通用技术教材分析第3章（118张幻灯片）
文档属性
| 名称 | 通用技术教材分析第3章（118张幻灯片） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 106.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 通用技术 | ||
| 更新时间 | 2013-07-18 22:12:21 | ||
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文档简介
课件118张PPT。第三章 技术与设计2的教学§3.1 《技术与设计2》教材概述 模块的四个主题是技术领域中具有典型意义的教学内容。其典型意义在于：首先，每个主题都涉及特定的技术领域，但又有着基础技术内容的特性，也就是说，这些知识与方法就像工具一样，可以在不同的技术行业中应用。其次是其所体现的技术设计的思想和方法，不仅是解决技术问题的钥匙，还可以向其他领域迁移，具有广泛的积极影响。“结构与设计”虽指向力学结构的理解、分析和设计，结构与功能的关系的讨论却是各类技术设计不可缺少的；“流程与设计”讨论流程和流程的改进设计，改进思想和方法同样是技术设计的共性；“系统与设计”侧重于对系统的理解，以及运用系统思想解决实际生活中的设计；“控制与设计”重在理解和运用控制，解决生活、生产中的问题。这些内容构成了技术素养的重要组成部分。
模块四个主题的内容相对独立，教学中可以调换顺序，但它们又相互呼应，具有内在的联系。结构总是与系统相关联的，结构式系统的结构，是系统的组成形式，也是系统功能的依据；流程可以说是工程系统或工作系统按时间顺序的描述；控制本身是一个系统，它也是对系统状态所施加的干预。从总体上把握个单元的内在联系，有助于理解本模块所体现的思想和方法所具有的普适性。 §3.2 结构与设计
课程标准
1.了解结构的含义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
2.能结合1-2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。
3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。
4.能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，模型或原型。
5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型的结构设计。一、内容结构图二、内容及其要求三、重点难点分析
（一）重点分析
1．力学角度的结构分析和结构的分类
从力学角度认识结构的概念和结构的分类是产品结构设计的基础。对不同类型结构的受力特点分析，有助于从本质上把握结构设计的核心。
2．简单结构的受力
分析简单结构的受力情况，是分析结构的稳定性和结构强度的重要基础，是设计稳固的重要前提。
分析影响结构的强度和结构的稳定性的主要因素
理解和分析结构的强度和稳定性，有助于在结构的设计中正确选择设计方案，包括形状、造型、大小、材料等。（二）难点分析
1．简单结构所受应力分析
对生活中常见结构所受应力作定性分析，一说明结构任何抵抗能因其形状和大小改变的力。所提到的5种结构的基本受力形式，如拉力、压力、剪切力、弯曲力和扭转力在中学物理中并没有过多涉及，故不要求学生做定量分析，也不要求画结构的受力图。
2．通过技术试验分析结构的强度和结构的稳定性
通过简单的技术试验对结构的强度和稳定性进行分析，以直观地描述影响结构的强度和稳定性的因素。测试结构的强度和稳定性的技术试验需要师生共同设计。
3．简单结构的设计
选择一个简单的设计对象，进行结构设计并制作模型或原型。这是本主题对学生应用所学知识的一个重要要求，体现了对结构设计的理解、创新。 四、教学建议
1．注意循序渐进，讲解结构的含义
（1）结构是一个十分重要的概念，他在多种领域都有体现。因此，建议先从广义上介绍什么是结构，让学生初步认识结构的地位和价值。这对于学生进一步学习力学结构是有帮助的，而且也有助于知识的迁移。
教学案例3.2-1
结构一词，对学生来说可能并不陌生。请同学们想一想，在学习其他课程中，有哪些课程提到过“结构”？对！在生物课中提到过人体结构；在政治课理由社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构；在语文课中接触过文章的结构；在地理课中有地质结构……，看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。尽管它们各自的具体内容不一定相同，但是，它们的本质含义却是相同的。现在，请同学们根据不同事物的结构，给“结构”归纳出一个总的表述。 “结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系”。为什么要学习结构？在人么对系统进行研究时，进一步发现了结构和系统的功能有着紧密的关系。也就是说，系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。所以有人说，结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的重要依据。在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出的特性的现象处处可见：
