资源简介

第二节 流程的设计
【学科核心素养】
1. 工程思维：通过设计金属笔筒加工流程项目实践，体会流程设计的基本 思想与方法，提高学生的系统分析、整体规划和流程设计能力。
2. 图样表达：能识读常见技术图样，通过识读流程图交流流程设计的心得 体会和经验，并能用技术图样和流程图表达简单设计方案及制作工艺流程。
【课标内容要求】
分析流程设计基本要素， 体会流程设计的基本思想和方法， 结合技术需求进 行流程设计，并用流程图表达出来。
【学业要求】
工程思维：水平 2，能运用流程原理和方法进行简单技术设计活动，尝试解 决技术问题。
图样表达：水平 2，能识读常见技术图样，如流程图，能表达简单的设计方 案。
【学情分析】
流程在生产生活中无处不在， 学生对流程也不陌生， 他们在学习生活活动过 程中， 总是经历特定的流程，但是一般不会刻意关注流程的细节和意义。生产生 活中的工艺流程一般都是长期经验的积累和结晶， 是宝贵的经验知识。本届学生 大多是独生子女， 父母和社会从保护的角度出发， 很多感受、经历、体验和学习 技术的机会都被有意无意屏蔽了。当前技术课堂因为各种因素制约， 最现实莫过 于观看生产生活视频实例， 创造条件体验简单的流程设计，如亲历制作笔筒、木 锤， 蒸包子馒头等简单工艺流程活动， 感受真实流程， 体验生产生活中无处不在 的流程及其意义，设计简单流程解决简单实际问题。
【教材分析】
苏教版《技术与设计 2》（2020 年 7 月第 2 版）， 根据教育部《普通高中通 用技术课程标准（2017 年版 2020 年修订）》编写修订，侧重专题性技术设计， 选择现代技术原理中基础性强、适用面广、技术思想与方法可迁移性大、实施条 件较为开放的结构、流程、系统、控制四个主题为学习内容， 旨在使学生学会运 用一定的技术原理认识和分析技术问题， 用在《技术与设计 1》中所学的知识与 方法进行设计分析、方案物化和问题解决， 侧重学科大概念的学习体验和初步应 用， 目的是进一步提高学生的核心技术素养， 强化学生形成技术意识、工程思维、 创新设计、图样表达和物化能力。
第二主题单元“流程及其设计”， 其中流程图的绘制和流程的优化思想为后 面学习“系统 ”和“控制 ”奠定基础。本单元有三节内容构成， 分别是“流程的探 析”“流程的设计”和“流程的优化”。三小节内容从生活素材、传统案例、案 例分析到技术素材、现代案例、案例操作， 呈递进上升设置布局。本节课选自第 二主题单元“流程及其设计”第二节“流程的设计”。
任务一“流程设计应考虑的基本因素 ”偏向理论探讨， 任务二“设计金属笔 筒加工流程”是任务一的实践操作体验项目，是做中学。这两节为“流程优化 ” 奠定理论和实践基础。本节课的教学以设计“金属笔筒 ”加工流程为主要活动项 目， 实践如何在明确流程设计目标和要求的前提下， 尊重事物的内在属性和客观 规律，在现有条件下，科学设计时序和环节，设计合理工艺流程。
教材处理方案。把 P59 设计小木锤的加工制作流程作为任务一的课后作业， 体验设计流程加工制作小木锤。学习任务二时首先让同学们展示自己的作品， 交 流小木锤加工制作流程设计体会。通过这个制作和展示活动， 感性理解流程设计 的任务和目标的含义， 交流制作小木锤过程中考虑了哪些因素， 交流加工制作流 程，为梳理流程设计的步骤做铺垫。
【教学目标】
1. 结合实际需求（设计任务和设计目标）进行合理的流程设计，并用流程 图表达出来。
2. 通过设计金属笔筒加工流程等活动，体会流程设计的基本思想与方法。 【教学重点难点】
