资源简介

《通用技术》必修1第四章
第二节原型与模型的制作
教学设计
教学背景
党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：
知识与技能
会制作简单产品的模型或原型
能使用简单的方法对产品进行测试并优化
情感态度与价值观
从了解工艺含义到明白工艺处处存在我们生活中。知道工艺对工业生产的重要性，同样的材料，不同的工艺技术会立生不同的产品，工艺的好坏决定着产品质量的优劣。从而树立工艺要精湛，产品才能优秀的理念，培养学生对技术的正确态度以及良好的技术理念和素养。
感受工匠精神对技术制造质量的独特作用，体会工艺的优质对成品的重要性，形成严谨细致精益求精、追求卓越的工作态度。
教学内容分析:
本书的第四章就是以问题的解决过程为线索来展开的，教材以贴近生活实际的广告宣传灯设计为例，引领同学们经历技术设计与制作的过程。
通过第四章的学习，同学们将会掌握相关的技术设计的知识和技能，了解设计中可能遇到的各种问题，综合考虑设计的条件和因素，优化设计方家，最终实现设计方案的物化，从而达到提高核心素养的目的。同时提高实践活动的成效，以知促行，学以致用。
学情分析:
确定设计方案后，下一步就需要根据设计方案制造出产品。但是想要达到最终的设想，仅靠手绘图或计算机三维效果图是远远不够的，我们还需要通过进一步的学习，将设想变成现实。
本章我们将根据设计的要求，挑选合适的材料，运用合适的加工工艺，使用工具，最终制作出一个产品的原型或模型。 在这个过程中，既要尊重原始设计，又要提倡大胆创新，还需要处理好结构、空间、色彩搭配、材质肌理等关系，并时刻谨记操作安全。我们还要点结归纳在设计制作各个阶段做的测试和评价，通过测试和评价，使作品得到进一步的提升和完善。相信经过我们的努力，一定能把美好的设想，转化成实实在在的成果。
教学重难点:
重点
形成较强的动手实践与创造能力、体验方案物化过程的复杂性和创造性。
难点
从原型或模型的制作过程中总结原型或模型的制作步骤，感悟实现自己设计。教学策略:
本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。
教学准备:
展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
　　教学过程:
　　情景导入:
老师：本节课我们学习《通用技术》必修1第四章第二节原型与模型的制作。
李明小组经过对初步设计的几个校庆广告宣传灯方案进行分析、比较和权衡后，选择了六面形校庆广告宣传灯设计方案，并对设计方案做了进一步的修改和完善。下一步，李明小组决定运用已学习的工艺和工具，动手把六面形校庆广告宣传灯的模型制作出来。
导学思考
李明同学选择了六面形校庆广告宣传灯设计方案，并准备制作出模率。你选择了什么方案 如何才能把它做成模型
原型与模型
了解什么是原型和模型，以及它们在技术设计中的作用。
1.原型
原型通常是第一个能全面反映产品的功能和性能的物体，广泛应用于新产品的开发。原型通常在产品生产之前制作，与产品大小相同、使用功能一致。有时原型就是最终产品。在产品设计过程中制作的产品原型，可用于检测和试验，从而对设计方案的实现效果进行评估。
案例
歼-20原型机
歼-20（英文;ChengduJ-20，绰号威龙）是中航工业成都飞机工业集团公司为中国人民解放军研制的一较单座双发动机战斗机，具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力，它对第三代战斗机有着革命性的战场优势。歼-20从2011年1月11日第一架原型机实现首飞，之后不断增加原型机测试和优化飞机的性能（图4-16）。现在，歼-20成斗机已正式进入中国人民解放军空军序列。
2.模型
当由于条件限制不能直接制造原型时，模型是很好的替代品。模型是根据实物、设计图纸，按比例制成的与实物相似的一种物体。
案例
模型能帮助设计者分析设计的可行性、完善设计构思、评估设计方案，如检验产品的功能设计是否可行，是否满足环境的需求，是否符合人的生理和心理的需要，是否符合实际的生产工艺要求，是否符合市场需求等。还可帮助设计师进一步深化设计，如推敲造型比倒、确定结构细部、调整材质肌理及色彩搭配等。图4-17是利用飞机模型进行风洞试验。
模型能帮助设计者更好地与客户及生产者进行沟通交流。图4-18是建筑的模型，设计者通过模型向客户展示和交流，客户可以通过模型了解到建筑的结构和布局。
模型的制作，可以使用黏土、油泥、玻璃钢、泡沫材料、纸材、木材、石膏、塑料、金属等材料来实现。
思考
产品的模型与原型有什么不同
二、制作过程
任务
