平整处；
2、在车身上挖出或者加工出一孔，正好放置杯子；
3、车身加装海绵或泡沫之类的轻质物体，然后在其中挖孔放置杯子；
3. 根据小车的设计要求与我们的分析，进一步思考后完成下表
小车的主要组成部分与连接方式
主要作用
方案构思
车身
安装各构件，并放置一次性水杯
比较轻而且有一定强度的材料比较好。还要考虑加工的难度。所以三夹板、桐木板之类的比较好。
车轮
平稳的行驶
要求摩擦小、滚动平滑。可用木头制作，并加以打磨；但是建议使用一般车模的陈品轮胎或者各种规格光盘。
橡筋动力部分
提供动力
一般教师制定，注意绕的圈数和绕圈的方法。
车轮与车身的连接
牢固连接成一整体
一般用轴连接。车轴用铁丝制作或者用圆珠笔的笔杆代替。
车身与橡筋的连接
安装动力机构
一般用橡筋钩来安装橡筋。可以用拗弯的小钉子、大头针或铁丝制作；也可用气窗的窗勾锯断后来代替。橡筋勾要非常牢固的安装在车身。
4. 利用草图法完成方案的呈现与筛选
（答案略）
5. 模型的制作与测试。
（答案略）
五、问题讨论
1. 如果小车行驶时，容易跑偏该如何改进？
回答：1、反复调整车身的重心，使其重心落在正中央；
2、调整前轮与车轴的安装角度，使其跑动更笔直；
3、反复调整放置小车时的角度，使其斜着出发，抵消跑偏的角度。
2. 如果小车跑不远或者跑不快该如何改进？
回答：1、加大轮子、减小摩擦，比如用光盘代替常规的车轮；
2、减轻小车的自重，并降低重心；
3、调整绕橡筋的圈数和方式，允许的话，更换或者增加橡筋；
4、给车轴润滑，降低行驶的阻力。
3.如果小车行驶或撞击时，一次性杯子容易翻到该如何改进？
回答：1、车头加泡沫或者海绵
2、固定杯子处加塞碎纸、海绵、碎步或者橡皮泥；
3、分体式设计，使得撞击处于装水的部分局部分开，降低冲撞力；
4、降低速度。
活动七 设计表现图的绘制练习
——设计表现图
嘉兴三中 徐桑丹老师提供
一、本活动说明
本活动促使学生了解技术语言的种类，学习能通过绘制简单的草图来表达技术设计的意图。
二、教学建议
本活动可以安排1课时在课堂完成，或者让学生在课余其他时间根据题目的具体提示与要求完成。
三、活动提示
部分参考答案
1.
2.
3.
活动八 三视图练习
——常见的技术图样
嘉兴海盐中学 陈颖老师提供
一、本活动说明
本活动通过不同层次的练习逐步培养学生运用投影规律规范绘制三视图的能力。

二、教学建议
1.结合实物、动画培养学生空间想象能力；
2.通过典型题目的训练，培养学生运用投影规律作图的能力；
3.活动建议1课时。
参考答案
A
F
D
B
E
C
G
H
I
1.
2.（1）第三幅图；（2）第二幅图。
3.
①
②
4.
尺寸标注略
5.
6.
活动九 小三角架的制作
杭州高级中学 孙俊提供
一、本活动说明
根据《通用技术学科教学指导意见》，通过学习，学生知道工艺的含义、学会常用金工工具的使用，初步掌握划线、锯割、锉削、钻孔、连接、表面处理等金属加工工艺。为此，本活动设计为小三角架的制作，通过活动基本能落实以上教学要求。
课前教师应准备充足的材料，并对工具、设备进行认真检查，以消除安全隐患，并做好安全预案。为了让每个学生能动手操作，教师应根据学校的专用教室的设备合理组织学生活动。
一般情况下单人25分钟能完成小三角架的制作，学校也可根据情况选择参考活动《金属小饰品的设计与制作》。
二、教学建议
1．本活动是一次实践操作学习及训练课程，应做好课前准备工作。
提示：
（1）等边角钢的厚度只有3mm左右，宜选用细齿钢锯条，以防锯齿崩裂。
（2）选购的等边角钢硬度不宜很大，不然有可能导致钻孔任务无法完成或钻头消耗很大。
2． 技能训练中应强调操作的规范，并提醒每位学生注意操作安全。
提示：
可通过教师示范与视频演示相结合进行操作规范的演示与讲解，在教学中，教师示范的动作姿势、节奏等要符合操作规范，示范时要注意让学生看清楚每一个步骤的动作（视频有优势）。
3．学生动手操作过程中，教师应巡视检查，及时纠正学生的错误。
三、活动提示参考答案：
1．角钢下料：（1） B
（2）B
（3）B
原因是：锉刀上下摆动，未能保持平稳。
2．划线：（1）可以用直尺、划针、角尺进行划线。
（2）在角钢中划线，如果有同学的划线方案是如图1和图2所示，则按此加工的后果是：
按图1加工的后果：可能把角钢锯断。
按图2加工的后果：弯折处角钢有长短。
（3）
（4）划线时要压紧钢直尺，防止偏移。划针要紧贴钢直尺，尽量一次完成。
3．锯割、锉削角钢的三角形部分。
锉削中，若铁削塞积在锉刀的缝中，处理的工具是A
4．钻孔：下图中是冲眼的工具——样冲的是C
5．弯折时，所需的工具是A
6．加工木料的合理工艺流程是A
A．划线→锯割→钻孔→打磨 B．划线→锯割→锉削→打磨
C．划线→锯割→钻孔→攻丝 D．划线→锯割→攻丝→打磨
7．组装成形。以下不能采用的连接件是B
五、问题讨论
如果出现如图所示的情况，是什么原因造成的？
答案提示：
主要是加工时切削量过大造成的，可能是划线不正确，也可能是锯割或锉削时切削量过大造成。
任务十 木质鸟巢模型的设计与制作
——制作模型
杭州师范大学附属中学 何威年提供
一、本活动说明
鸟类是人类的朋友，保护鸟类对维护自然生态平衡有着重要的意义，同时清脆的鸟鸣声也会给我们的校园增添一抹亮色。如何吸引鸟类来到我们的身边呢？给它们造“房子”就是吸引鸟类的好方法之一。同时为了增强我们对木工工艺的理解和应用，兼顾学生的实际动手能力与学校的财政情况，本次活动就是设计木质材料鸟巢，并根据实际情况选择制作1:1的原型或者1:4的模型。
如无特殊情况，本次活动还是建议制作缩小的模型，并选用三夹板制作，以节省制作时间和材料。但是设计最好还是按照原型的尺寸和功能进行设计。设计可在课余时间小组讨论完成，制作时间应为2节课。课根据实际情况增加一节绘图课。
二、教学建议
1. 普通鸟巢的设计要求如下：
A. 所选木板要充分干燥，厚度不小于1—1.5厘米；箱巢内外无需刨平,使鸟类容易攀抓。
B. 对于一般中小型的鸟类，鸟箱的入口位置在箱壁的上1／3处，一般直径为3-6厘米，不宜过大或过小，以免鸟儿不敢入住或飞不进去。入口的上方应考虑有所遮盖，以避免雨水进入箱内。
