资源简介

《通用技术》必修1第四章
第一节 工艺
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
体验和练习常用工具、设备，能选择合适的工艺并正确安全地操作，并形成一定的操作经验积累和感悟，为后面制作模型或原型打下基础，提高物化能力，提高规范和安全意识。
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
了解常用的工具、设备及其使用方法。
难点
能选择合适的工艺并正确安全地操作。
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第四章第一节工艺。
完成了校庆广告宣传灯的设计，同学们都摩拳擦掌，准备把原型及模型制作出来。原型及模型的制作一般有哪些工序 需要使用哪些工具 这些工具应该如何正确地使用
为了使同学们更好地了解制作工艺技术和工具，王老师组织大家到工艺厂进行了参观。在陈列室，精美的工艺品让同学们赞叹不已。这些精美的工艺品是如何制作出来的 大家都期待进一步了解。张师傅带同学们来到传统工艺制作车间，在车间里，师傅们正在利用各种工具进行制作:有的在锯，有的在刨，有的在锉，有的在钻，有的在雕刻，同学们被师傅们娴熟的技能和一丝不荷的工作态度深深打动了。张师傅又把同学们带到现代工艺制作车间，向同学们介了三维打印机、激光切割机、激光雕刻机等现代工艺制作加工设备。
通过到工艺厂参观学习，同学们不但对工艺及其常用工具有了初步了解，而且从师傅们的身上还能体会到了真正的工匠精神。
导学思考
你参观过工艺厂吗 如果没有，可以到学校的通用技术实验室去参观，看看有哪些常用工具，并设法了解它们的使用方法。
一、认识工艺
任务
了解什么是工艺，并通过参观学习或观看《大国工匠》视频等活动，感悟什么是工匠精神。
案例
景泰蓝及其工艺
景泰蓝是中国著名的特种工艺品，亦称“铜胎掐丝珐琅”，其外观晶莹润泽，颜色鲜艳夺目（图4-1）。
景泰蓝由一种瓷、铜结合的独特工艺制作而成。制作时先要用紫铜制胎，再用扁细的铜丝在铜胎上黏出图案花纹，然后用色彩不同的珐琅釉料镶嵌填充在图案中。这道工序完成后再进行反复烧结，磨光镀金。景泰蓝的制作既运用了青铜工艺，又利用了瓷器工艺，同时又大量引进了传统绘画和雕刻技艺，是集冶金、铸造、绘画、窑业、雕、錾、锤等多种工艺为一体的复合性工艺过程，堪称中国传统工艺的集大成者。景泰蓝珐琅彩底釉多为蓝色，到明代景泰年间这种工艺技术制作达到了巅峰，制作出的工艺品最为精美，故后人称这种瓷器为“景泰蓝”。
思考
景泰蓝的制作过程经过了哪些工序 怎祥理解工艺也被称为“做工的艺术”
不管是在手工时代还是在现代化大生产中，一件产品的问世往往经过许多道工序。我们把劳动者利用各类生产工具对各种原材料、半成品进行加工或处理，最终使之成为成品的方法与过程称作工艺。加工的目的就是要改变材料的形状、大小，外观或性质，以符合产品的设计要求。
立即行动
通过网上搜索或查阅有关资料，了解你感兴趣的一种艺术品的制作工艺，并把你对工艺的认识和理解填到表4-1 中。
表4-1 对工艺的认识和理解
项目 内容
艺术品书
制作的主要工艺
我对工艺的认识和理解
工艺是生产力的重要因素，也是企业的枝心技术。具有工艺专长的人是劳动者中的佼佼者，是企业的宝贵财富。
讨论
通过网上收集资料或观看视频，了解、学习“大国工匠”的事迹，并与同学讨论什么是工匠精神，为什么我们的时代在呼唤工匠精神。
二、常见工艺与工具使用
1.切削加工
任务
了解切削工艺及常见切削工具的使用方法，并通过实践体验切削加工方法。
方法指导
(1)常用的切削工具。切削加工是用切削工具把料或工件上多余的材料去除，从而获得所要的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法。金属材料的切削常用手钢锯、台虎钳、机床、钻床等工具与设备（图4-2）（参见教材P130）。木质村料的切削则常用电锯、木工锉、刨子和木工机床等工具与设备（图4-3）（参见教材P130）。