1. 重点：应用流程设计的步骤和方法，设计金属笔筒的加工流程。 2. 难点：理解流程的设计目标，明确流程设计的任务。
【教学方法】
“真情境， 多任务 ”教学法：设置真实情境， 通过调查、了解、分析、归纳、 总结开展教学。以任务驱动、问题导向、活动体验， 促进深度学习， 实现教学进 阶。
【教学策略】
1.智慧课堂“云互动”：基于智慧课堂全程跟踪任务活动，以学生为中心， 适时推送学习任务， 对学生已有知识、课堂大数据、反思研讨过程、感悟心得体 会等在线互动交流，发布个性化的批注讲解，确保任务活动的针对性。
2.问题串策略：通过设计一个个前后有逻辑关系和递进关系的问题来启发学 生，引导学生逐步深入学习，推进任务的完成。
3.项目化学习策略：以真实情境为主线，学生明确本单元要学习的三部分内 容， 通过主题情境为核心设计教学过程， 学生在项目中体验真实的、有挑战的问
题，并拓展延伸，达到构建核心知识和深度学习的目标。
【教学准备】
分组（含金属笔筒项目制作工具、材料等分组）， 智慧课堂多媒体教学设备、 教学课件、提前录制设计金属笔筒加工流程项目的图片、视频素材等。
【课时安排】1 课时
【教学流程】
【教学过程】
一、作业展评
任务一、展评作业，交流小木锤加工制作流程的设计体会
活动： 各小组拍照上传小组内小木锤作品（合照）
（图 4-1）
问题 1 你在制作小木锤的时候有没有思考一些东西？
思考了很多东西 没有思考就开始制作
A B
(
锤头
) (
锤柄
)预设：只要认真做了，就会想到一些事情，如材料、工具，预计绝大多数会 选择 A，从而提出问题 2。
问题 2 你在制作小木锤的时候思考了哪些方面内容？
材料 工具 时间 场所 资金
A B C D E
预设：这些元素都是流程设计要考虑的基本因素，尤其材料和工具是加工所 需必备条件。
（图 4-2）
问题 3 小木锤由哪几部分组成的？
预设： 小木锤的组成部件，正是加工的对象，也是流程设计的具体对象。
设计意图：极其简单的问题，便于直截了当揭示流程设计的实质问题。每一 个组成部件，都需要设计加工流程。部件分析是后面部件加工流程设计的前提， 也是生产合理分工的基础。
问题 4 你是按照什么顺序开展制作活动的？
先制作锤头后制作锤柄再组装 先制作锤柄后制作锤头再组装
A B
预设：独立制作，锤头和锤柄不方便同时加工。要么选 A，要么选 B，一般 不会选 AB。
设计意图： 揭示流程设计的时序和环节划分。
问题 5 你在设计小木锤的加工制作流程时遇到哪些困难？
缺少材料 缺少工具 时间不够 没有场地 没有资金
A B C D E
预设：这些困难都会影响到流程的设计。巧妇难为无米之炊，因为家里没有 常备制作材料和工具，缺 AB 居多是正常的。
设计意图： 揭示流程设计要考虑的基本因素，特别是材料和工具必不可少。 至此， 用 5 个循序渐进的问题（智慧课堂活动收集反馈信息）， 揭示事物中蕴含 的流程因素， 提炼流程设计应考虑的基本因素， 如材料、工具、时间、人员、资 金和场地等。
问题 6 你在设计小木锤的加工制作流程时最关注什么问题？
工期 工艺 成本 质量 安全
预设 提前、按时、 延期 精致、普 通、粗糙 花费时间、费用等资源较 多、较大或较少、较小 足够稳固 结实耐用 安全、受 伤
评价 标准 按时完成设 计制作 制作精美 时间、费用开销是否合理 符合符合应用 场景(用途) 安全
A B C D E
预设： 订货方关注工期，厂家关注工艺，商家关注成本，消费者关注质量， 工人关注安全等，每一个与产品有关的人都有所关注，这正是流程设计的目标。