C. 钉箱板时，木板间要对齐钉紧，要求密封不要留有缝隙。箱体应有一块板设计成活动式，以便日后观察和清扫箱巢。
D. 底部不同方位钻几个小孔，可以将流入内部的雨水导出，保障干燥舒适的室内环境；鸟巢内部空间的光照强度太亮、外形与环境严重不符或颜色太鲜艳都会使鸟儿不敢靠近。
（提示：可上网先收集些创意鸟巢的作品）
2. 本小组交流设计一款有创意的木材料鸟巢，在图5中画出设计草图并标注主要尺寸（依据原型的尺寸标注），必要时用文字说明，尤其是可活动板的设计需重点说明。
（提示：注重实用，人工鸟巢的目的是为了给鸟儿提供一个“家”，应注意观察和留意本地鸟儿的种类，体型大的和体型小的鸟儿对鸟巢的空间和进出口的大小是不一样的，小了飞不进，大了鸟儿会缺乏安全感不敢入住。对作品进行油漆处理可以提高防雨和延长使用寿命，但应注意不能色彩鲜艳，过于鲜艳的色彩与安放环境形成较强的对比，同样会使鸟儿产生戒备而不敢入住。美观原则和实用原则都应该兼顾，不能一味突出“中看”而影响“中用”。
另外人工鸟巢一般悬挂在树上或安放在一定高度的建筑物上，日晒雨淋，掉下来容易出安全问题，因此它的稳固性很重要。主要固定的形式有用钉子、用铁丝、用绳子等几种。所以在构思鸟巢的结构的方案时，应充分考虑能方便在不同环境下都能可靠悬挂或安放。）
3. 如图6所示是一款是鸟巢作品的简易加工与装配图，请根据本小组的设计图，在图7中给出相应的简易的加工与装配图。（依据选择原型还是模型进行制作的实际情况给出）
图6
（答案略）
4. 根据设计方案，列出还需要收集的材料，制定制作计划，明确组内成员的分工情况。
（答案略）
五．问题讨论
1. 如果我们制作1:4的木质鸟巢模型，需要哪些工具与工艺，讨论后完成下面的流程图。
2. 鸟巢的制作完成后，应该对其哪几方面进行技术试验？并任选其中一方面设计简单的试验方案。
回答：一般我们应对鸟巢的巢体强度，与树木或墙体连接的稳定性，巢体的防水、防风性能，鸟巢的抗腐蚀性和开口的出入功能等多方面进行技术试验。学生可以任意选择其中一个项目，选择合适的工具盒测试方法对其进行测试。例如我们用花洒模仿小雨，通过调节水量的大小，观察鸟巢的积水情况和干燥时间来测试鸟巢的防水性能。）
活动一 扑克牌建筑模型的制作
杭师大附中 何威年老师提供
一、本活动说明
根据《通用技术学科教学指导意见》，结构与设计单元第二节稳固结构的探析安排3课时，本节教学可让学生通过试验来感受结构的稳定性和强度。“扑克牌建筑模型的制作”活动设置的目的就是让学生通过扑克牌建筑模型的制作、试验，感受结构的稳定性和强度，加深对稳固结构的理解。
本活动时间约需45分钟，可以用在学生学习稳定性和强度之后，按照《活动手册》中的“活动提示”一步步进行活动。教师可以根据实际情况，灵活处理该活动，可以将它用在学生学习稳定性和强度之前，让学生探究影响稳定性和强度的因素；也可让学生边学习理论知识边活动。
二、教学建议
1.活动的导入可以用相关的新闻报道，以激发学生的活动兴趣。
2.活动提示1的填写可以先请同学回答前面课程中所讲的有关结构强度和稳定性的知识，然后填写。
参考答案：
影响结构稳定性的因素——
（1）建筑模型的重心位置；
（2）结构与地面所形成的支撑面的大小；
（3）结构的形状。
影响结构强度的因素——
（1）建筑模型所使用的材料；
（2）结构的形状；
（3）各构件之间的连接方式。
3. 活动提示3。让同学分组讨论扑克牌这种材料在制作建筑模型时的特点和如何进行连接和固定？
参考答案：
纸牌这种材料用在制作建筑模型结构时的特点：表面光滑、便于裁剪；硬度较大，能够承受比较大的拉力，但是受压力非常小。
胶水直接粘连；用剪刀剪开口子后，两张牌插接；随着连接部位和材料多少的不同，强度和稳固性各有不同的变化。
4．活动提示4。教师还可以提示学生进行几个关于结构受力的小测试：
（1）可以折叠、可以卷曲，折叠成三棱柱或者卷曲成圆柱体后可以承受比较大的压力，
但是卷曲时表面很难光滑；
（2）多张扑克牌叠加后，能够承受更大的力。
另外教师可以事先先制作完成一个符合要求的模型，用指定的方法进行试验，让同学们形象地了解稳固性的试验方法。
同学设计的方案可以用草图加说明的形式来表达。建议要求每位学生都有自己的设计方案，然后分组讨论并确定建筑模型的结构设计方案，将小组讨论确定的设计方案画在各自活动提示4的空白处。
5．设计图完成后，让学生按照图纸开始制作模型。
提示：
两个同学合作完成一个模型的方式比较好。如果教师另行设计强度和稳定性的试验，可以安排4位同学组成一个小组，每个小组制作两个相同的建筑模型结构。因为进行结构强度试验的模型一般会被破坏；而进行稳定性试验的模型不会被破坏；所以我们可以使用这个没有破坏的模型进行最后的结构稳固性的分析。
另外，学生制作模型时容易忘记时间，教师应控制好时间，并提醒学生注意时间；可以制作一个电子倒记时的课件以便记时。
6．模型制作完成后，进行结构的稳固性试验，得到数据后完成活动提示6的技术试验报告。
提示：
（1）进行强度试验时，如果砝码不够的情况下，可以让学生自己携带足够的1元面值的硬币进行试验。
（2）进行稳定性试验时，可以先让学生用力吹一下结构，如果已经失稳，就没有必要上讲台进行稳定性试验了。如果条件允许的情况下，每小组自行携带一个电吹风，那样就可以自己完成稳定性测试了。
7．所有小组都完成测试后，教师选择合适的模型引导学生根据影响结构稳定性和强度的因素对这些结构进行技术分析。完成问题讨论1。
提示：
让学生分析的结构可以是技术试验效果比较好的结构，也可以是同学们制作最多的结构，还可以是那些典型的符合受力的经典结构。
9．把问题深化，如果使用少量橡皮泥可以如何改进自己的作品。让同学们讨论并完成问题讨论2。
提示：
教师可以根据需要，把橡皮泥改成橡皮筋或者棉线等其他材料。
10.教师在评价学生时，应兼顾各个方面，不能偏重某个方面。可以参考如下的评价表。
评价表
活动名称
制作人
日期
最终得分（三者平均分）
自评
他评
教师评
比重
得分点
得分点X比重
得分点
得分点X比重
得分点
得分点X比重
方案构思
草图绘制
模型制作
技术试验
问题回答
总分
三、补充资料
扑克牌建筑模型之最