手钢锯、台虎钳、机床、钻床、钳工锉
电锯、木工锉、刨子和木工机床、裁纸刀
切削加工时，必须注意工具的正确使用方法。
台虎钳用来夹持工件，它必须正确、牢固地安装在钳台上。工件的装夹应尽量在虎钳钳口的中部，以使钳口受力均衡，夹紧后的工件应稳固可靠。
(2)划线工具及操作。材料在进行切削加工前，需按照加工零件的尺寸规格和质量要求，利用划线工具进行仔细划线（图4-4)。常用的划线工具有钢直尺、角尺、木工铅笔、划针、划规、祥冲等。划线的一般步骤:划出基准，划尺寸线，划轮廓线，冲眼。加工中常用划线工具的使用见表（4-2）。
表4-2划线工具的使用
划线工具 用途 操作要领
划针 用来在工件上划线 划针的头保持尖锐，划线时针尖要紧靠导向工具的边缘并压紧
划规 用于划出圆和弧的线痕 划规的脚尖保持尖税，划线时保持中心不滑移
样冲 用于在工件所划加工线条上打样冲眼 冲眼时冲尖应对准所划线条正中，敲击前要扶直祥冲
角尺 用于划平行线或垂直线，也可用于垂直度检查 使用时角尺要紧贴工件的一个基准面
纲直尺 用来量取尺寸，测量工件，也可以做划直线的导向工具 划线时要压紧直尺，防止其发生位移
(3)手钢锯及其使用方法。锯削操作是用手钢锯分制各种材料或半成品、锯掉工件上多余的部分及在工件上开槽等。手钢锯主要由锯弓和锯条组成，锯弓用来安装并张紧锯条。手钢锯的使用方法见表4-3.
表4-3 手钢锯的使用方法（参见教材P132）
使用方法
(1)安装锯条:锯齿斜向前方，不能装反。靠手把端有一螺丝可旋转和拉紧锯条。锯条要装得平正，不能扭曲，松紧适宜，否则会造成锯条折断、锯缝不直。
(2)工件的夹持:工件的夹持要牢固，不可有抖动，以防锯割时工件移动而便锯条折断，同时防止夹坏加工件表面或导致工件变形。
(3)起锯:从远离自己的一端起锯。起锯时用左手大拇指贴住锯条，锯条与工件表面的角度要小，以不超过15°为宜。起锯时压力要小，往返行程要短，速度要慢，这样可使起锯平稳。
(4)正常锯割:正常锯割时，手握锯弓要舒展自然，右手握住手柄向前施加压力，左手轻扶在弓架前端，稍加压力，推锯加压、回拉不加压，锯程要长，以免锯条中间部分迅地磨钝。
(5)收锯:锯割将完成时，用力不可太大，并需用左手扶住被锯下的部分，以免该部分落下时砸伤脚。
安全提示:锯割前要检查锯条的装夹方向和松紧程度。锯割时压力不可过大，速度不宜过快，以免锯条折断伤人。
(4)钳工锉及其使用方法。用钳工锉对工件表面进行切削，使其达到零件图所要求的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法称为锉削。锉削加工简便，工件范围广，可对工件上的平面、曲面及其他复杂表面进行加工。
钳工锉的使用方法。
保持水平三动直线前进开始位置
装夹工件:工件必额牢固地夹在台虎钳钳口的中部，需锉削的表面略高于钳口，但不能高得太多。
钳工锉握法:右手握紧钳工锉木柄，左手轻扶钳工锉前端。
锉削前姿势:锉削时，两腿站稳不动，靠左膝的屈伸便身体做往复运动，手臂和身体的运动要协调。
锉削方法:在推锉过程中，双手适当施压。左手的施压要由大变小，右手的施压要由小变大，使钳工锉平稳而不上下摆动。注意握钳工锉资势，要端平钳工锉，使钳工锉水平运动，直线前进。钳工锉运动不平直，工件中间就会凸起或产生鼓形面。
安全提示 : 钳工锉必须装柄使用，以免刺伤手腕。不准用嘴吹锉屑，也不要用手清除锉屑。钳工锉不能作橇棒，不能敲击工件，防止钳工锉折断伤人。钳工锉不可用水冲洗，日常用黄油做防锈处理。
(5)台钻及其作用方法。台钻是一种小型机床，主要用于钻孔。一般为手动进给，其转速由带轮调节获得。台钻灵活性较大，可适用很多场合。
台钻的正确使用方法
冲眼: 先用样冲在待钻孔的位置冲出浅凹窝（注意不要打穿），然后观察所冲的浅凹窝是否与所画的圆心同心，如发现偏心，应重新冲。
