资源简介

《技术与设计2学生活动手册》教师参考 版权属浙江省教育厅教研室
2009年2月修订
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生长，所以通过重量进行判断并不现实。看来只有另想办法。
偶然间，徐洪在爸爸的一本书上看到有关电阻的内容，忽然想到，潮湿的土壤能导电啊，那么土壤的电阻是否和含水率有关系呢？
徐洪找来万用表，尝试着测量花盆里泥土的电阻。果然有所差异，土壤的电阻值与干湿程度有很大的关系，土壤越干电阻越大。另外，俩个电极之间的距离增大，电阻也会变大。找到了土壤湿度与电阻之间的关系，就能够通过测量电阻来控制是否要浇水，既不受天气变化的干扰，又不受花盆大小的影响，那样就太完美了。
有了思路就好办了。第一部就是建立土壤含水率与电阻之间的对应关系。徐洪准备了七份完全烘干，含水率为零的土壤，再用量筒量出由少到多六份清水，按顺序加进七份干土中。这样就得到了含水量由低到高的7组样品。通过测量7组样品的电阻，就能得到电阻与含水率的关系。不过先别忙测电阻，要等水分把土壤充分湿润才行，而且还有一个工序没有完成呢，就是电极的处理，因为如果电极之间的距离变化，电阻也会发生变化，看这样一来，正负极之间的距离就固定了，是个聪明的办法吧。
根据含水率与电阻之间的关系，徐洪确定了在他的测量条件下，400欧姆左右的电阻对应的含水率适合一般植物的生长。接下来的工作就是设计电路了来实现控制了。
爸爸为徐洪提供了一个现成的控制电路，只要稍作改动就可以用了，听起来简单，可对于刚上初中的徐洪来说就没那么容易了。幸亏有个搞电器工作的老爸的帮助，电路终于完成了。亲手把自己的想法变成实物，再看着机器一步步装备完整，这可真让人兴奋。
工作很顺利地完成了，水正从管子里一点点地向土壤中渗透呢。这玩意儿能灵吗？他决定再实验一下。一整杯水倒了下去，感应到土壤潮湿以后，机器开关“啪”地一声合上了。成功了！
资料2——我国的雨水利用
北京某些地方已经开始利用雨水补充日益减少的地下水。如图所示，降落至建筑物顶部、道路等下垫面上的雨水，若在设计标准内，则通过雨落管、道路雨水口等或直接排入绿地或透水性铺装地面补给地下水，或进入雨水收集管线，经过初期径流池除去受污染较重的初期径流，再进入沉淀池进行沉淀。沉淀后的雨水，在人工湖需补水时通过水泵提水补充人工湖用水，人工湖水满后，多余雨水进入过滤池，再通过回灌井补给地下水。若超过设计标准，则多余雨水径流溢流至市政管网直接排放。（此图由北京水利科学研究所提供）
资料3——国外如何利用雨水
美国——强制“就地滞洪蓄水”：
美国的雨水利用常以提高天然入渗能力为目的。如美国加州富雷斯诺市的地下回灌系统。10年间（1971~1980)的地下水回灌总量为1.338亿立方米，其年回灌量占该市年用水量的20%。在芝加哥市兴建了地下隧道蓄水系统，以解决城市防洪和雨水利用问题。其他很多城市还建立了屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统。美国不但重视工程措施，而且还制定了相应的法律法规对雨水利用给予支持。如科罗拉多州、佛罗里达州和宾夕法尼亚州分别制定了《雨水利用条例》。这些条例规定新开发区的暴雨洪水洪峰流量不能超过开发前的水平。所有新开发区(不包括独户住家)必须实行强制的“就地滞洪蓄水”。
伦敦——世纪圆顶用雨水冲厕所：
