资源简介

(共36张PPT)
设计的一般过程
未来太空车项目
说课
设计背景
教学过程
教学反思
目录
5
4
3
2
1
教学目标
实验创新点
01
设计背景
1、设计背景
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
教材分析
教材：本课选自地质出版社高中通用技术必修《技术与设计1》第二章第三节《设计的一般过程》。
地位与联系：这一节既是连接前后章节的纽带，也是对第三章到第七章的概括性描述，因此本节不仅是本章的重点，也是整本书的重点。
实验内容：让学生经历太空车由设计到制作到优化的全过程。
STEM+创客
02
教学目标
2、教学目标
工作回顾
设计背景
教学目标
设计思路
教学过程
教学反思
通过小组合作，培养了学生沟通合作的能力，语言表达能力
通过创设情境及任务驱动能够独立完成未来太空车项目
实践中复习物理中杠杆原理、重力、摩擦力、阻力等知识点
通过实验，培养学生，主动钻研、坚韧务实严谨严肃的科学态度
1
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通过任务驱动，让学生完成太空车设计方案的制定，形成初步的技术创新设计能力和学会用图样表达设计构想。
创新设计和图样表达
学生在知识的主动建构过程中，学会运用系统、结构等原理和系统分析方法；
工程思维
能根据设计方案要求，综合选择合适的材料与工具，合作完成模型的制作，进行技术测试并优化；
技术意识
物化能力
通过实地参观或观看视频等方式，让学生了解太空车的现状、发展历史、未来趋势等，激发学生太空探索热情，形成积极的技术价值观。
3、实验创新点
工作回顾
设计背景
教学目标
教学过程
教学反思
教学目标
实验创新
原课本实验
vs
改进与创新
多功能衣架设计
●内容单一 示例陈旧
●只讲理论 学生兴趣不高
未来太空车设计与制作
●从简单理论学习到完整项目实践转变
●从简单模仿到自主创新设计转变
●从简单作品展示到班级评比转变
04
教学过程
设计思路
工作回顾
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
导入
设计
制作
优化
总结
01
02
03
04
05
设计理念：从做中学
创设情境
任务驱动
制定设计方案
动手实践
测试改进
分享 评价
讨论交流
提升技术意识
数学（测量 计算）工程（系统设计）
技术（材料 工具 物化）
科学（机械传动 受力）
工程（系统分析）
学习交流
未来展望
4.1创设情境 科技馆探秘
工作回顾
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
我校一直注重学生的全面发展，大力开展科技创新教育，为促进学生创新思维培养，在2019年修建了校园科技馆，在科技馆内有一个展区为：月球基地，内有月球车模型，本堂课，从我带领学生走入科技馆探秘开始。
明确任务：
技术设计要求：
1、太空车长、宽、高尺寸不超过25cm*25cm*25cm,车总质量不超过500g ；
2、每组电机1个，1.5V电池不超过4节
序号 材料
1 椴木板
2 电池盒
3 N20电机
4 D孔电机齿轮
5 连接器
6 螺丝刀
7 各种横梁 轴等
8 不同大小的车轮
9 螺丝包和轴套
10 442A齿轮
11 2mm轴
12 不同的动力源（太阳能板等）
13 双面胶
14 硅胶垫
15 电池 皮筋 软管 等耗材
4.2创意构思
上网查阅资料
分组讨论
并记录自己的设计构想
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
4.3 绘制草图 设计方案
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
学生画的草图：
学生写的设计方案：
4.3 设计方案
影响因素： 动力源
车轮大小 车的重量 重心位置 传动方式 摩擦力等
组别 组长 初步方案
1组 张思尧 四轮驱动车
2组 陈奕辰 履带新能车
3组 曹叶祥 六轮月球探测越野车
4组 张泽权 温差发电驱动功能车
5组 王岳磐 大轮奇迹车
6组 宗逍阳 六轮越障车
7组 张海翔 神奇小车
4.4太空车模型制作
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
技术手段 所需知识
雕刻机切割 平面建模雕刻软件的使用
草图创意 电脑平面设计
结构搭建 数学立体几何构建
速度、时间测量 物理知识
4.4太空车模型制作
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
4.4太空车模型作品