据报道，现年33岁的布赖恩·伯格是美国新墨西哥州圣达菲市的一名建筑师。然而，布赖恩却并非用砖头石块来造房子，他的“建筑材料”是一张张削薄的扑克牌。布赖恩用扑克牌搭建出来的“房子”有的高达六七米，它们有的是“摩天大楼”的模型，有的是“圆形穹顶”模型，有的是“大教堂”或“大型体育场”的模型。令人惊讶的是，布赖恩搭建的“扑克牌房子”虽然高达数米，但布赖恩却完全是一张张垒叠上去的，他在搭建“扑克牌房子”的过程中从来不使用任何胶水、胶带或其他粘合剂。
布赖恩称，他并非随意地将扑克牌堆叠起来，而是使用了一种系统的“建筑方法”，他的“扑克牌大厦”的几何学结构，有点类似蜜蜂搭建的蜂房。布赖恩称，每7副扑克牌重达0.45公斤，他每天大约会使用11.3公斤的扑克牌搭建“扑克牌房子”，布赖恩称，正是扑克牌的重量和特殊的格子状结构共同产生作用，才能使这些“扑克牌摩天大楼”屹立不倒。布赖恩搭建的“扑克牌建筑”总是能“藐视重力”地稳稳竖立着，直到布赖恩认为可以让它们坍塌时，才弄出一阵轻风将它们刮倒。不过，参观“扑克牌建筑”的人绝对不能打喷嚏，因为说不定一个喷嚏就能毁掉布赖恩花几周时间造出来的“扑克牌房子”。
布赖恩的“扑克牌建筑”已经屡屡创下了吉尼斯世界纪录。最近，布赖恩在达拉斯市的得克萨斯州展览会上再次搭出了一座惊人的“扑克牌摩天楼”，从而再次刷新了世界纪录。布赖恩搭建这座“扑克牌摩天楼”时，使用了顶到天花板的脚手架，这座“扑克牌摩天楼”之所以无法再建得更高，纯粹是因为受到了天花板的限制。据悉，这座“扑克牌摩天楼”是布赖恩花了一个月时间搭建出来的，它使用了1800副扑克牌，高达7.86米，一举打破了他以前创下的7.7米的“最高扑克牌建筑”世界纪录。
活动二 落地式立体衣帽架的设计与制作
杭师大附中 何威年老师提供
一、本活动说明
通过前面有关结构知识的学习，同学们已经初步具备了简单结构的设计能力，所以我们安排学生开展本次活动。教材中原有的“简易相片架的设计”由于已经有了参考答案，所以并不适合学生开展设计，应该作为例题来使用更加恰当。因此我们建议用“落地式立体衣帽架”来代替。这个作品不仅能体现结构设计中稳定性和强度这两个重要因素，而且方案多、可供选择的材料也比较多。
本次活动建议分两部分完成，其中落地式立体衣帽架方案的设计、修改和确定为第一部分，模型的制作为第二部分。第一部分内容建议在学习完“结构设计应考虑的主要因素”这节内容时来进行，让学生参考课本的设计案例，在课堂内分小组讨论完成。初次设计的时间为15分钟，如果课时紧张的话，讨论、修改并且确定的过程可让学生在课后完成。第二部分的模型制作和测试建议使用完整的一节课时间来完成。
二、教学建议
1.活动的导入可以用教材中的相片架作为案例，也可以使用其他作品。建议教师使用自己设计并制作的简单作品，这样更能激发学生的活动兴趣。
2.活动所需要的工具为剪刀、美工刀、刻度尺、螺丝刀、尖嘴钳、钢丝钳、手锤、木工锉、木工锯、手摇钻，这些工具都在浙江省高中通用技术教学器材配备目录中，每个活动小组分配一套。
活动中所使用的材料主要有三夹板、五夹板、钢丝、杉木木档、挂钩、大号透明胶带纸、尼龙绳、各种规格的普通螺钉和铁钉等等。虽然这些材料都非常容易找到，但是由于上通用技术课的班级和学生非常多，教师自己准备的难度太大。所以建议除木板、木档和木条外，其余材料可以让学生自己准备。
3.开始设计前，让学生认真思考设计要求，教师可以提示学生使用日常生活中常见的产品作为材料来使用，例如脸盆、夹子、衣架凳子等等。
提示：
如果没有条件进行衣帽架模型制作的，可以制作1：4的缩小模型来代替，用4块湿毛巾来代替校服进行试验。
4.活动提示3是关于立体衣帽架的设计分析。
参考答案：
（A）—落地式立体衣帽架是为了放置使用过未清洗的或者使用频率最高的衣服、围巾、帽子等物件。它与普通衣柜最大的不同就是取、放都比较方便。立体可移动式衣帽架一般可以分为底座、支架、挂钩3个部分。
（B）—对于落地式立体衣帽架，最基本的要求就是可以挂4件校服，而且整个结构保持稳定，各个构件和构件之间的连接没有被破坏。
底座的结构设计所需要考虑的是：
（1）不能与墙体和地面有任何形式的固定，最好在底座上设计轮子以方便移动。
（2）底座与地面的接触面要比较粗糙，用来增大摩擦力；底座与地面的接触面所围成的支撑面也要大。这样可以增加结构的稳定性。
（3）底座要相对重一些，降低结构的重心，以此来增加结构的稳定性。
支架的结构设计所需要考虑的是：
（1）要适合使用者的身高和使用习惯，不能过高，也不能过宽；
（2）安放位置，应该注意尽可能把整个结构的重心在底面的垂线，接近结构支撑面的中央，增加结构的稳定性；
（3）材料不能太重，太重不仅不利于移动，也会升高重心；也不能太轻，太轻不利于安装承受重物的挂钩。
挂钩的结构设计所需要考虑的是：
（1）挂钩形式可以多样，不一定要要钩子的样子，只要能够悬挂衣物，不损坏衣物、不伤害使用者就可以了；
（2）要有足够的强度，挂上衣服后不破坏、不脱落；
（3）挂钩安装的位置要适当，太高、太低都不方便使用。
底座、支架、挂钩之间的连接方式所需要考虑的是：
（1）底座与支架的连接要尽可能的牢固，最好使用支撑结构来辅助；
（2）挂钩与支架的连接要能够承受一件厚衣服繁荣重量，用胶水连接并不太可行。
（C）—本次活动学生会使用的常见材料有两类。一类是衣帽架的主体支撑结构，一般会使用竹、木料、金属、塑料或者泡沫；另一类是衣帽架中用来悬挂衣物的结构，一般会使用钢丝、绳子、挂钩、钉子、木条或者夹子等等。根据学生使用的材料，让学生自行分析这些材料的特点和用于制作时的优缺点。
例如木板：材料取得的途径较多，价格便宜，容易加工，表面美化处理容易；但是易发霉、虫蛀，使用寿命短，材料强度一般。
金属：材料强度大，金属结构使用寿命长，较美观；但是价格较高，难以加工。
……
绳子：购买方便，价格便宜，结构形式多样，处理方便；但是强度小，悬挂衣物不便。
挂钩（超市中可以购买到的）：购买方便，样式多样、美观，加工简单，悬挂衣物方便；但是挂钩可以承受的重量相对比较小。
……
5.设计方案的呈现应注意达到如下要求：
（1）结构对称性、垂直度要好；
（2）在结构的强度和稳定性上达到较高要求；
（3）结构有创新，新颖。
（4）尽量使用家里已有的或者容易取得的废旧物品作为使用材料。
（4）外形尽可能进行一定程度的美观。