以伦敦世纪圆顶的雨水收集利用系统为例，泰晤士河水公司为了研究不同规模的水循环方案，设计了英国2000年的展示建筑——世纪圆顶示范工程。在该建筑物内每天回收500立方米水用以冲洗该建筑物内的厕所，其中100立方米为从屋顶收集的雨水。这使其成为欧洲最大的建筑物内的水循环设施。从面积相当于12个足球场大小的10万平方米的圆顶盖上收集来的雨水，经过24个专门设置的汇水斗进入地表水排放管中。初降雨水含有从圆顶上冲刷下的污染物，通过地表水排放管道直接排入泰晤士河。由于储存容积有限，多余的雨水排入泰晤士河。收集的雨水在芦苇床中进行处理，芦苇床还能增加城市的景观多样性。
德国——放跑雨水要收费：
利用公共雨水管收集雨水，采用简单的处理后，达到杂用水水质标准，便可用于街区公寓的厕所冲洗和庭院浇洒。如位于柏林的一家公寓始建于上世纪50年代，经过改建扩建，居民人数迅速增加，屋顶面积仅有少量增加。通过采用新的卫生原则，并有效地同雨水收集相结合，实现了雨水的最大收集。从屋顶、周围街道、停车场和通道收集的雨水通过独立的雨水管道进入地下贮水池。经简单的处理后，用于冲洗厕所和浇洒庭院。利用雨水每年可节省2430立方米饮用水。另外德国还制定了一系列有关雨水利用的法律法规。如目前德国在新建小区之前，无论是工业、商业还是居民小区，均要设计雨水利用设施，若无雨水利用措施，政府将征收雨水排放设施费和雨水排放费。
丹麦——居民用水22％靠天降：
丹麦过去供水主要靠地下水,一些地区的含水层已经被过度开采。为此在丹麦开始寻找可替代的水源。在城市地区从屋顶收集雨水，收集后的雨水经过收集管底部的预过滤设备，进入贮水池进行储存。使用时利用泵经进水口的浮筒式过滤器过滤后，用于冲洗厕所和洗衣服。在7个月的降雨期，从屋顶收集起来的雨水量，就足以满足冲洗厕所的用水。而洗衣服的需水量仅4个月就可以满足。每年能从居民屋顶收集645万立方米的雨水，如果用于冲洗厕所和洗衣服，将占居民冲洗厕所和洗衣服实际用水量的68%。相当于居民总用水量的22%，占市政总饮用水产量的7%。
日本——运动场也是蓄水池：
日本于1963年开始兴建滞洪和储蓄雨水的蓄洪池，还将蓄洪池的雨水用作喷洒路面、灌溉绿地等城市杂用水。这些设施大多建在地下，以充分利用地下空间。而建在地上的也尽可能满足多种用途，如在调洪池内修建运动场，雨季用来蓄洪，平时用作运动场。近年来，各种雨水入渗设施在日本得到迅速发展，包括渗井、渗沟、渗池等，这些设施占地面积小，可因地制宜地修建在楼前屋后。日本于1992年颁布了“第二代城市下水总体规划”，正式将雨水渗沟、渗塘及透水地面作为城市总体规划的组成部分，要求新建和改建的大型公共建筑群必须设置雨水就地下渗设施。
综上所述，国外发达国家城市雨水利用的主要经验是：制定了一系列有关雨水利用的法律法规；建立了完善的屋顶蓄水和由入渗池、井、草地、透水地面组成的地表回灌系统；收集的雨水主要用于冲厕所、洗车、浇庭院、洗衣服和回灌地下水。
活动九 手摇钻的组装及使用
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》，控制与设计单元一节控制的手段与应用安排2课时，本节教学可让学生通过试验来理解控制的含义、控制在生产和生活中的应用；了解控制的手段、对象、和目的。“手摇钻的组装及使用”活动设置的目的就是让学生通过对工具手摇钻的组装、使用及拆卸，理解控制的含义及应用。
本活动时间约需45分钟，可以用在学生学习控制的手段之后，按照《活动手册》中的“活动提示”一步步进行活动。教师也可以根据实际情况，灵活处理该活动。可以将它用在学生学习控制的手段之前，让学生探究控制的目的、手段和对象；也可让学生边学习理论知识边活动，在活动中理解控制。
二、教学建议
1.活动的导入可以展示多种工具钻的图片和介绍，以激发学生的活动兴趣。（可以分组竞赛的形式展开活动）
2.活动提示1，2的填写。（由于没有在图9-2上标部件名称和符号，所以希望学生在图上标注符号，查阅相关资料搞清各部件的名称。参考地址如下：http://www./newsinfo/2005127/2005127-9232574.html）