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
：
1号小车
2号小车
3号小车
6号小车
4号小车
5号小车
4.5技术试验一：太空车速度探究 场地长度：1.2米
用时：1.5秒
用时：5.2秒
用时：2.3秒
用时：3.8秒
用时：5.5秒
用时：9.5秒
4.5技术试验一：太空车速度分析
设计特点：普通小车
试验数据：平面用时1.5秒 速度最快
发现问题：速度过快遇到障碍物会翻车
试验方向：分析速度快的原因，如何控制速度变化？
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
4.5技术试验一：太空车速度分析
平面通过时间：2.8秒
P=Fv 在功率一定的情况下通过减小齿轮速度来增大牵引力
无法运动
4.5技术试验二：复杂路面通过性探究
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
坎坷测试：失败
坎坷测试：失败
坎坷测试：2.9秒
坎坷测试：2.25秒
坎坷测试：失败
坎坷测试：6.75秒
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
4.5技术试验二：复杂路面通过性探究
设计特点：采用履带受力面积加大,增大摩擦,抓地力变好,相对地面的压强减小,不容易造成陷轮。
设计特点：月球车装有6个车轮，是为了增大受力面积，在对地面的压力不能改变的情况下，可以减小车辆对地面的压强
轮式机械行驶速度高，机动性好。主要缺点是附着力小，通过性能较差。
履带式比轮式机械行驶系的牵引性能和通过性能好。缺点是：机动性差，一般行驶速度较低
4.5技术试验三：攀爬高度探究
攀爬高度：1.5cm
攀爬高度：失败
攀爬高度：失败
攀爬高度：4.5cm
攀爬高度：7cm
攀爬高度：1cm
4.5技术试验三：攀爬高度探究
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
攀爬高度：7cm
设计思路介绍
4.5技术试验三：攀爬高度探究 （尾翼长度的影响探究）
尾翼：10cm 高度：5cm 挑战失败
尾翼：15cm 高度：7cm 挑战成功
尾翼：17cm 高度：9cm 挑战成功
试验结论：增大尾翼长度 可以增加车的攀爬高度
4.5技术试验三：攀爬高度探究 （轮齿弧长的影响探究）
轮齿直径：10cm 尾翼15cm
轮齿个数：3
挑战高度：9CM
结果：成功
轮齿直径：10cm 尾翼15cm
轮齿个数：4
挑战高度：9CM
结果：失败
4.5技术试验三：攀爬高度探究 （轮齿长度的影响探究）
增长轮齿长度，可以升高攀升高度，但是任务规则作品要求小于25厘米，经计算：轮齿的长度小于13厘米。
轮齿长度：8cm 最高攀爬高度：10cm
轮齿长度：10cm 最高攀爬高度12cm
4.5技术试验三：攀爬高度探究 （轮齿长度的影响探究）
轮齿长度;13cm 尾翼15cm
高度：9cm
结果：挑战失败
轮齿长度;13cm 尾翼20cm
高度：9cm
结果：挑战成功
4.5技术试验三：攀爬高度探究分享
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
工程思维：影响最终结果的不是单一要素，各项因素互相影响 互相制约，要综合考虑得到最佳方案。
4.5技术拓展：太空车能源探究
能源种类 优点 缺点 是否可行 太空应用现状
太阳能 太空中无光线散射，无阴天等天气状况 效率比较高，成本适中 受宇宙射线影响较大 是 应用最广的太空能源
燃料发电 无 运输成本高，污染多 否 无
风能 清洁环保 太空空气密度小，大部分地区无风力条件，发电效率低 待定 存在设想
核能 能量密度大，续航能力强 有放射性废物，成本昂贵 是 技术不断完善
温差发电 清洁环保 发电效率低，技术要求高 待定 无
氢氧燃料电池 能量转换率高，废弃物较少，节约金属材料，可持续发电，充电速度快 成本较高，技术未完善 待定 不明
4.5技术拓展：太空车能源探究
4.6 总结分享 未来展望
学生分享：
张泽权同学分享：未来太空车的设计方案应该综合考虑轻量化、高效能源系统、先进推进系统、自主导航和控制、高可靠性和安全性等方面，以实现长时间、高效率、安全可靠的太空飞行。
设计背景
教学目标
实验创新
教学过程
教学反思
4.7学生评价
最佳创意组 最强性能组 未来新能组
5.教学反思
工作回顾
设计背景
教学目标
实验器材
设计思路
教学过程
教学反思
项目式学习
实验提升了学科素养
未来继续
学生主体
教学反思
创新设计
图样表达
工程思维
物化能力
技术意识
敬请批评指正

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