装夹工件:用台虎钳或手钳夹紧待钻工件，使物体平面与钻头呈垂直面，否则会钻成斜洞。
装夹钻头:选择合适的钻头，并安装在夹头上，钻头的直径大小合适，长度比要钻孔的深度长，且钻头没有损坏，有锋利的刃。要注意两点:一是钻头要夹正。开动马达后，钻头旋转不能有摆动，否则要停机，退出钻头后重新装好钻头。二是钻头要来紧。钻头上正后，要用工具旋紧来头，否则钻头在钻孔过程中会打滑，发出尖叫声，不仅钻不进去，还会损坏钻头。
钻孔: 开始钻孔时，慢慢向钻头施加压力。试钻后即可手动进给钻，进给力不可过大。钻小孔或深孔时.应及时退钻排屑以免被屑堵塞。孔将要钻穿时，必须减少进给力，以防折断钻头或使工件转动造成事故。在钻较大的孔或较深的孔时，应在孔中加冷却油或冷却永降温，以防温度过高而损坏钻头。
安全提示: 操作时要集中注意力。钻孔要戴防护眼镜，以防钻屑飞出伤害眼睛。长发学生要截能套紧头发的工作帽。不准截手套操作，以防钻头卷作手套而 伤害手指。不能用手直接扶住小工件、薄工件，以免造成伤害事故。
知识窗
数控加工设备
数控，即数字控制，在机床领域，是指用数字化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。
数控加工的主要过程如图4-6所示:
计算机建膜。
设置加工参数、加工路径。
加工模拟。
导入数控加工设备
固定工件。
确定基准坐标。
开机加工
加工结果核对测量
数控加工设备常见有数控的车床，铣床、钻床、镗床、磨床、线切割机、雕刻机（图4-7）、激光切割机（图4-8）等。
数控雕刻机是按加工材质配置刀具到高速旋转雕刻刀头，对固定于主机工作台上的加工材料进行切削，即可雕刻出在计算机中设计的各种平面或立体的浮雕图形及文字，实现雕刻自动化作业。
数控激光切割机是利用激光经光路系统聚焦成高功率密度的激光束，照射到工件表面，便工件达到熔点或沸点。随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，完成材料的切割。
2.成型加工
任务
了解常见的成型加工工艺，并通过实践体验成型加工方法。
方法指导
成型加工是利用材料的塑性，将材料改变至所需要的形状及大小。常见的成型加工方法有冲压成型、浇铸成型和注塑成型等（表4-6）。金属、陶瓷、塑料、玻璃、石膏等材料都适合采用浇铸成型或注塑成型的方法来生产部件或产品。
表4-6 常见成型方法
成型方法与户品示例 具体加工方法
冲压 便金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。日常生活用品中用的铝锅、饭盒、脸盆等就是采用冷冲压的加工方法制成的。例如，制造饭盒，首先需要切出长方形并带有4个圆角的坯料，然后用凸模将这块坯料压入凹模而成型。
浇注 把熔化的材料浇注到与产品零件形状相适应的铸型空腔中，待熔化的材料凝固并冷却后获得毛坏或零件。按照铸型材料分类，主要有砂型铸造、石膏型铸造、消失模铸造、金属型铸造、陶瓷型铸造、熔模铸造等。
注塑 利用塑料的可挤压性与可塑性，先将松散的粒状或粉状原料从注塑机送入高温的料筒内加热、熔融塑化，使之成为黏流态熔体，以一定的压力和速度充入模具，再经过保压、冷却后开启模具，就可获得一定形状和尺寸的塑料制品。
实践
石膏像的制作
制作所需要的工具和材料:石膏粉、水桶、铁盆、筷子、石膏模具、强力夹、毛笔、小刀。
(1)首先用强力夹将石膏模具开缝位置夹紧，并将石膏模具放在水桶里面润湿，略微晾干后待用。
(2)拿出铁盆并视模具大小倒入一定量的水，将石膏粉援慢地倒在铁盆里面，待水慢慢没过石膏粉，倒掉多余的水，然后迅速搅拌至无明显气泡为止。
(3)迅速将石膏糊均匀倒在模具里面，并转动模具，使石膏糊均匀地粘在模具表面，直到模具内部石膏糊不再流动为止。然后将模具挂起来10 min左右，使石膏初步干结。重复上述的过程在模具内部均匀滚刷第二遍。