答案提示：这里安装方法比较多，但由于手摇钻拆分比较细，学生可能会遇到困难，鼓励学生通过不断的试验找出最佳的方案。大体步骤是，先选择和区分主体 ，再搞清各个部件的作用，然后再组装。
补充：手摇钻操作时，旋转摇手柄，使与摇手柄连在一起的大齿轮转动，通过大齿轮的转动从而动主轴上的两个小齿轮旋转。主轴的一端利用螺纹装有钻夹头，以供装夹直柄钻之用。传动齿轮的旋转使直柄钻随之转动，发生钻孔作用。
3. 活动提示3。让学生体验自己组装的手摇钻的性能，感受为了达到钻出相应图形的目的，通过对手摇钻的操作情况，体会控制，体会影响控制的因素。并做对控制对象作出评价。
参考答案：
如：换钻头不是很方便，钻孔效率较低，旋转手柄易松动，钻孔时不容易对准位置等
4．活动提示4。本环节主要是让学生拆卸手摇钻，为后面的教学做准备。在拆卸的过程中再次体会手摇钻的机械控制方式，及各个部件的连接，理解控制。（注意提醒学生，一定要小心，不能把弹簧、螺钉、卡片等小部件弄丢，保证各零部件整齐有序的摆放，培养学生严肃认真的态度，规范统一的习惯）
5、问题讨论
（1）本问题是让学生在动手后体会理解控制的三个要点，即控制对象、控制目的和手段。
参考答案：
控制对象：手摇钻（钻头）
控制目的：打孔
控制手段：摇钻操作时，旋转摇手柄，使与摇手柄连在一起的大齿轮转动，通过大齿轮的转动从而动主轴上的两个小齿轮旋转。主轴的一端利用螺纹装有钻夹头，以供装夹直柄钻之用。传动齿轮的旋转使直柄钻随之转动，发生钻孔作用。
（2）引导学生思考手摇钻的工作原理，有利于学生理解控制的理论知识，思考影响手摇钻控制的因素。
参考答案：
A、当人旋转摇手柄时，把人力转变为手柄的旋转，从而导致与摇手柄连在一起的大齿轮做圆周运动，在通过与大齿轮连接的动主轴上的两个小齿轮使得直柄钻头随之转动，将圆周运动转化为直线运动和旋转运动。
B、使用时左手握直柄把手，左手压力适中不能晃动；右手旋转手柄速度要合适，稳定；装夹钻头要稳紧，不能晃动；打孔时要注意及时反转，不能让钻头卡死在工件里。
（3）本问题意在引导学生拓宽思路，思考从人工控制到自动控制部件的转化。
答题提示：把齿轮传动改为电动机等。
6.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
流程设计
模型组装
钻孔试验
问题回答
总分
三、补充资料
什么是手摇钻？其结构和规格如何？
手摇钻又称摇钻。它是专供装夹圆柱柄钻头(直柄钻)后，用手工操作对金属或其他材料进行钻孔的一种工具。
手摇钻分为手持式(手式)和胸压式(胸式)两种。它主要由主体、齿轮、主轴、摇手柄、钻轧头、手柄(或胸撑)等组成。

手摇钻是用手工操作，旋转摇手柄，使与摇手柄连在一起的大齿轮转动，通过大齿轮的转动从而动主轴上的两个小齿轮旋转。主轴的一端利用螺纹装有钻夹头，以供装夹直柄钻之用。传动齿轮的旋转使直柄钻随之转动，发生钻孔作用。

使用时左手握住手柄，右手握住摇手柄，把直柄钻头对准工作，然后右手向顺时针方向旋转，从而使直柄钻相应地旋转钻入工件。退出时，右手向逆时针方向旋转，直柄就能从工件中退出。
活动十 小电珠控制系统的设计与制作
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》，控制与设计单元一节控制系统的工作过程与方式安排2课时，本节教学可让学生通过试验来熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出方框图，理解执行器、控制器的含义。 “小电珠控制系统的设计与制作”活动设置的目的就是让学生尝试设计小电珠的控制系统，引导学生理解控制系统的工作过程和方式。
