《6.2材料的性能与规划》教学设计
【教学目标】
知识与技能
了解木材、塑料、金属三种常用材料的性能和应用；
（2）能够综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素选择和规划材料。
2.过程与方法
（1）通过项目学习，归纳木材、塑料、金属三种材料的性能、应用、分类等；
（2）经历“无人战车”项目的学习，具备选择规划材料的能力。
3.情感态度与价值观
通过项目学习，提高学习参与度，提升技术学习的兴趣和热情。
4.核心素养
（1）技术意识：通过项目材料规划和选择解决问题，提升技术意识
（2）工程思维：通过材料的分析和比较权衡筹划解决，体会工程思维
（3）物化能力：通过项目实践，提升物化能力
【学习者分析】
高中学生通过化学课程的学习，对材料有一定的认识。同时在日常生活中，经常接触到使用木材、塑料、金属制作的各种物品，对材料的性能和应用均有了解。但对材料的规划选择了解的还不够系统全面。
【教材内容分析】
第二节“材料的性能与规划”首先通过不同材质的炊具的案例，体现了材料在产品设计过程中的重要性，之后分别介绍了木材、金属、塑料三种材料的性能与应用，并以“台灯制作”为项目，从材料的性能、成本、规划三个方面台灯材料进行选择。
【教学策略】
采取项目教学法，制作“无人战车”模型来学习“选择和规划材料”的内容，依次分析木材、塑料、金属制作的“无人战车”，综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素对“无人战车”进行材料选择和规划。
【教学重难点】
重点：选择和规划材料。
难点：材料的性能和应用。
【教学准备】
设备：教学多媒体系统、录屏软件
【教学过程设计】
序号 教学 环节 教学内容 教学目标
1 项目范例 情境：在一场红蓝对抗的军事演习中，红方意欲派遣一支无人车队，装载武器，潜入蓝方阵营，执行“暗杀”任务。 目标：制作一个由程序控制，能够自动识别目标、执行射击任务的“无人战车”模型。 主题：制作“无人战车”模型 流程：绘制设计图样——选择和规划材料——选择适当的工具——加工零件——组装——表面处理 激发学习兴趣，导入到课程学习重点：“选择和规划材料”
2 学习新知 木材、塑料、金属三种材料的特性、应用、分类。 学习三种材料的性能和应用。
3 成果展示 展示分别使用木材、塑料、金属制作的“无人战车”模型，并分析三种材料的性能。 加深了解三种材料的性能
4 学习 小结 总结木材、塑料、金属三种材料的性能与应用。 学习小结，巩固提升
5 学习 实践 综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素对“无人战车”各部件的材料进行选择和规划。 理论应用，提升实践能力
6 学习新知 在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并于加工设备及生产技术相适应的材料。 材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇到的各种危险。 规划材料时，一要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用。二要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。三要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。 学习材料选择和规划的依据和考虑的内容
7 课程练习 选用木质材料完成“无人战车”的制作 使用激光切割机对木材进行加工，制作“无人战车”模型的步骤：1.使用3Done Cut（或CAD、CoreDraw）绘图2.激光切割机完成切割3.拼接组装。 经历“无人战车”模型的制作过程，理解木材的性能、加工方式等。
8 课程 总结 1.木材、塑料、金属三种材料的性能、分类与应用 2.综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素选择和规划材料 课程总结，形成知识网络，巩固提升。
【教学反思】
《材料的性能与规划》课程内容偏理论，通过项目案例，呈现不同材料的项目制作成果，使得学习过程更有趣味性，能够激发学生的学习热情。(共25张PPT)
模型或原型的制作
6.1 模型或原型的特性与作用
6.2 材料的性能与规划
6.3 工艺的类别与选择
6.4 制作台灯模型或原型
第六章
材料的性能与规划
任务一 探寻材料的性能与应用
任务二 选择和规划材料
第二节
项目范例
制作“无人战车”模型
情
境
目
标
在一场红蓝对抗的军事演习中，红方意欲派遣一支无人车队，装载武器，潜入蓝方阵营，执行“暗杀”任务。
第三章 信息系统的网络组建
制作一个由程序控制，能够自动识别目标、执行射击任务的“无人战车”模型。
项目范例
制作“无人战车”模型
主
题
流
程
制作“无人战车”模型
第三章 信息系统的网络组建
选择和规划材料
选择适当的工具
加工零件
组装
表面处理
绘制设计图样
案例分析
材料是人类用以制成生活和生产中的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质，是人类生存和发展的物质基础，是人类社会现代文明的重要支柱。
材料是产品设计的物质条件，是产品设计的基础和前提。材料以其自身的特性影响着产品设计，维持产品功能的形态，满足产品功能的要求。
第六章 模型或原型的制作
任务一 探究材料性能与应用
任务一 探究材料性能与应用
不同材质的炊具
第六章 模型或原型的制作
材