提示：
设计说明的书写形式可以参考教材“简易相片架的设计”的案例。
6.在学生分小组进行模型制作的时候，教师应巡视教室，观察各小组的活动情况并提供相应的指导。
提示：
落地式立体衣帽架模型的制作除结构稳固、外观美观外，教师还应重点关注——模型与设计方案的是否具有一致性；学生使用工具是否安全、正确、合理；功能、结构或者材料是否有创新；制作工艺是否精良（连接稳固、表面光洁）。
7.模型制作完成后，教师让同学们将校服一件件挂到衣帽架的结构模型上去，以测试结构的功能、强度和稳定性是否满足要求。本次所完成的结构模型不必进行具体和细致的评价，作品达到基本的需求即可。本次活动的主要目的是让学生了解结构稳固性设计的重要性，增加学生动手能力的训练。
8.测试结束后，让学生结合刚才的测试结果，完成问题讨论的两个题目。
（1）一般的结构设计应该考虑的主要因素有哪些？以本次活动所要求设计的结构为例，应该侧重哪些因素？
参考答案：
针对一般的结构设计——功能、安全、寿命、成本、美观、强度、稳定性、重量、维修、清洗、使用习惯、人机关系等。
针对落地式立体衣帽架应侧重——安全（不损坏衣物、不伤害使用者）、功能（可以比较方便的放、取4件以上的校服）、强度（悬挂结构不脱落、不破坏）、稳定性（整个结构始终保持稳定，不倾斜或者翻倒）。
（2）如果本小组作品没有达到设计要求，试分析在结构稳固性的设计上存在的问题。
参考答案：
一般会有两种常见的情况发生。一种是悬挂结构出现问题，一般是因为结构的连接处强度不够。可以更换悬挂结构的材料或者对连接处进行必要的加固。
另一种结构的稳定性不足，整个倾斜甚至翻倒；又或者挂2件、4件衣服可以，但是挂1件或者3件衣服就不行。遇到这种情况，可以增加结构底部的支撑面；还可以通过增加整体或者底部的重量，来降低重心的位置，以达到更好的稳定性。
活动三 木桥模型的设计与制作
杭师大附中 何威年老师提供
一、本活动说明
本活动是配合《技术与设计2》结构与设计单元第三节简单结构的设计所开发，本节教学的目标是让学生熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素，能对一个简单对象进行结构设计，并绘制设计草图，做出模型或或原型。木桥模型的制作活动设置的目的就是让学生通过用设计、制作和试验的过程，掌握设计的一般过程，进一步理解结构稳定性和强度的相关概念，理解结构与功能的关系。以提高学生的设计能力，动手实践能力，养成负责、进取的良好品质。
本活动时间约需两节课，可以用在学生学习简单结构的设计之后按照《活动手册》中的“活动”提示一步步进行活动。为提高活动的质量和效率，活动可分二部分进行，在第三单元第一课时结束时布置该活动，由学生利用课余时间进行设计分析和制定设计方案和画出草图，在上第三课时时让学生动手制作、试验。如果时间紧张，还可以让学生在课外完成材料的加工过程，再用一节课的时间进行组装和测试。
二、教学建议
1.由于选用桐木条和松木条的价格比较高，大量的使用，会有一定的成本。所以条件不允许的情况下，可以用木质方便筷来代替。挑选筷子时，应尽量选用质量好一点的，直径粗一点的，不要选有伤痕的方便木筷。另外，最好不要使用最常见的竹筷子，因为用钉子连接竹筷时，很容易裂开，加工不便。
2.活动提示3—A。可以先让学生讨论后再结合学过的结构的强度和稳定性的知识进行填空。
参考答案：
你认为木桥的结构的稳定性与木桥的重心位置、桥墩与地面所形成的支撑面大小、木桥的形状等因素有关；其强度与所使用的材料、木桥各部分的结构形状和各部分之间的连接方式等因素有关。
3.活动提示3—B
参考答案：
你准备如何解决木桥结构的稳定性与强度的问题？
（1）尽量降低支架的高度（但要保证不低于10cm）；
（2）尽量选取材质好一点、直径粗一点、无伤痕和裂缝、大小一致的木条；
（3）尽量增加桥墩与地面接触面积和支撑面积；
（4）材料的连接方式一定要稳定牢固；，
（5）尽可能使用三角形结构增加稳固性。
4.同学们在上面设计分析的基础上，可用草图画出方案图并标上尺寸，建议每位学生都先画出自己的草图，然后讨论后对方案进行修改，完成活动提示3—C。
5.设计图完成后，让学生按照图纸开始制作木桥模型。
提示：
（1）因为时间的原因，最好4个同学合作完成一个的方式比较好；
（2）要提醒学生制作的流程和分工要合理。
6.让学生事先要考虑好制作的流程，怎样又快又好、又便于制作。在制作时把步骤记下来，归纳整理后填到4—B的空格中去。
7.木桥的模型制作完成后，要按要求进行结构的强度和稳定性试验，然后完成活动提示5—D中的技术试验报告。
提示：
（1）为了安全起见，试验时把木桥放在地面上进行，或者在底面防止防止撞击的垫料，以免在桌上试验时不慎跌落造成事故。
（2）试验稳定性时应随时进行，每增加一次重量，就用手摇晃一下桥梁模型，观察结构的稳定性。也可用电风扇吹，从低档开始到高档，如不倒说明稳定性较好。
（3）试验中学生应养成随时记录的习惯，在记录的基础上经整理、归纳写出试验报告
（4）试验结束后教师可选出几个稳定性和载重性都比较好的桥梁模型进行讲评，使每位同学都能在活动中得到提高。
（5）教师在学生完成制作和试验后要及时评价，根据“项目测评”要求进行客观的评价，并纪录存档，可以作为学年总评的重要依据。
8.对达不到设计要求的，也要组织同学进行讨论，找出原因，提出改进的意见，并完成问题讨论。这样会使学生在制作的过程中、在失败到成功的过程中，发展动手实践能力，解决问题的能力。
活动四 孔明锁的制作
台州市临海第六高级中学 黎伟老师提供
一、本活动说明
本活动是配合通用技术流程的设计一部分教学活动，建议课时两课时完成。
这个活动中，对教师最大的考验是，把活动组织好，把过程控制好。材料最好选择标准的木料，一般的装修市场都能购得，如果许可，事先把材料分割好并且截面为正方形。这样活动的重复性高，加工时间能基本上有个谱，学生自带材料，对加工时间基本上没法预计，加上学生对活动了解少，可能会出现材料不合要求的现象。
对学生的最大考验是，把分工加工的流程设计好，并且有负责的人。
二、教学建议