本活动时间约需45分钟，可以用在学生学习控制控制系统的工作过程和方式之后，按照《活动手册》中的“活动提示”一步步进行活动。教师也可以根据实际情况，灵活处理该活动。可以将它用在学生学习控制系统的工作过程和方式控制的手段之前，让学生探究控制系统的工作过程和方式；也可让学生边学习理论知识边活动，在活动中理解控制系统的工作过程和方式控制。
二、教学建议
1.活动的导入可以展示多种灯光控制的方案，引起学生思考控制的工作过程和方式。
2.四、活动提示1、2。这是一个简单的小电珠控制方案，目的是让学生熟悉小电珠控制系统中的各种装置和理解开环控制过程。此处使用的元气件可自制或到物理实验室，劳技实验室借用。
答案提示：（建议不要对这些环节或量进行深入的讨论，只要学生基本理解工作方式即可）
输入量：开关的开或关（信号）
控制器：开关
执行器：电路
被控对象：小电珠
输出量：小电珠的点亮或熄灭
合上开关元件，电路导通，有电流流过小电珠，点亮小电珠。断开开关，电路断路，无电流流过小电珠，小电珠熄灭。
3. 活动提示3、4。本活动主要是改变控制系统中的控制器，让学生理解小电珠的控制工程和控制方式。
答案提示：（建议不要对这些环节或量进行深入的讨论，只要学生基本理解工作方式即可）
控制方框图：
4．活动提示5。此处比较难，主要是引导学生进一不思考控制的工作方式。我们对此处设计精度要求不高，同时要引导学生有意识拓展思路，在学生遇到困难时给予一定的指导。当然，如果存在困难，教师也可以自己制作一个小装置演示给学生看，并引导学生分析。
参考答案：
在上面活动的基础上，引入光敏电阻和三极管的组合电路（教师可以建立这样一个场景，如不用人控制的的小电珠控制系统，当光线强时，小电珠比较不亮，当光线比较弱时，小电珠点亮）。
参考电路如下图：
5．问题讨论：
（1）本问题主要引导学生查阅相关资料，对控制开关及控制方式的了解。
提示：
拉线开关、档位吊扇调速开关、触摸开关、调光调速开关、声控开关等等。
（2）本问题主要作为参考，不作为必须完成的内容
6．参考活动是为了提高学生兴趣，让学生探索影响飞碟控制的因素而设置的。此活动比较简单，与学生生活比较接近，容易让学生接受和思考。
7.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
控制方框图绘制
制作与实验
技术试验
问题回答
总分
三、补充资料
自动化之路
从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省时省力地生产出更多的东西，来满足人们生活的需要。人们在几千年的生产过程中，发明了很多节省力气的工具，如在河流上建造的水车。可以通过水的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。
工业革命的到来，为自动化的发展带来了巨大的动力。1788年，为了解决工业生产中蒸汽机的速度控制问题，瓦特在自己发明的蒸汽机上安装了一个飞球，并将它与蒸汽机的阀门连接在一起。这样当蒸汽机的转速太快时，飞球升高，使阀门开的小些，蒸汽机会减速。瓦特的这项发明开创了自动调节装置的应用和研究。这项发明的成功表明自动化技术已具雏形。但是这些发明都是在人们工作检验中产生的，没有形成理论的指导。直到一百多年后，美国数学家维纳与墨西哥生物学家罗森布卢埃特合作，经过从1934年到1947年的十几年研究，最终提出了自动化的理论基础著作——控制论。标志着自动化技术的正式诞生。从诞生到现在，自动化技术在各个领域大显身手，飞机导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动化技术的应用。