了解原型(或模型）的制作过程，经历和体验模型的制作过程。
方法指导
模型或原型的制作一般可分为以下几个步骤。
1.制作准备
为了有效地控制制作的进展，安全高效地制作出高质量的模型或原型，需要制订制作实施计划。
(1)根据设计方案列出所需的村料明细表，确定采用自制加工还是购买标准件。确定制作所用零件、应采用的加工工艺和工具。
(2） 要注意区分每 一阶段制作工艺的先后顺序，充分估计制作各阶段所需的时间与人力。合理安排各阶段的时间，计划好人员的分工与职责。
2.零件加工
对材料进行加工前，需要按照材料明细表中的零件尺寸规格和质量要求仔细划线，然后使用适当工具进行加工。
3.产品装配
产品装配包括由零件组装部件，再由部件组装成品。常用的产品装配工艺有榫接、钉接、铆接、螺栓连接、粘接和焊接等方式。在现代产品制造中还广泛利用特制装配零件接合部件的连接件接合方法，这种接合可以反复拆装而不影响制品的强度。采用连接件接合可以简化产品结构和生产工艺，有利于产品的标准化和部件的通用化，也给包装、运输、储存带来方便。
4.表面涂饰
表面涂饰是产品制作的重要工序，它除了起保护材料的作用外，还使产品的外形更为美观。
案例
六面形校庆广告宣传灯模型的制作过程
1.准备材料和工具
（1）制作六面形校庆广告宣传灯需要准务的工具: 手锯1把、台钳1把、木锉刀1把、勾刀1把、电工刀1把、台钻1台、多用电表等。
（2）制作六面形校庆广告宣传灯需要的材料明细见表4-9。
表4-9制作材料明细
材料 实木板 木方 有机玻璃板 铁丝 螺钉 灯座 开关 电源线
规格 1000 mmX250 mmX10mm 500mmX35 mmX35 mm 1000 mmX500 mmX3mm 适量 标准件 标准件 标准件 标准件
类型 螺口 拨动 带插头
数量 1 1 1 20 1 1 1
用途 顶板、底板、灯罩面板 骨架 面板 挂钩
2.加工零件
对材料进行加工前，需要按照材料明细表中的零件尺寸规格和质量要求仔细划线，然后使用适当工具进行加工。把骨架横方、骨架竖方、广告面板、顶板、底板、灯罩面板等零件加工好（表4-10)）。
讨论
从节省材料的角度，你认为怎样安排锯割更合理 若从节省加工时间的角度来考虑呢
3.装配产品
把在零件加工中做好了的骨架横方、骨架竖方、广告面板、顶板、底板、灯罩面板等零件，先组装成骨架和灯罩部件，然后再进行总装（表4-11）。
表4-11 装配六面形校庆告宣传灯
装配部件名称 装配工艺与步聊
广告灯骨架 将6根骨架横方粘接成六边形上框架 将6根骨架横方粘接成六边形下框架 将上、下框架和6根竖方粘接成六面形广告灯骨架
广告灯灯罩 将6块灯罩面板粘接，下端用木垫粘接加固，再将灯罩面板与六边形顶盖板站接成灯罩
广告灯总装 顶板安装: 用木螺钉将顶板和上框架固定，顶板安装灯座并旋紧，安装灯泡，安装铁丝作挂钩 面板安装: 将面板钻孔，用木螺钉将面板与竖方固定 底板安装:用木螺钉固定底板和下框架 灯罩安装:将灯罩架在六面形广告宣传灯上方
讨论
如果上面制作的六面形校庆广告宣传灯采用铝合金型材制作框架，加工与装配工艺会有什么不同
4.表面涂饰
为了使六面形投庆广告宣传灯更美观，普发配的六面形投庆广告宣传灯的表面打磨、贴彩色胶纸、上漆等（表4-12）。
表4-12为六面形校庆广告宣传灯的表面涂饰
操作名称 装配工艺与步骤
打磨与上漆 对灯罩表面、底板用较粗的木砂纸打磨，去除表面的脏污、磨屑，并借工具用腻子抹平裂纹、孔洞、凹坑等缺陷。待腻子干燥和粘紧木料后，用较细的木砂纸打磨灯罩表面和底板 清理灯罩表面和底板上的木灰，再用手工涂刷的方法对灯罩表面、顶盖板和底板上涂上底漆和面漆
贴彩色胶纸 在灯罩表面贴彩色胶纸和装饰边条
贴宣传纸 在6个广告宣传面板分别贴上文字与图画宣传内容
实践
根据小组制订的设计方案，选择合适的材料和工具制作成模型或者原型。
在制作过程中要注意:
合理安排制作的顺序，降低成本，不浪费材料。
既要大胆动手操作，又要注意安全，杜绝事故的发生。
讨论、思考、形成小论文。
每位同学组织一篇小作文，可以从不同的方面进行展开。
完成后，与同学们进行讨论、分享。
课后作业
1.模型与原型各自的作用有哪些
2.原型与模型在外形、大小、结构、强度、制作材料、成本等方面，有何异同？
3.参考下列步骤，写出模型或原型正确的加工工艺。
(1) 根据实际需要进行表面涂饰。
(2 )按照设计图纸配备材料，根据材料的特性与现有的工具设备条件选择材料的加工工艺。
(3)将加工好的零件组装成部件，再将部件装配成产品。
(4)按设计图纸对材料进行加工。

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