——同样是水，有液态、气态、固态。
——同样是碳，有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在。
——同样是磷，有三价磷和五价磷，它们的非金属性是有差别的。
——同样的六个字“这个人表现好”，“这个人好表现”，但因排列不同，就成了一褒一贬。
——用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性，有的稳固，有的就不稳固。
——同样的三根棍，首尾相连，就成了武术器械“三节棍”，如将三节棍的一端连在一起就变成了可用来照明和测量的“三角架”。
从以上事例，可以看到结构是如何的重要，结构不合理，就会产生严重的后果。教材列举的加拿大魁北克大桥的坍塌事件，同学们可以阅读谈谈感想。（2）在介绍力学（工程）结构的含义时，一定要强调，一个力学结构其主要特征是承受和传递载荷。
强调要点：什么是力学结构？它实际就是“施力体”和“支撑”之间的构建安排。它的作用就是将“施力体”施加在结构上的载荷传递到支撑上，而本身不被破坏。这里要特别强调，在工程上受力的物体（结构）在承受外力时，和物理上讲的受力体不一样，它本身是要产生形变的，变形到一定程度，结构就会破坏。这是力学结构要考虑的核心问题。
（3）在讲授结构的分类时，建议先简单介绍一下载荷的类型，因为结构的分类时按其承载特点来分的。
对拉、压、剪、扭、弯这几种主要在和不要面面俱到，重点要用实例讲清拉和压。对剪、扭、弯可作简要介绍。 2．充分结合学生的实际经验，引导学生进行结构分析
这是本节的重点之一。主要学习三个内容：简单结构的受力分析；结构的强度和结构的稳定性。
（1）简单结构的受力分析。这个内容既是学生原有知识结构中的空白，也是本节重点内容之一。一定要结合学生比较熟悉的事物来讲解。例如：
——秋千的吊索，主要承受拉力；
——桥梁的桥墩，主要承受压力；
——连接剪刀的销钉，主要承受剪力；
——汽车方向盘的轴，主要承受扭力；
——单杠的杠体（上面的横杠），主要承受弯力。
壳体的受力比较复杂，可以先介绍拱的受力，然后借用拱的受力特点来说明壳体的受力特点。
课时如果允许，最好在这个内容上安排一节“练习课”。 练习课可以安排三个层次的内容：点一个层次是比较简单的结构，由学生通过自己讨论完成。比如可以让学生分析“上拉式”壁挂书架、“下撑式”壁挂书架和单杠的受力。第二个层次是较难的结构受力分析。比如自行车框架的受力分析。这里还包括了受力模型的简化问题。这个层次的题目可由教师讲解，主要是教学生如何对一个结构的受力情况进行分析。第三个层次的题目是介于第一、第二层次之间的问题，留给学生课堂完成。可以让学生分析“斜拉桥”的拉杆和立柱的受力。
（2）结构的强度。结构强度的概念既是本节的重点，也是本节的难点。如何讲结构的强度？可以有两种思路：
其一是避开“内力”、“应力”概念，直接讲：结构的强度就是在载荷作用下，结构不被破坏的最大承载能力。这种讲法比较简单，概念也准确。
其二是基于教材上已经提到了应力的概念，并且还给出了表达式。那么，就从内力到应力、工作应力再到许用应力，给学生一个较完整的强度概念。 教学案例3.2-2
大家知道，结构可以承受力和抵抗变形，那么，结构是如何承受力和抵抗变形的呢？原来，外力使构件发生形变的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。内力，是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。（演示课件：讲解内力如何抵抗三种外力。）
那么，内力与外力是怎样一种关系呢？他们就类似于物理学中的拉力与摩擦力的关系，拉力作用于物体上，在物体发生运动之前，摩擦力等于拉力，并随着拉力增大而增大，但增大到一个最大值后，就不会在增大了。此时，拉力如果继续增大，物体就会运动。内力与外力的关系类似于摩擦力与拉力的关系。要破坏结构，外力必须大于最大内力，或者说，外力产生的应力要大于容许应力。破坏结构所需外力越大，我就说结构的强度越大。同一截面积，容许应力越大，对应的最大内力就越大，要破坏结构所需要的外力就越大，也就是说结构的强度越大，所以，强度可用应力来衡量。同一截面积，容许应力越大，强度越大。 （ 作者：海南农垦加来高中 陈玉杰）（3）结构的稳定性。鉴于在众多工程类教材所介绍的结构稳定性主要是指压杆稳定、薄壁圆筒稳定、薄梁稳定等。因此，在将结构稳定性问题之前，可以把稳定性问题简单介绍一下。这样会让学生对结构稳定性有一个比较全面的了解。
结构稳定性问题对学生来说并不陌生，概念也不难，因此是课程的重点但不是难点。
3．妥善安排学生进行结构设计的学习与实践
简单结构的设计，是“技术与设计1”关于设计的知识和“技术与设计2”中结构强度、稳定性等知识的综合运用。教学中一定要与模块1相衔接，这一点必须强调。特别是在设计方案的制定和设计草图的绘制以及设计方案的评价和优化上，必须与模块1的知识相呼应。
结构设计的教学应尽可能用实际项目的制作来带动。在项目的选择上既要简单，又要能体现教学要求。在制作时间上，既要安排必要的课内学时（这样便于教师的指导，也有一定的督促作用），也可以安排一定的课外时间，但不宜过多。总的制作时间最好控制在4课时，课内课外学时大约为1:1。 教学案例3.2-3 结构的设计
一、学习结构设计的重要性