（图 4-4）
设计意图：通过交流小木锤制作体会，进一步理解确定流程设计的目标、明 确流程设计的任务的意义， 加深流程设计的目标、任务意识， 强化流程设计应考 虑的基本因素，为总结流程设计的步骤做铺垫。然后提炼交流过程中的关键词， 梳理出流程设计的步骤和流程。
二、归纳提炼
任务二、提炼归纳，总结流程设计的步骤
展板 1（ KT ）
展板 2（ KT ）
（图 4-5）
预设：从设计小木锤加工流程的交流活动中提炼流程设计步骤的关键词，揭 示流程设计的步骤和流程。
设计意图： 总结小木锤加工制作流程后，用展板展示设计流程的一般步骤， 一目了然，也可以节省板书的时间。
三、知行合一
任务三，知行合一，设计金属笔筒加工流程
活动 1 笔筒结构设计和主要因素分析
问题 1 你接到任务，首先想到了什么？
（图 4-6）
预设： 设计加工流程是实质问题。
确定目标 明确任务
预设 有限时间内完成 设计金属笔筒加工流程
选项 A B
问题 2 明确任务后，要分析哪些主要因素？
材料 工具 场地 资金 安全 人员
A B C D E F
设计意图：确定目标，明确任务，然后分析流程设计的主要因素。从而自然
想到如下主要因素。
材料：金属方管（主体）、铭牌（硬卡纸、三合板等）、底板（三合板）。
工具：角尺、记号笔、钢锯、台虎钳、锉刀、美工刀、砂纸、钻头、手摇钻、 丝锥、尖嘴钳、锤子。
加工方法：金工工艺、手工加工为主，或者激光切割和激光雕刻工艺。
活动 2 让我们从结构分析开始，设计金属笔筒的加工流程
问题 3 视频中插接式组合金属笔筒可分为几个部分？
预设： 问题 3 学生可能漏了铭牌。
设计意图：插接组合式笔筒由多个部件构成，不能一次性在同一个材料上连 续加工而成。要想制作笔筒，首先要明确笔筒及其结构（即流程设计的任务），
然后才能开始设计加工流程（各个结构部件的加工）， 所以先总体了解插接式笔 筒的结构， 后面再设计各部件加工流程。分析结构是为了探寻结构之间的连接关 系和尺寸匹配关系， 也为流程的环节划分和确定时序确定依据。这也是任务分工 与合作的必要基础。每一个部分都需要加工， 所以都需要设计加工流程。笔筒 1 和笔筒2 的连接涉及必修二 P19“结构的连接方式 ”（刚连接）和必修一 P162“金 属可拆卸连接方式 ”内容。两个笔筒的主体螺栓连接结构和铭牌的螺栓紧固安装 细节也要注意到。
（图 4-7）
（图 4-8）
然后， 通过一个思维导图， 分析金属笔筒加工事项， 梳理从材料准备到各部 件加工、到组装的具体加工内容。至此， 金属笔筒加工流程呼之欲出， 后面各流 程的设计也将水到渠成。
（图 4-9）
加工笔筒首先要准备材料， 下料是后面加工的基础。接着， 通过视频真实演 示下料的操作过程和方法（流程）。让同学们理解体会加工流程的设计就是设计 加工的方法和步骤，结合学习任务单相应表格内容，了解流程表达的意义。
（图 4-10）
笔筒主体下料流程图：
笔筒各部件加工流程设计采用小组分工合作进行。设计插接式金属笔筒的流 程， 其实就是设计从材料到成品的加工过程， 各部件之间存在连接结构， 这就需 要分工后必须要充分沟通， 特别是细节沟通， 以实现合作的有效性， 培养质量管 理意识。
（图 4-11）
任务分工后， 结合图片和视频， 分析各任务设计小组的具体部件大致加工内
容。
（图 4-12）
问题 4 关于金属笔筒，你赞成下面哪些说法？
A. 笔筒的尺寸应该适合学具应用场景
B. 先制作笔筒主体和连接结构，然后才能插接组装