　　1970年4月，在美国芝加哥召开的首届国际机器人大会上，多数科学家主张将自动化技术命名为“赛伯”。赛伯一词来源于希腊文，意思为“掌舵人”，转意为“管理人的艺术”。维纳首先在他的自动化技术的经典著作《控制论，或关于动物在动物和机器中控制与通讯的科学》中，首先使用了cybernetics（赛伯）一词。人们为了纪念维纳在自动化发展中的巨大贡献，最后决定将自动化技术命名为赛伯。
　　虽然直到1788年瓦特发明蒸汽机的速度调节器，自动化技术才开始进入到工业生产的使用领域。但是人们在几千年的劳动过程中，早已经利用自己聪明的头脑创造出了一些巧夺天工的装置，这些自动化装置体现了朦胧的自动化思想。
　　电视连续剧《三国演义》时，不知注意到了剧中提到的木牛流马没有。这种木牛流马传说就是诸葛亮发明的一种自动装置。它可以不用牲畜做动力，而是使用类似弹簧的装置来提供动力，帮助诸葛亮的军队运送战略物资。这虽然只是个传说，但是却体现了人们对于自动化装置的向往。
　如果说诸葛亮的木牛流马只是一个传说。而同样是三国时期的我国古代发明家马均发明的指南车则确有其事。这种指南车上有一个小木人，无论如何向前、向后、还是转弯，小木人的手一直指向南方。这种装置好像现代的自动定向仪。后来在魏晋时期又出现了记里鼓车。记里鼓车分上下两层，上层设一口钟，下层设一鼓。车上有一木人，峨冠锦袍，坐于车的下层。车走十里，小木人击鼓一次；每击鼓十次，小木人就上升到上一层，击钟一次，煞是有趣。这种装置是利用齿轮传动的原理来实现的，其实我们现在汽车上用的很多里程表所用原理也一样，与这种里程鼓车没有什么区别。
在国外，在古代也有很多制造巧妙的装置，2000年前的古希腊，有一个非常出色的技师叫希罗，他经常向阿基米德等科学家请教、学习，制造出了许多机器。有神殿自动门、神水自动出售机、里程表等。神殿自动门当有人拜神时，点燃祭坛上的油火，油火产生的热量就会使一个箱子里的空气膨胀，然后膨胀的空气就会推动大门，使大门打开。当拜神的人把油火熄灭后，空气受冷缩小，大门于是就会关闭。当时的人们由于没有什么科学知识，还以为是神仙显灵，为他们开门呢！其实这种装置也就是现在人们经常使用的发动机的原理。
到了17世纪中叶，工业生产突飞猛进，科学技术日新月异。这个时期的人们思想异常活跃，用机器工作的愿望比任何时候都更加强烈。哈格里夫斯是英国的一名普通工人，但是他却发明了纺纱机，他的妻子是一个纺纱工人，每天都在辛苦的工作，但是还是不能满足织布用。于是他想为自己的妻子作一个效率高的纺车，但是总也没有好的主意。有一天他不小心将妻子的纺车碰倒了，奇怪的是，原来水平放置的纺锤直立了起来，但是线却没有断，纺锤还在动，看到了这个情景，他有了灵感。他在原来的纺车上加了好几个纺锤，再用一个轮子带动它们，老纺车一下子成为了一个一次可以纺出很多纺线的新纺车。这种纺车的问世，打响了机械化生产的第一炮，也加快了自动化的发展。我国古代也有了这种纺织机，蜀锦机是我国古代织造技术最高成就的代表。织造时上下两人配合，一人拉花，一人踏杆，引纬织造。
　　人类自从开始劳动以来，就不断寻求着能够代替自己进行劳动的机器。正是这种愿望，使一代代劳动人民发挥他们的聪明才智创造出了许多的自动化装置，也正是这种愿望，才使我们今天的自动化技术在各个领域里发挥着巨大作用。
画线
剪
折
粘贴
钻孔
穿绳
折
粘贴
全体画线
剪
钻孔
穿绳
继续画线
电流量
电珠的点亮与熄灭
磁铁靠近或离干簧管
三极管电路
磁控干开簧管管
小电珠

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