结构设计对于人们的日常生活和各种各样的生产活动都非常重要。日常生活中，没有丰富的结构设计，产品会造型单一、功能单调，那些大型建筑、交通运输工具等更是无法生产；生产活动中，产品制造技术、结构安全性及耐久性评估、维修加固技术等，都离不开结构的设计和研究。
二、学习结构设计的目标及要求
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本要求。例如，儿童自行车的结构设计，首先应以代步、锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标，同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求，如对自行车的链轮、链条、车把、车闸就有一定的要求，否则设计应视为不合格。
三、学习结构设计应考虑的主要因素
结构设计应考虑的主要因素有：使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美要求，使用者的个性化需求，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等，如图3.2-2所示。四、简单结构的设计案例
1．讲解建议相片架的设计过程和方法（播放图片）
在实际生活中，人们选择相片架，不仅考虑造型、材料、稳定性等因素，还要考虑相片架的颜色、造型与房间的整体是否协调，相片架的摆放方式与房间的空间的关系等。例如，房间的桌子比较小，而房间的墙上有大面积的空白，此时就可能会选择悬挂式的相片架，而不会选择用支架式的相片架。
从造型、材料、稳定性和强度等方面，比较上述案例中三个设计方案中相片架的结构特点，并构思其他设计方案，列出方案要点。 2．让学生设计建议相片架
（1）要求：水平要超过教科书中的三个方案，因为你是站在别人的肩膀上来设计的。在相框和支架的设计上都要有创意。
（2）目标激励：
①有创意的设计方案学校要存档。
②你所做的模型或原型还可以送给你最要好的同学，因是你亲手做的，不必买贵重物品赠送更能表达纯洁的友谊。
③最先设计出作品的同学到黑板上划出方案草图并讲解方案的结构和设计思想。
每个同学充分发挥自己的想象，所做方案各不相同。
教师在巡视中对于设计有创意的同学，要给予表扬并存档。
3．探究
在某些地震灾区，居民采用“木板夹心”结构建造房屋，这种由当地农民创造的结构能经受地震的考验，具有较好的抗震效果。请简要说明这种结构的特点，并根据所学的有关结构与设计的知识，对这种结构设计进行分析。
（作者：海南华侨中学 徐道安）教学案例3.2-4
一、教学目标
1.通过对赵州桥、飞檐和蛋形椅等典型结构的分析，引导学生赏析具有典型人文意义的结构，学会欣赏结构的实用性和美，拓展学生对结构设计的文化特性的理解和评价。
2.使学生能从技术和文化的角度评价结构设计的案例。
二、教学内容分析
这是一节欣赏课，教材通过对赵州桥、飞檐和蛋形椅等具有代表性的经典结构呈现给学生，让学生欣赏、分析和评价。在教学中，教师要引导学生从技术和文化的角度欣赏结构。除此之外，还应该结合经典结构设计者的历史背景、设计思想、设计风格等全面分析。要从结构的牢固、稳定、简约、和谐、美观等细节与学生一起进行分析、评价经典结构的作品，从而达到教学目标的要求。在教学内容上，除了教材中的案例，教师也可以补充相应的案例，一开阔学生的视野，如补充一些经典的结构设计案例供学生欣赏、分析。有条件的话，教师可以带领学生参观附近的古代建筑，近距离地观察古代建筑的精巧设计，品味其历史文化内涵。
重点：通过对经典结构的欣赏使学生关注结构的技术和文化特征。
难点：使学生能从真正意义上学会欣赏和评价一些经典结构。同时使他们在自己的审核及作品中注入更丰富的文化内涵。三、教学媒体、资源的运用
为了吸引学生的学习兴趣，培养学生对技术的情感，本课展示了不同典型的丰富的经典结构图片，引导学生赏析具有典型人文意义的结构，拓展学生对结构设计的技术和文化特性的理解和评价。
四、教学对象分析（略）
五、教学策略
1．本课从技术和文化的角度分析结构设计作品。此外，还可以结合经典结构设计者的历史背景、设计思想、设计风格等进行全面分析。
2．教师可以通过不同的渠道，收集更多的中外经典结构图片、资料制成电子课件，以丰富教学课堂内容，扩展学生的知识面，提高学生对各种不同经典结构的识别及赏析能力。
3．教师可充当“导游”的角色进行漫游导说，创设“旅游”情景和营造“旅游”氛围，使学生产生犹如亲临其境的感受。学生随“导游”观赏各处的经典结构，会留下更深刻的印象。 六、教学过程
1．学生阅读案例并思考：
（1）优秀的结构设计表现在哪些方面？
（2）如何赏析结构设计作品？
2．引导学生回答：
（1）优秀的结构设计不仅表现在结构的实用设计功能上，也表现在形式上，特别是表现在功能与形式的统一上。古今中外许多能工巧匠把结构的功能于形式恰当地结合起来，形成了一些经典的结构。
（2）赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行：
技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性、工艺制造的精湛程度等。
文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。3.师生互动思考问题：
赵州桥的“敞肩拱”设计给人们怎样的启示，还有那些类似的结构设计？
你是如何赏析飞檐这一结构设计作品的？
你如何从技术与文化的角度赏析蛋形椅？
4.师生共同探究：
中国古建筑探究.
