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通用技术教材（苏教版）教学设计
第三章 系统及其设计
第三节 系统的设计
2、简单系统的设计动手实现
（实践课）
一、教材分析
本部分的内容是对本章前面内容的延伸和综合，也是实际应用的环节。研究和认识系统的目的是为了运用系统，而系统设计正是对系统的综合性运用。本课的教学内容将紧紧围绕系统的设计展开，根据系统的目的和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行整体性的设计、评价和优化。本部分内容的学习将为必修2的第四单元《控制与设计》奠定基础。
二、学情分析
学生通过对前面知识的学习，对系统的设计已经有了初步的理解和认识，对系统设计应考虑的问题和简单系统的设计步骤也有了一定的了解，但是他们对亲自动手设计一个完整的系统并将其付诸实际还没有经验，部分学生对系统设计的知识掌握还不够。本节课采用实践课的教学方式来使学生自己动手来实践一个系统的设计。
三、学习目标
知识与能力：进一步理解系统设计应考虑的主要因素和一般步骤，掌握系统设计的基本方法，提高设计的实践能力。
过程与方法：通过简单系统的设计实践过程，初步学会简单系统设计的基本方法。
态度与情感：学会运用系统的思想和方法来分析、解决实际问题，体会技术设计的综合性应用。
四、重、难点
重点：根据设计要求完成简单系统的方案设计，锻炼实际运用知识的能力。
难点：运用电子技术实现系统设计的实践操作。
五、教学策略
考虑到部分学生对于运用知识进行实际设计操作时会存在一定的畏难情绪，以及部分学生可能缺乏对系统设计方案的接触经验等因素，本课主要采取：教师讲解和任务驱动法等教学方法。
六、教学过程
时间安排：1课时
1、案例分析
手电筒照明供电部分的设计
讲解：王丹遇到了照明问题，想解决这个问题就要用到系统设计
（1）王丹的目的：用所学过的知识，设计并制作一只简易的手电筒。
（2）设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。
（3）设计分析：
①手电筒的结构：
可把手电筒看成一个整体；
再把手电筒照明供电部分分为两个子系统，一个是照明子系统；另一个是供电子系统；
照明子系统的要素是灯泡、导线；
供电子系统的要素是电源、开关。
② 手电筒的功能
a.手电筒的功能就是照明，取决于各个组成要素；
b.供电装置电源是通过导线的连接驱动灯泡的发光，这些是基本要素，缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。
③手电筒的组装
a.将手电筒的各个要素按照一定的要求进行匹配，组装才能达到目的功能；
b.合理选择元器件
（4）设计方案：方案C
①设计目标：设计一个自动发电手电筒，用发电机代替干电池进行供电。
②手电筒系统的各要素：灯泡、导线、电源、开关。
③工作原理：用手摇动手柄，使齿轮转动，带动由磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，输出电流，使小灯泡发光。
（5）方案制作：
试验：测试玩具电动机能否改装为发电机
试验器材：玩具电动机、小灯泡、粗棉线、导线。
试验过程：
①在电动机的接头上连接小灯泡；
②在电动机的转轴上绕十几圈的棉线；
③用力快速抽动棉线，使电动机的转子迅速转动，观察小灯泡发光情况。
试验总结：当外力使电动机转子迅速旋转时，转子线圈中产生感应电流，小灯泡发光。玩具电动机经改装可以发电。
试验获得成功后，可以开始动手制作。
（1）设计简单电路，画出电路图。
（2）根据电路图，选择元器件，2．5V的灯泡、导线、发电机、大齿轮、小齿轮、发电机座子、手柄等。
（3）通过手摇柄控制灯泡发光。
工作原理：手柄的轴与大齿轮轴连接，利用轮轴原理，把手运动带动大齿轮转动，大齿轮与小齿轮啮合提高小齿轮的转速，带动发电机的转子高速旋转，快速切割磁感线引起磁通量的变化，产生感应电动势，有了感应电流，使小灯泡持续发光。
学生动手试验制作：
问：你们在设计和制作时遇到哪些问题？
学生：小玩具电动机选择，大小齿轮的匹配。
问：对手电筒的设计方案还可以怎样进行优化的？
学生：……。

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