1．本次活动所用的材料量少，占用空间也小，适合学校通用技术实验试完成。但加工过程相对来说比较复杂，对加工尺寸精确度要求还是相当的高，而且学生对木工工使用了解不足，需要花一些时间介绍木工简单操作技能，同时应让学生对加工中的难点，精确度的控制，有相当的了认识。
3．本次活动选用了美工刀采取雕刻的方式进行加工凹槽，适合于软木。有条件的学校建议选用凿子加工硬木。
4．加工所作的材料最好事先已经加工成截面为正方形的木料，这样能节省操作时间。
加工过程可分为2大步：
第一步：6根构件中的每一个构件的制作中都要历经 划线－锯割－雕刻－锉削等工序。第二步：还要修整并最后组装，直到完全吻合为止。
在第一步时，6根构件。要注意小组内分工合作，否则无法按时完成加工。分工时可采取每人加工一根构件的方法，或者每人负责一个工序（比如2人划线，1 人锯割并雕刻，1人锉削，1人雕刻等）。这两种分工方法会有明显的差异，从实际情况来看，由于每个组的工具限制，第二种方法的分工和加工流程更为合理。
采取第二种分工方式中，负责划线的2人中其中之一应为这次活动的主要负责人（不一定是组长，也可以是其他成员），在加工过程中应对其他成员沟通加工中的要求等，这样的分工合作才能保证明确而高效。整个活动成功的关键也在于组长对组员的加工过程的管理，要避免一个做事，其他人在旁边观看而无所事事不知道应该干什么的局面。
第二步是修整并组装，这个过程必须有相对长的时间才能保证质量，对构件尺寸不断的修改直到完全符合，这也就是说，在第一步的加工过程中，我们对尺寸应该有所预留一定余地，用以在这一过程对尺寸作出调整以保证精确的吻合。
5．参考答案
这一部分主要写一些学生的体验，如果每个小组都能顺利的体验加工全过程，在这一定会有一些切深的体会。分工合作的好坏对加工时间的影响是非常大的，特别优秀的50分钟多一点能完成，而且作品质量非常高。分工不好，出现一人包干的80分钟未必能完成，即使完成也是匆忙了事，作品会相当的粗糙。
1．每个木条需要经过划线――锯割――雕刻――锉削等工序。每一处环节的加工，都会对最后作品精确度产生影响，尤其是划线和锉削环节，对尺寸影响较大。划线时应根据尺寸有所预留，锯口会有一定宽度；锉削可让表面平整而光滑；锯割和雕刻时的失误会让工件报废，用美工刀雕刻时要注意安全，不要伤到手，刀片伸出长度应该稍短。
2．略
活动五 环保纸袋的制作
杭师大附中 何威年老师提供
一、本活动说明
本次活动同学们将使用牛皮纸或者铜板纸等材料来制作环保袋。各个小组要设计出最合适的制作纸袋的流程，看看哪个小组制作相同数量的作品所用的时间最少。通过这次活动，我们不仅可以了解到流程优化的一般过程，还可以直观的体会到流程优化对生产效率的促进作用，并亲身体加工产品的乐趣和通过小组合作对工作流程的优化后的成就感。
本次活动建议安排至少45分钟的时间，因为制作所花费的时间可能较长，如果制作作品的数量过少的话，流程优化后的效果并不明显，而且可能会出现我们不乐意看见的相反的结果。所以我们希望制作至少4个以上的纸袋，做的越多，流程优化的效果就越明显，学生也就越能从活动中自行得出结论。另外，活动的前的准备工作不可以忽视，工具越全越多效果越好；学生准备的越充分效果越好。
二、教学建议
1.教师在活动开始前，认真准备符合自己学生特点的工具和材料。
提示：
（1）制作纸袋时，为了达到体现生产流程的科学性，应严格要求学生必须先画出剪刀、折的线条，确定裁剪边和孔的圆心位置，再开始进行剪和钻。
（2）如果制作时间不足的情况，可以按比例缩小，或者制作别的小纸工作品代替，以达到节省材料，增加优化效果的目的。
2.活动提示2
A.如果是每位同学独立完成制作纸袋的全部工序，流程如下：
参考答案：
     
B. 如果是每小组4位同学合作完成流水线制作纸袋，其工作流程可以如下设计：
参考答案：
因为画线的工序最烦琐、耗时最长，而且是第一个工序，所以可以先画少量的外轮廓线后，就可以让其他同学开始剪；又或者4个人先同时画线，画出一部分后，其他同学开始进行其他工序，只留一位同学继续画线。下面列举一种合作制作的流程图：
 
   

3.当有小组完成任务时，教师可以把这个小组完成的名次和所花费的时间写在黑板上。同学们可以在制作环节完成后，根据黑板上的信息，填写活动提示3—A中的表格。
4.最快完成任务的小组所采用的工作流程可以由该小组成员自己介绍，然后其他同学根据其介绍，自行画出3—B中的流程图。
5.比较单人独立完成和小组合作完成这两种不同流程，教师引导学生分析两者之间的差距及其原因，以此让同学们了解流程优化的意义。完成问题讨论1
参考答案：
小组成员以模拟流水线的形式进行制作时的优点：
（1）增加单一工作的熟练度，提高工作效率；
（2）提高了工具的利用率；
（3）部分的工作一个人很难完成，需两人合作较好；
（4）可以根据各工序所需时间，灵活的分配人力。
缺点：
（1）工具需要量比较多；
（2）设计不合理的话，流程实施的起始阶段和某些工序完成后，会有些小组的成员没有工作可以做。
6. 问题讨论2：假如可以使用固定模版来辅助剪纸，那么应该如何优化原有的流程设计方案？这属于哪种类型的优化？
参考答案：
增加固定模版后，可以大幅度减低画线的难度、减少画线的时间；但是同时，由于固定模版的数量一定不够，所以也会制约参加画线这一工序的人数。优化方案可以根据各小组的具体情况自行确定。这种类型的优化可以属于技术优化，也可以再具体称为设备优化。
三、补充资料
手提纸袋的应用和制作标准
糊制手提纸袋，是一个古老的手工业。但在印后加工中，一般印刷人对于书箱装订或是纸盒轧糊，大都略知制作之道，然而有关手提纸袋的制作过程，或许就不太了解了。手提纸袋大致分为：普通包装袋和精致购物袋两大类。普通的包装袋，是以轮转印刷制袋机，一贯生产作业完成的。它的优点是生产效率快，缺点是纸袋粗糙不精致，所以这类纸袋大都用在一般普通商品包装。至于精致的购物袋，是以单张纸彩色印刷后，经过PP裱光或烫金，再由制袋厂以手工、半自动机器生产，最后用人工穿绳打结作提把，完成纸制提袋。它的优点是：任何形势的纸制提袋均可制作 ，缺点是生产速度慢。这类高级的购物袋，大都用于高贵的商品包装，或当作礼品袋，或是作为各种商业活动的广告袋，最后这类精致美丽的纸提袋，都成为女士们逛街的随手便利购物袋。