丹麦建筑师阿纳·雅格布森简介。
5．教材拓展
教材从技术角度和文化角度进行了评价元素的例举，教学中教师鼓励学生积极思考，想出更多的评价角度和评价元素。在教学中，教师除了引导学生从技术和文化的角度欣赏结构之外，还应结合经典结构设计者的历史背景、设计思想、设计风格等全面分析。6．学生总结
在物质文明、精神文明高度发展的今天，任何一种结构的设计已不仅仅局限于只满足它的使用功能。结构设计中的美学因素、环境因素、安全因素以及时尚、个性等都成为人们进行结构设计时必须综合考虑的重要因素。结构的牢固、稳定、简约、和谐、美观式结构设计永恒的追求。
7．课堂练习
（1）从技术和文化的角度赏析丹麦雅格布森的作品“盖里椅”。引导启发学生：“盖里椅”结构简洁大方，线条明快，有流动感：功能上具有和其他椅子相同的功能；从文化角度看，“盖里椅”结构传达出一种盘旋上升、奋发向上的精神，具有雕塑般的美感和强烈的时代气息，形成了优雅的浪漫主义设计风格。
（2）从技术和文化的角度赏析高一学生设计的海南华侨中学雕塑。
（作者：海南华侨中学徐道安） 教学案例3.2-5 结合本地的经典建筑进行教学
一、教学目标
1．学会观察结构的实用性和美；
2．能从技术和文化的角度欣赏并评价经典结构设计的案例。
二、教学内容分析
本节教学是通过以开平碉楼为案例，引导学生从技术和文化角度欣赏结构。
三、教学媒体运用
通过多媒体方式向学生展示丰富的碉楼图片，让学生欣赏，指导他们进行分析。
四、教学过程
1．优秀结构设计应是功能与形式的完美统一。介绍赏析结构设计作品的两个角度——技术与文化。
2．还可以从哪些方面赏析结构设计作品？鼓励学生积极思考，想出更多的评价角度和评价元素。3．通过提问：你知道有“开平第一楼”之称的“瑞石楼”在开平的什么地方吗？你知道瑞石楼是谁在什么时候建造的吗？引入案例——开平市瑞石楼，让学生先说说知道的有关瑞石楼的一些情况，充分调动学生积极性，然后再引导学生从技术角度和文化角度对瑞石楼进行赏析。在赏析的过程中，应注意让学生关注结构的文化特征，鼓励学生以后再自己的设计作品中注入更丰富的文化内涵。在讲课的过程中还可以插入一些有关碉楼的小故事。
4．从材料、结构设计、审美、历史背景、文化等角度来引导学生欣赏其他碉楼图片。
5．让学生交流讨论，分析自己知道的一座碉楼。
6．综合实践部分可让学生自动组成研究小组课后调查研究，然后每个小组写一篇科技小论文。
教学后记：之所以选碉楼作为分析案例是因为在开平市随处可见，对自己家乡的食物学生相对比较熟悉，也比较感兴趣；通过对碉楼的赏析有利于增强学生对生活中一些结构的分析能力，也有利于增强对家乡的热爱之情，正如课前所预料的那样，课堂气氛很好，学生都非常积极，收到了良好的教学效果。
（摘自广东开平市开平中学高老师教案）§3.3 流程与设计
课程标准
1．了解流程的含义及对生产、生活的意义。
2．通过对典型的工作流程和生产工艺流程案例的分析，理解流程中的时序和环节的意义，学会阅读简单的流程图。
3．能分析流程设计中应考虑的基本因素，并画出流程设计的框图。
4．能解释流程的改进与设备、材料等之间的关系，能概括某种简单生产流程优化过程中所应考虑的主要问题。
5．能对生活、生产中的简单对性进行流程设计或流程的改进设计，并用文字或图表说明流程设计方案的特点，或者流程的改进方案的优越之处。一、内容结构图二、内容及其要求三、重点难点分析
（一）重点分析
1．流程的时序和环节
时序和环节是深入理解流程的两个核心概念。一个是从时间序上对流程的理解，一个是从事物发展的内在规律上对流程的理解。
2．绘制流程图