C. 钻孔工具、攻丝工具和紧固螺栓规格匹配，满足设计规范，更有利 于顺利装配
D. 人员分工必须充分沟通，才能减少生产不合格部件
预设： 四种说法，浅显易懂，都有道理，多数同学全选是可预料的。
设计意图：通过问题，提示设计目标任务的基本内在规律，提高流程设计的 合理性、科学性。
然后，通过图片、表格、视频等方式，帮助各设计小组分析完成设计任务。
表 4-1 设计插接式金属笔筒加工流程事项分析
事项分析 需要和哪个小 组充分沟通？ 加工演示
笔筒 1 主 体 1 2 3 4
笔筒 2 主 体 1 2 3 4
底板 1 2 3 4
底板衬托 1 2 3 4
铭牌 1 2 3 4
在设计铭牌制作流程时， 用图片视频演示如何用激光雕刻、激光切割工艺加 工铭牌，为后面流程的优化做铺垫。
（图 4-13）
设计意图：教师备课时提前设计各部件加工流程并实际加工制作，拍摄视频 和图片备用。课堂结合图片和视频， 有效提升各部件、各细节加工流程设计的设 计效率。激光加工技术的演示， 既可以开阔学生视野， 也为下一节课学习“流程 的优化”打下基础。
至此，各设计小组就完成了各自的设计任务，可以提交分享设计成果了。
（图 4-14）
设计加工流程并用流程图表达出来， 既是设计的成果， 也是交流设计的资料， 也是后期加工操作的规范和依据。
表面处理，既有锉削打磨，也有涂漆，各部件加工流程已含有锉削和打磨， 只做简略介绍；组装笔筒流程显而易见，也只做实物（提前加工）演示和简单介 绍。然后适时小结设计笔筒加工流程的步骤，回应流程设计的一般步骤和流程：
1) 分析笔筒结构设计；
2) 分析设计笔筒加工流程的主要因素；
3) 笔筒加工流程的环节划分与时序的确定；
4) 制作组合式金属笔筒主体和底板；
5) 制作底板衬托；
6) 铭牌制作安装、表面处理与装配。
四、拓展深化
任务四：拓展深化，探析流程设计要考虑的更多因素
课后活动：课后讨论有关流程设计的三个话题，拓展对流程设计的认识。
(1) 议一议 结构设计对流程设计的影响
预设：一般来说，材料影响结构设计，结构不同，构件也相应不同，加工流 程也不同。木材和金属有完全不同的特点和属性，部件的连接方式也完全不同， 加工时也需要考虑不同材料的特有加工设备和加工工艺。
(2) 想一想 流程设计中多目标权衡
预设：在流程设计时， 有多个目标需要实现， 如工期、质量、成本、安全等， 首先考虑解决最主要的目标， 综合权衡， 尽可能实现全部目标， 依据主要目标的 选择，综合考虑其他条件。
(3) 辩一辩 工厂设计流程需要考虑更多因素
预设：在设计工厂生产流程时，不仅要懂技术，还要熟知设备情况、工人的 技术水平、生产组织流程、质量管理流程等。
【课堂小结】
流程设计有章可循，这就是我们刚刚学会的流程
设计一般步骤：
1)明确设计目标与任务，明确流程应遵循的内在
变化规律；
2)分析现有材料、设备、资金、人员、工艺与环
境等；
3)列出流程涉及的主要事项，并初步排列；
4)分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理安排
流程的时序与环节；
5)合理表达流程，如果有严格时间要求，要标注
时间。
实践是检验真理的唯一标准。评价设计好的流程
是否成功，主要看流程设计的任务有没有实现， 目的有
没有达到， 这些都需要在实践中检验。
【布置作业】
分层作业：
A 组作业分析
组别 基础题 □提高题 完成形式 独立完成 合作完成
题型分类 □选择题 □填空题 □作图题 □实践操作题 情境分析题