购物袋首先应该是企业形象与商品广告策略的延伸，所以制作购物袋，必需讲究环保美观、精致耐用。结构紧密，不脱底松把采用“热溶胶”以全自动制袋机，粘制购物袋各部位，形成紧密的结构体，是以决不会脱底脱把，不同于传统手提纸袋印后加工，是以“白胶”粘贴袋身，再以人工穿绳打结为提把，故常有脱底松把的失误。纸袋面无折痕，粘合准确漂亮以全自动制袋机制作购物袋，故袋面无折痕 ，加上热溶胶固著力强，干燥迅速，所以粘合准确漂亮。传统纸袋加工，是以手工折贴纸袋，所以 袋面有折线，且白胶干固慢，量过多时会溢胶滑动，所以袋形较差。
制作购物袋的常用纸张主要是牛皮纸和铜版纸。牛皮纸的纸质坚韧，颜色上可区分为：白牛皮纸、黄牛皮纸、双色牛皮等纸类：在纸质上又可分为：纯牛皮与铜版牛皮，基本上从80～120磅的牛皮纸，都适宜制作各式购物袋。铜版纸适于高品质的彩色印刷，所以美术购物袋，常以120～150磅的铜版纸制作。由于铜版纸的韧度较低，一般以PP膜上光来补强其韧度。美术纸/美术纸是一种模糊的名词，它用来形容经过加工染色的纸类。通常美术纸较铜版纸坚韧，且纸质多样化，许多100～150磅的美术纸，都蛮适合制作购物袋，但纸张成本较高。特殊纸/例如：南亚合成纸、3M泰维克纸、pp仿牛皮纸……。
另外，还有一种“直立棉绳提把，不打孔无绳结”的纸袋。它是以两片重磅牛皮纸用热溶胶固著棉绳，再将牛皮纸固著于纸袋上，购物袋之提把是“直立式”并且无需打孔，也没有凸出之绳结。传统手工纸袋之提把，是先将袋身打孔，再以人工将尼龙绳穿过打结，利用结头卡住纸袋，所以承物时提把结头易松开，或是拉破纸袋绳孔。整体结构强化，增强包装功能将手把 、牛皮纸板、纸袋、袋底，以热溶胶一体成型，所以购物袋整体结构强化，可承受5公斤以上之物品。传统制作之纸袋，提把是利用尼龙绳结头卡住袋身，且纸袋顶片未于袋身黏合，故承物力较弱；而这种纸袋采用自动化一贯制袋作业，所以品质优良稳定，尤其无需人工穿绳大结作提把，使制程缩短，生产迅速。
活动六 橡筋动力飞机的制作和优化
台州临海六中高级中学 林海敏老师提供
一、本活动说明
本活动是配合通用技术系统的分析与优化一部分教学活动，建议课时两课时完成。
这个活动是航空模型比赛的一个项目，把它应用于通用技术的教学。对教师最大的考验是，把活动组织好，把过程控制好，活动前最好自己亲自组装一次。所用的套件，一般当地的航模协会或航模商店都能购得，在上课前教师自己一定要做一下。这样对学生在关键环节有指导作用。
二、教学建议
1．本次活动所用的材料量少，占用空间也小，适合学校通用技术实验室完成。但制作过程相对来说比较复杂，对制作精确度要求还是相当的高，而且学生的飞机的调整、空气动力学和飞机的飞行原理方面了解很少，并且在制作时贴饰、定型主翼等有一定的难度，需要花一些时间飞机每个组成部分的作用，同时应让学生对实际操作中的难点，精确度的控制和飞机飞行的知识，有相当的了认识。
2．制作前教师应对飞机的每一个部件的作用也要作一定的介绍：如机翼其最主要作用是产生升力，在实际制作中一定要加强这部分的强度。一般来说机翼面积越大越长强度越好产生的升力就越大。若在飞行时，机翼发生轻微的形变对飞机性能都会产生影响。所以大家在机翼的制作中一定要处理好定型主翼的环节而且贴饰部分也要处理好。因为贴饰实际上也是对机翼的一种加强。机尾主要的调节方向的，调节的好坏会影响整体的飞行状况；机身主要的承受其整体的架构形态，机身的强度决定了它抵抗外边的能力。机桨和橡筋组成了飞机的动力系统，其下拉角要不要调整怎么调整等。
3．活动提示5参考答案
A．橡皮筋飞机主要分为：机翼、机身、机桨、橡筋、尾翼、起落架这几部分。机翼主要功能是产生升力，机身主要功能是承受整体的重量，机桨和橡筋组成了一个动力系统给飞机提供动力，尾翼用来调整飞机的方向。起落架主要使飞机下落更加安全，但实际操作中不用可能效果更好一点。
B．从分析中可见机翼的强度、重心位置、机头的下拉角，还有尾翼的方向对留空时间都有影响，相对来说重心位置和机翼强度影响最大。（这里需要结合活动提示4中的测试结果进行分析，实践结果不一定与这里提供的参考答案相同）
C．（结合活动提示4中的测试结果进行分析）
4．活动提示6参考答案
A．优化目标：增加飞机的留空时间
B．影响因素：机翼的强度、重心位置、机头的下拉角、尾翼的方向、机身的长短
C．约束条件：飞行的天气，气候，本地区当时的上升气流和风力情况等
5．问题讨论参考答案
(1)一般来说采用支撑法或悬挂法来测试飞机重心的位置，当重心偏离中轴很可能是你们在制作中二边不对称造成的。可以给轻的一边贴点装饰纸或者夹上一些回形针。
(2)会减少飞行的时间并造成飞机掉落下来时受到严重的撞击。当这种情况时可以向前移动机翼来调节。但具体怎样希望大家进一步体会。
(3)会产生影响，主要是对重心产生影响，要重新调整。
在换时，中轴尽量用比本来机身长一点碳素材料，一般来说起长重心越好调整。最好在机翼上加点细的碳素材料增加机翼强度。当然，由于天气不同一定要进行实地调整。这样调整好后，时间能增加一倍差不多.
活动七 高中生学习用台灯系统分析、设计与制作
温州瓯海区三溪中学 郎建华老师提供
一、本活动说明
根据《通用技术学科教学指导意见》，系统与设计单元第二节系统的分析安排3课时，本节教学可让学生通过试验来理解系统分析的意义、掌握系统分析的方法和一般步骤，主要原则。 “高中生学习用台灯系统分析、设计与制作”活动设置的目的就是让学生通过对上学期设计的台灯系统的再分析与设计，理解系统分析的意义，掌握系统分析与设计的一般步骤和方法。
本活动时间约需45-90分钟，它是在原有台灯系统设计的基础上利用系统的思想方法进行再思考的实践活动。按照《活动手册》中的“活动提示”一步步进行活动。教师可以根据实际情况，灵活处理该活动，可以将它用在学生学习系统分析之前，让学生探究系统分析与设计的一般步骤；也可让学生边学习理论知识边实践。（说明：如果没有在第一学期没有开展台灯设计的学校，也可以利用本节内容开展）。
二、教学建议
1.活动的导入可以展示学生的台灯作品，让学生提出意见与建议，以激发学生的活动兴趣，有意识的把学生的思考范围向系统分析基础上引导。
2.活动提示2的填写可以先请同学回答前面课程中所讲的有关系统分析一般步骤及发现与明确问题的知识，然后填写。
答题提示：