料
木材的特性
木材是一种优良的造型材料，质轻，有天然色泽和美丽的花纹，具有较好的强度性能和易于加工、涂饰、隔热与绝缘的特点。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
木材的强度
材料的强度是指材料抵抗变形和断裂的能力。强度是评定材料质量的重要力学性能指标，是设计中选用材料的主要依据之一。根据受力种类的不同，分为抗压、抗拉、抗弯、抗剪等。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
木材的应用
自古以来，木材一直是最广泛应用的材料，木质建筑、木质家具是木材应用的典型代表。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
木材的分类
木材可分为实木板材和人造板材。实木板材是指采用完整的木材（原木）制成的木板材。实木材料具有各相异性的特点，在自然条件下具有吸湿而膨胀、解吸而收缩的特性。木材暴露在空气中时，容易受温度和湿度的影响，发生尺寸、形状和强度的变化，导致变形、开裂、扭曲和翘曲等现象。
人造板材有密度板、刨花板、胶合板、细木工板、三聚氰胺板等，人造板材在幅面方向上的尺寸稳定性好，较实木而言适用范围更广。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
木材制作的“无人战车”模型
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
塑料的特性
塑料来源广泛，价格低廉，性能优良（质轻、绝缘、耐腐蚀），加工成型方便，具有装饰性。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
塑料的应用
塑料广泛应用于仪器、仪表、家用电器、包装及日常生活用品。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
塑料的分类
塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料是指在一定的温度范围内，能反复加热软化至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。热塑性塑料受热后可多次成型，废料可回收再利用。热固性塑料是指在初次成型后形状固化下来，不能再次热熔或软化的塑料。在隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
塑料制作的“无人战车”模型
第六章 模型或原型的制作
材
料
金属的特性
金属材料有良好的导热、导电性能，以及优良的力学性能和可加工性能。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
金属的力学性能
金属的力学性能主要包括强度、刚度、硬度等，一般以抗拉强度作为判别金属强度的指标。硬度直接影响金属的耐磨性和切削加工性。车床、铣床上用于金属加工的刀具，其材料必须要有很高的强度和硬度。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
金属的应用
现代工业社会，金属材料是现代产品设计中的一大主流材料。钢制桥梁、发动机、电线等都是应用金属材料。
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
金属制作的“无人战车”模型
任务一 探究材料性能与应用
第六章 模型或原型的制作
材
料
常见材料 性能 应用
木材 较好的强度性能、优良的加工性能，隔热绝缘、易于涂饰 木质建筑、木质家具
塑料 加工成型方便、具有装饰性、价格低廉 仪器、仪表、家用电器、包装、日常生活用品
金属 良好的导热导电性能、优良的力学性能和可加工性能 电线、发动机、桥梁
小结
任务一 探究材料性能与应用
案例分析
选择材料时，要综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素。
第六章 模型或原型的制作
任务一 探究材料性能与应用
任务二 选择和规划材料
“无人战车”部件 选用材料 选用原因
外壳
车轮
炮台
第六章 模型或原型的制作
材
料
材料的性能
任务一 探究材料性能与应用
在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并于加工设备及生产技术相适应的材料。
第六章 模型或原型的制作
材
料
材料的成本
任务一 探究材料性能与应用
材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇到的各种危险。
第六章 模型或原型的制作
材
料
材料的规划
任务一 探究材料性能与应用
规划材料时，一要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用。二要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。三要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。
课程练习
选用木质材料完成“无人战车”的制作
使用激光切割机对木材进行加工，制作“无人战车”模型的步骤：
1.使用3Done Cut（或CAD、CoreDraw）绘图
2.激光切割机完成切割
课程总结
1.木材、塑料、金属三种材料的性能、分类与应用
2.综合考虑材料的性能、材料的工艺性以及材料的成本等因素选择和规划材料