(4)待第二遍滚刷完毕后，视模具大小及强度决定是否需要再滚刷第三遍。如不需要滚刷第三遍，就迅速将和好的石膏糊倒进模具内并迅速正面放平，约15min后石膏像就可脱模，将所有强力夹卸掉，然后沿开缝位置小心取下整个石膏像，并放在架子上晾晒。
(5)做好的石膏产品，如有气泡洞，可用毛笔沾水加石膏粉修补气泡处。再用刀子刮去产品边缘多余的石膏。
知识窗
三维打印机
三维打印是快速成型技术的一种。它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可黏合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常用材料包括玻璃纤维、石膏、铝材、铁合金、橡胶等。
三维打印先通过计算机建模，再将建成的三维模型分区成逐层的截面。把数据和原料输入到三维打印机(图4-9)中，打印机通过读取文件中的横截面信息，把这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式黏合起来，从而制造出一个实体。三维打印的流程如图4-10所示。
三维打印过去常用在模具制造、工业设计等领域制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。三维打印在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程施工、汽车制造、航空航天、医疗、教育、地理信息等领域都有较好的应用前景。
思考
三维打印机与日常生活中使用的普通打印机原理有什么异同
3装配
任务
了解常见的装配工艺，并通过实践体验装配过程。
方法指导
装配是将两件或两件以上的零件或部件暂时或永久结合在一起的加工方法。常用的装配工艺主要有粘接、焊接、榫接、铆接和螺栓接合等（表4-7）。
观察
到家具商场，观察木材制造的家具、金属材料制造的家具、多种材料混合制造的家具，看看它们的零件或部件是如何连接的。
实践
分别采用粘接及螺钉接合的方法把两块小木方接合起来。
4.表面涂饰
任务
了解常见的表面涂饰工艺。
方法指导
表面涂饰是指在工件表面施以装饰性或保护性处理的加工方法。不同的材料 有不同的涂饰方法。例如，木制品雾要表面刷光然后上漆(图4-11)，也可以贴木皮或塑料皮(图4-12)；金属材料常用表面刷光、喷涂油漆(图4-13)和镀层(图4-14)等；陶瓷制品则经过上釉而光彩夺目(图4-15)。
思考
对制品进行表面涂饰有什么作用
立即行动
观察教室的大门。如果该大门由你来制作，将你认为制作和安装时需要使用的工艺和工具，填写到表4-8中。
表4-8 大门制作安装的工艺和工具
需要使用的工艺 对有关工艺的描述 需要使用的工具
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
为保证手钢锯的正常使用，首先要正确安装锯条。下列有关锯条安装方法的说明哪些是不正确的 为什么
A.锯条齿尖应该斜向后方
B.锯条齿尖应该料向前方
C.拉紧锯条时越紧越好
D.锯条安装扭曲不平不影响使用
2.下列有关台钻的使用方法中，哪些说法是不正确的 为什么
A.起钻前要标示待钻位置，并用样冲轻轻冲出浅凹窝
B.要戴棉线手套以保护手指
C.小工件钻孔时，可以用手直接拿住小工件操作
D.钻孔时要快速位加压力，给进力越大越好
3.下列关于使用锉刀锉削金属的方法，哪些说法是不正确的 为什么
A.平锉物体时，两手用力应始终一样
B.锉削产生的金属碎屑，应及时用嘴吹掉
C.锉削产生的金属碎屑，应及时用手抹掉
D.工件必须牢固夹在台虎钳钳口中部
4.几位同学到一家剪刀制造厂参观，了解剪刀的生产工艺。技术员拿出几把刀把上带有塑料套柄的剪刀，张明同等认为该剪刀制作工艺流程如下：
加热锻制刀
安装塑料套柄
刀身铰接
热处理以提高刀身硬度
请你分析张明同学认为的剪刀制作工艺流程是否正确，为什么

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