A、（学生绘制自己的台灯设计草图，要求能充分展示思维或与原作品相似）草图略。
B、如：（1）光线太暗；（2）连接不紧密、各元件布局不合理等（还有其他同学或老师提出的建议）
在这些分析的基础上重新拟订设计要求如：
台灯设计新颖，支撑架取材方便，可以调节高度，对个体的适应能力强；各个部分连接紧密，底座容易制作，布线合理制作工艺精致；要安全，宜用。
3. 活动提示3 学生根据活动要求填写子系统，并分析工作情况（这里教师要有意识引导学生从子系统与整体的关系上分析）如。
Ａ、灯泡主要功能是照明，选用的灯泡应保证台灯系统连续平稳的发光，保护学生视力。线路应布局安全合理，采用火线进开关，零线接灯座外螺口接线柱。插座电线要打安全结，导线布置要简洁合理，火线为红色，地线为黑色等。
Ｂ、开关起通断系统电源或调节台灯光线亮度的作用。可以选择可以调节光线的开关，易于防止和控制。（拨动式、触摸式、声控式等均可考虑和分析）
Ｃ、灯罩、支撑架及底座作用为安全保护、影响光线的照射和强弱，支撑并决定系统的高度。要合理连接，风格统一，有一定的整体性。其制作要简单，并有良好的稳定性和适应能力。
Ｄ、连接决定了系统的强度、稳定性和形式。建议采用多种方式连接。在台灯系统中有电线的连接、电线与开关的焊接、底座与支撑架、布线系统之间的合理连接，灯罩的固定等等。
Ｅ、（学生可以考虑别的子系统的配置）
4．活动提示４。让学生根据要求完成，尽量引导学生查阅相关资料，考虑周全。
5．活动提示５。学生总结并分析并画出流程图。提示：
ａ、划线
ｂ、以木板为材料，制作台灯底座。在底座上用手摇钻打出１２个孔和电灯电源线连接。
ｃ、在顶板中心打出电源线孔洞
ｄ、在顶板上安装电灯灯座，并进行电源线连接
ｅ、安装支架
ｆ、完成电路的连接，连接开关接火线，灯头接零线。
ｇ、用多用电表检测电路
ｈ、在确认电灯电路断路的情况下，装电灯，连接电源和开关。
ｉ、安装灯罩，并进行装饰
６．模型制作完成后，设计试验方案、得到数据后完成活动提示6的技术试验报告。
（1）提示：学生用台灯系统的光照度、稳定性试验，教师可以根据学校情况给予支持，如有光照度仪、稳定性测试仪，万用表等测试仪器。而不是简单的摇摆台灯或者看看就下结论。这样有利于学生技术素养的培养、技术习惯的养成及对技术实验的理解。这里的稳定性不仅包括结构的稳定性，还包括台灯线路、供电等的稳定性。
（2）引导学生根据上面的测试数据对台灯系统的分析与评价，同时有意识引导学生从整体上给予客观的评价，结合设计的评价的有关知识写出评价报告。
７．五问题讨论　
（１）提示：引导学生从台灯系统的整体功能和要实现的目标上考虑，学会分析有关的限制条件。
（2）提示：开关起通断电源或调节光线亮度的作用。可以考虑如下方案：
A．拨动式开关
B．旋钮式开关
C．触摸式开关
D．声控式开关
8．师在评价学生时，应兼顾各个方面，不能偏重某个方面。可以参考如下的评价表。
评价表
活动名称
制作人
日期
最终得分（三者平均分）
自评
他评
教师评
比重
得分点
得分点X比重
得分点
得分点X比重
得分点
得分点X比重
方案构思
草图绘制
模型制作
技术试验
问题回答
总分
三、补充资料
自行车系统构成
纵观人类发展,从蒸气机的发明到自行车的出现,?无不让人惊叹!?
自行车在我们现实生活中可说是无处不在,其以结构简单,轻便,适用性广,深受普通家庭喜爱,是人们很好的代步工具?,它不仅对我们的生活起着方便作用,而且主要的特点是不污染环境,?特别是近几年它又重新被人们所重视.
可又有多少人真正了解自行车?熟悉自行车?而今我就从系统角度出发,深入剖析自行车系统的构成?
在此之前我想我们先来认识一下什么是系统?所谓系统是指具有特定功能的,相互间具有有机联系的许多要素构成的一个整体.在这里我把自行车按系统构成分为四部份:动力系统(主要是靠人来实现),执行系统,传动系统,操纵系统.
我们知道自行车是一个比较简单的交通工具,所以它的动力系统没有像其它机械设备那么复杂,它功能的实现主要靠人的脚踩脚蹬,通过其它传动构件传动使其完成前进动作.在这里是由人提供动力,因其较简单,所以不具体作分析,接下来是自行车执行系统部分:所谓执行系统就是完成系统预期工作任务的部分,自行车中的执行系统主要有前后轮等部件,其工作原理大致是当脚踩脚蹬时,带动中轴,使大链轮转动起来经链条传动传给小链轮,再传到后轮,使其转动起来与地面产生摩擦,从而实现前进,而前轮在这时还起到导向作用,我们知道在车轮上我们还会装上轮胎,其实在以前是没有,这是为什么呢?因为人们发觉当骑行时其振动太大,使人感觉不舒服,特别是当路况较差时,更是如此,所以根据自行车时常接触的路面不同,专门为它设计出适应该地带使用的一个机构,就是现在的在轮上再装轮胎,这样一来可以起到防振,及地面对轮子的直接影响,又提高了舒适度.另外因自行车质心在两轮之间,为便于平稳停放,在机架后方(也就是后轴上)设置一可收放的支撑杆.
再下来是传动系统部分：所谓传动系统是指将动力机的运动和动力传递给执行系统的中间装置,自行车传动系统由脚蹬、中轴、链轮、曲柄、链条、飞轮、后轴等部件组成。主要功能是把动力传递给执行系统,让其实现特定功能,在前面我们讲到自行车是采用链传动,那么为什么要使用链传动呢,一:我们知道链传动可实现中心距较大的传动,比起齿轮传动来说更轻便,二:因其无弹性滑动和打滑现象,能保持平均传动比准确,故在自行车中采用链传动比齿轮传动更优.三:与齿轮相比,更易于调整中心距(改变链条的长度来实现),所以自行车中采用链传动即能实现其主要使用功能,又能保证其整体性,
我们知道操纵系统是指使动力系统,传动系统,执行系统彼此协调运行,并准确可靠地完成整机功能的装置,自行车的操纵系统由车闸部件组成也就是我们所说的制动装置,较为单一,它工作原理是利用摩擦力使得自行车减速或停止,为什么车闸要设计布置在车把上呢,这是因为便于操作者操作,当发生紧急事件时能方便及时作用,使其在最快时间制动,即符合人的习惯,也不干扰到其它系统的动作.
总而言之,对自行车的系统构成的分析不可能面面俱到,所以我主张应该从系统角度出发,用系统构成角度对自行车作全面的剖析,深入了解自行车系统构成,根据课本所学知识应用到实际当中,这对我们现在学习系统设计这门课是很有意义的.