作业内容 1、关于设计金属笔筒加工流程，你赞成下面哪些说法？ a. 笔筒的尺寸应该适合学具应用场景 b. 先制作笔筒主体和连接结构，然后才能插接组装 c. 钻孔工具、攻丝工具和紧固螺栓规格匹配， 满足设计规范， 更有利于顺利装配 d. 人员分工必须充分沟通，才能减少生产不合格部件 2、样冲定位的作用是什么？锯割方管后的断面有许多尖锐毛刺， 有没有必要处理？如何处理？
对应学习 目标 设计目标任务的基本内在 规律和金工工艺 核心 概念 流程设计
作业分析 第一问四个说法， 都来源于 真实笔筒加工流程设计实 际，是必须要考虑分析的， 也都是正确的观点。第二问 涉及金工工艺， 样冲定位是 为了下一步钻孔不易打滑， 而锯割后的尖锐毛刺容易 割伤皮肤，需要及时处理， 处理方法是锉削打磨。 能力群 知识获取 语言解码能力 符号理解能力 阅读理解能力 信息搜索能力 信息整理能力
实践操作 实践设计能力 数据处理能力 信息转化能力 动手操作能力 应用写作能力 语言表达能力
思维认知 形象思维能力 抽象思维能力 归纳概括能力 演绎推理能力 批判思维能力 辩证思维能力
核心素养 权重 技术意识 工程思维 创新设计 图样表达 物化能力
0.2 0.3 0.1 0.2 0.2
设计意图 充分分析设计目标任务的基本内在规律，才能提高流程设计的合 理性、科学性。必要的金工工艺基础是设计流程的前提。
参考答案 1、abcd；2、样冲定位是防止钻孔打滑，锯割后尖锐毛刺容易割 伤皮肤，有必要及时处理，用锉刀锉削、砂纸打磨
自我评价 1、 是否正确理解金属笔筒设计目标与任务的基本内在规律。 2、 是否掌握金工基本工艺。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
教师评价 1、 提高学生对流程设计考虑的基本因素理解。 2、 了解学生对流程设计的基本步骤掌握情况。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
B 组作业分析
组别 基础题 □√ 提高题 完成形式 区 独立完成 合作完成
题型分类 □选择题 □填空题 □作图题 □实践操作题 区 情境分析题
作业内容 制作金属笔筒时，使用了手摇钻钻孔，大家发现钻孔时摇晃、快 要钻穿时阻力很大。这是什么原因呢？如何改善这个情况？
对应学习 目标 流程设计需要不断改进和 优化 核心 概念 流程设计
作业分析 这是视频中暴露的真实问 题，从真实情境中发现现有 流程的不足， 是改进流程的 必备能力。 能力群 区知识获取 语言解码能力 符号理解能力 阅读理解能力 信息搜索能力 信息整理能力
区实践操作 实践设计能力 数据处理能力 信息转化能力 动手操作能力 应用写作能力 语言表达能力
区思维认知 形象思维能力 抽象思维能力 归纳概括能力 演绎推理能力 批判思维能力 辩证思维能力
核心素养 权重 技术意识 工程思维 创新设计 图样表达 物化能力
0.2 0.3 0.2 0.1 0.2
设计意图 流程设计是为了解决具体问题的，解决问题的方法总是有各种不 同方案，对应于不同流程，每一种流程也都有不尽完善的地方， 设计好的流程需要不断改进优化，直至更好的达成设计目标。
参考答案 如果使用手电钻钻孔，就能比较好的解决这些问题。
自我评价 1、是否能够准确发现现有流程的不足。 2、是否能提出改进流程的设计方案。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
教师评价 1、提高学生发现现有流程的不足，提出改进方案能力。 2、培养工程思维素养。