活动八 集雨利用系统的设计
杭师大附中 何威年老师提供
一、本活动说明
系统设计就是在前面所学的系统分析基础上，根据系统的整体要求和各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化的过程。我们这一章节的教学过程中，安排同学们设计一个可以利用雨水为校园服务的装置。本次活动既让学生熟悉了系统设计的一般过程和方法，又提高了学生利用所学的技术知识解决生活中实际问题的能力，还培养了学生节省水资源的环保意识。
本次活动，建议教师先讲解系统设计的概念、应考虑的主要问题和一般步骤；然后引导学生自己根据教材所给出的两个系统设计的案例开展本次活动；最后对各小组的设计作品进行评价和分析，以加深学生对本节知识在实际中应用的理解。本次活动的时间建议安排2节课。
二、教学建议
1.校园集雨灌溉系统的设计要求比较简单：收集雨水、储存雨水、利用雨水，但是由于各个学校所处的环境和建筑物的各不相同，所以学生设计时应该也会有各自学校的特点。一般来说我们要求学生设计时不可以对校园的原貌进行较多的改变，所以我们建议教师根据自己班级的特点在两种难度中选择一个来进行设计。（以利用雨水灌溉植被为例子）
高难度——从整个学校来考虑，把所有落入校园的雨水统一收集并储存起来，进行处理后对全部或者部分植被进行灌溉。这种难度下，雨水的统一储存和运输是个比较困难的问题。
低难度——仅仅是收集校园的某一块区域或者一幢建筑物所落下的雨水，进行储存并灌溉附近的植被。。
2.下面给出的设计分析的答案以低难度下收集某一建筑物屋顶的雨水来灌溉植被为例。
参考答案：
（A）浇花，灌溉植物，清洗地面、建筑物的屋顶和外立面，冲厕所，搞卫生，降温，人工湖或者池塘的供水等。
（B）可以分为5个子系统——收集存储、定时排水、输送、灌溉、过量排除。其中定时排水子系统的设计是核心和难点。
（C）收集存储子系统的功能是收集并存储雨水；目标是尽可能多的得到雨水资源；工作环境一般在某个建筑物的顶部；限制条件是收集越多的雨水需要的存储装置就越大，雨水的质量也就越大，这可能对建筑物顶部结构造成破坏;还有就是脏水的处理和水池的清洗也是重要的限制条件。
定时排水子系统是把收集起来的雨水按照一定的时间的间隔进行有效的排放，这样做可以更好的利用雨水资源对植被进行灌溉，防止浇水量太多或者太少，提高灌溉的效果。为了方便安装和日后的维护，该装置建议安装在储水装置的附近，也放在建筑物的屋顶，但是为了防止日晒雨淋对系统的破坏，可以进行一定的防护。定时排水装置的最大限制条件就是设计和制作的难度较大，定时的精确性难以保证。
输送子系统是为了把定时排出的雨水（一般在建筑物顶部）通过一定的方式送到灌溉装置。为了方便日后的清洗和维修，建议安装在室外。在室外的输送装置最大的限制条件就是由于人群的活动而造成损坏的情况。
灌溉子系统是把定时排出的雨水，按照预先设计好的方式对选定区域内的植被进行灌溉的装置。为了使用方便，一般建议安装在植被附近。该装置的限制条件是制作的难度。
过量排除子系统是当雨水量过大时，可以通过相应的途径排除多余的雨水，防止储水区过重或者溢出。该装置一般也安装在储水区内。该子系统的限制条件为多余的雨水被排出储水区后如何顺利排空，并且不与储存的雨水混合。
（C）由于系统具有的整体性和相关性的特性，所以我们在设计这5个子系统时，要考虑到各个子系统之间是有机的组合，不是简单的叠加。
3.讨论时，教师应该引导学生开拓思路，发挥想象，方法越多越好，便于选择出最合适的设计方案。
参考答案：
（A）定时排水子系统可以用闹钟控制，也可以用延时、定时电路来控制，还可以使用会自动反转的沙漏或者竹水具（计时用）等装置来控制；
收集存储子系统的设计可以是屋顶的大水池，也可以是地面或者地下的水箱；
输送子系统可以用原来的雨水管道，也可以使用斜面水槽或者软管；
灌溉子系统可以使用常见的喷嘴或者水龙头，也可以使用根据连通器原理的管道；
过量排除子系统可以在储水池的指定位置钻一孔，也可以使用储水池自然溢出的方法。
（B）学生设计的系统，比较常见的问题一般有3个：1、各个子系统都是独立设计，满足基本功能，但是很难组成一个整体来进行工作；2、系统中所采用的某些装置光知道功能，不知道工作原理；3、设计方案过于理想化和高科技化，缺乏实际使用的可能性。
针对这些问题，教师应该鼓励学生多设计方案，以便于更好的选择；另外也可以给一些比较可行的方案提一些意见和建议。另外由于整个系统是一个完整的综合体，具备一种特定的功能。因此不可以设计出5个孤立的装置，而是要考虑各装置之间的互相作用和互相影响。例如：如果收集存储、定时排水、过量排除这3个子系统在同一位置，如何分布？定时排水和过量排水的通道如何做到互不影响？输送的管道如何连接定时排水和灌溉这两个装置？定时排出雨水的多少是否会影响灌溉装置的工作？储存雨水的多少又是否会影响定时排水装置的正常工作？……
（C）设计草图和设计说明可以相对简化，例如下图的利用闹钟的自动灌溉系统：
4.问题讨论：如果我们设计的装置可以根据室外温度或者干燥度等情况手动或者自动设置浇水的时间间隔，那么该如何设计？
参考答案：
可以用温度或者湿度传感器来配合使用；也可以设置某种控制开关或者筏门来控制排水管的大小，让我们可以手动调节灌溉的水量来达到相同的效果。也可以参考资料1中提到的利用土壤的湿度来决定排水的时间间隔的这种设计。
三、补充资料
资料1——自动灌溉系统的设计过程
徐洪家里有一个大阳台，养了很多花草，爸爸妈妈工作忙，平时给这些花草浇水自然成了徐洪的任务。尽管他很用心，可是前天还是有一盆花死掉了。难道是因为没有及时浇水的缘故？徐洪决定请教生物老师，搞明白植物到底需要怎样照料。
生物老师听了徐洪的描述，基本上判断是因为浇水出了问题。水是生物的命根子，浇多浇少可马虎不得。通常说，土壤的含水率在17％－48％之间比较好，用农民伯伯的经验来说，就是把土捏起来能成团，摔下去又能散开。
原来给花草浇水也得这么细致，要是有个自动的机器来完成这个工作就好了。徐洪灵光一现，干脆自己设计一个能自动浇水的机器。
想到容易实现难，从哪里开始呢？根据老师说的，浇水的关键就是使土壤保持合适的含水率，徐洪决定就从研究土壤的含水率开始。他先用捏团的办法试了试，发现这个方法太笼统，尤其是平时对土壤接触比较少的人，没法掌握好这个干湿的尺度。
那么，用什么方法来测量比较好呢？他想到了一个好办法。
“天平，微波炉”，这些就是徐洪测量土壤含水率的设备，挺像回事的吧。其实思路很简单，先称出一定量的土壤，用微波炉加热去除水分，减轻的重量就是这土壤所含的水分。如何保证土中的水分已经去除干净呢？这也难不倒徐洪，只要多次加热和称量，当重量不再随着加热而减少时，就表示土壤中的水分已经去除干净了。
做了依次试验后，结果表明这份土壤样本的含水率是百分之十二。要是种着植物，植物肯定会喊渴，的确需要浇水。但是如何才能自动完成浇花的工作呢？
定时也许是个解决方案。像微波炉的定时器一样，如果用一个定时器控制水流，隔一定的时间就浇一定量的水，这样不就能保持土壤的湿度了么。
还有没有更好的办法呢？有了，既然测量含水率是通过重量，我们也可以通过称重的原理来控制是否给植物浇水。把花盆放在一个类似电子秤的装置上，由于水的不断蒸发，花盆轻到一定的程度，就自动浇水了。
看，测了一次含水率，想到两种自动浇花的控制方法，收获真是不小。可是定时器的想法由于不能视阴天与晴天需要水量的变化而被否决了，而通过称重来决定是否浇水看来也不可行，因为每一盆花的大小轻重都不相同，而且植物也在不断地

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