□已掌握 □部分掌握 □没掌握
【板书设计】
二、流程的设计 （第 2 课时） 流程设计的步骤： 1)明确设计目标与任务，明确流程应遵循的内在变化规律； 2)分析现有材料、设备、资金、人员、工艺与环境等； 3)列出流程涉及的主要事项，并初步排列； 4)分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理安排流程的时序与环节； 5)合理表达流程，如果有严格时间要求，要标注时间。
【教学反思】
流程设计的步骤， 一般要从设计任务着手， 着眼于流程设计的目标， 分析现 有条件和事物的内在规律， 合理安排事项（环节） 和时序， 并用适当方式表达这 个流程。课堂教学全程按照这个线索组织各项教学内容和教学活动。各项活动尊 重认识规律， 由感性实践到理论， 再从理论回归实践， 让实践更加理性。问题的 提出由浅入深循序渐进， 富有启发性， 重视课堂生成， 互动活动和教学指导相互 穿插， 图片、实物和视频交替展现， 特别是计算机辅助设计的动静态图样和老师
实操录像的及时播放，让同学们在流程设计活动中真切感受流程设计的真实性。
(
理解流程设计的流程图。
)
附：
学习任务单
学习目标：
经历设计金属笔筒的加工流程， 掌握设计流程的步骤， 体会流程设计首先要 明确设计目标， 然后要考虑在现有条件下， 分析材料设备工艺等因素， 列举排列
主要事项，合理安排时序（工序），划分环节，并用流程图表达出来。
流程设计的步骤：
1) 明确设计目标与任务，明确流程应遵循的内在变化规律；
2) 分析现有材料、设备、资金、人员、工艺与环境等；
3) 列出流程涉及的主要事项，并初步排列；
4) 分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理安排流程的时序与环节；
5) 合理表达流程，如果有严格时间要求，要标注时间。
1、说一说，议一议
(
否
是
)
：、分析笔筒结构，明确各部件加工事项。
底板
(
铭牌
笔筒
1
笔筒
2
)
(
连接结构
)
底板衬托
图 1 笔筒结构分析
锯割
(
建模加工
（钻孔攻丝）
笔筒
1
笔筒
2
)
(
划线锯割
（钻孔攻丝）
)
锯割折弯
图 2 笔筒加工事项分析
3、设计金属笔筒制作与装配流程，各小组完成下列表 1、表 3 填写：
表 1 流程设计的目标、任务和主要因素分析
第 小组 组长： 组员：
目标任务 任务：插接式金属笔筒 目标：限时（工期）
流程设计的 主要因素分 析 工具设备
材料
加工方法
人员（分工）
场地 小组工作台
结构特点 可独立使用、可插接组合
表 2 流程的环节划分与时序确定
流程的环节 划分与时序 确定 制作笔筒 1、制作笔筒 2、制作铭牌、表面处理、组装
表 3 设计金属笔筒制作与装配流程
任务名称 笔筒 1、笔筒 2、底板、铭牌 工作提示：勾选任务名 只画本小组的任务流程图
金属笔筒制 作流程图 笔筒主体下料 流程图 (
画线
) 锯割 锉削
笔筒底板下料 加工流程图
笔筒 1 主体制 作流程图
笔筒 2 主体制 作流程图
底板衬托加工 流程图 画线 锯割 折弯 锉削
铭牌制作安装 流程图 设计铭牌图形
加工铭牌
加工铭牌安装螺孔
安装铭牌
表面处理 流程图 粗加工 精加工 防锈底 漆面漆
组装测试 流程图 笔筒 1 拧螺栓
笔筒 2 插接到笔筒 1 拧紧螺栓
笔筒 2 安装铭牌
安装底板
测试

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