为了帮助学生阅读和理解生活、生产中的流程，用图表或文字表达流程设计。
3．流程的改进与设备、材料等之间的关系
为了提高工作效益、降低生产成本、节约能源、保护环境等，生活生产中不断出现对流程的改进需求，设备、材料、工艺等新技术的发展也影响着流程的改进。（二）难点分析
1．分析流程设计应考虑的因素
分析流程设计中应考察的主要因素，是进行流程设计的重要前提，不同的流程设计需考虑的因素各有侧重，各因素之间相互关联、相互制约，需慎重分析。
2．流程的设计与优化
流程的设计一般是要理解该流程应遵循的内在规律，明确影响流程的主要因素，二是要对流程的环节和时序进行科学合理的安排。流程的优化一要正确分析优化的目标，二要分析可优化的参数，三要分析通过何种途径实现优化等。这些过程性分析需要学生综合运用本主题的学习内容来完成。 四、教学建议
本单元研究的是生活和生产中的流程，内容相对来说比较容易理解，这里不仅仅是交给学生有关流程的知识，还要与学生一起探究有关流程所蕴含的思想和方法，以及这些思想和方法在生活和生产中的运用。
1．从学生生活实际出发，使其了解流程的含义及对生产、生活的意义
流程是技术领域中一个非常重要的概念，应用非常广泛，对提高工作效率，实行科学管理等都有重要的意义，如各种工作流程、工艺流程。而不同领域里的流程，它们的思想和方法是相通的。学生也许对流程的概念并不了解，但流程的意义并不难。在教学设计中，可以通过与学生一起分析身边的案例来理解流程的含义和意义，比如新生入学的注册流程等。但是，在用实例讲清了流程的含义之后，一定要让学生知道，为什么要研究流程？要从质量、效率和管理等多方面去说明流程的作用。 教学案例3.3-1
通过让学生回忆和分析自己在生活中碰到的许多流程的例子，让学生理解什么是流程。还可以设置一些讨论题，引导学生理解流程的含义及其作用。比如，让学生回忆以前银行存取款流程和现在的银行存取款流程，感受其中的变化。以前银行存取款流程：储户将填好的取款单连同存折一起递入柜台；记账员手工查账、记账并作凭单；凭单入柜保存；付款员付款，返还储户存折。现在的存取款流程：储户将存折交给柜台说明请求并报数，工作人员在计算机上查账、记账并作凭单，同一工作人员付款及返还存折。也可以让学生谈谈自己在提款机上提款的过程，再来分析这些过程中哪个流程更有效率和方便，为什么会有这样的变化等问题。从学生身边的生活事例导入着手，学生有实践体验和感受，就能吸引学生的注意和兴趣。 也可以列举更多的生活或生产中的流程应用实例，比如，申领身份证的流程：两居民身份证的居民应到属地派出所按规定填写《申请入户（申请居民身份证）登记表》，交验《户口簿》，交近期（指六个月内）一寸正面免冠大头像照片两张，领取《申、换、补领居民身份证或临时身份证收照单》。比如CD-ROM的复制生产流程：预制主片、制主片、电铸、复制、印刷和包装等。可以更多地启发学生回忆自己经历和认识的流程应用案例，比如，让学生谈谈自己的生活或者参观工厂的经历，引导学生在自己的生活体验与教材概念之间建立起联系。2．通过对典型的工作流程和生产工艺流程案例的分析，强化学生对流程中的时序和环节意义的理解
在教学设计中，要结合具体的典型案例来分析和理解时序和环节的意义，特别是常见的工作流程和生产流程。由于学生对生产的流程不是太熟悉，可以选择一个有代表性的生产流程案例，和学生共同分析，使学生学会阅读一些工艺机理不太复杂的流程图。比如奶粉的生产流程、洗衣机的洗衣流程、合成氨的生产流程等。教师要关注学生身边的世界，引入与学生生活密切相关的案例，并把自己的认识与日常的生活实践结合起来。引导学生注意观察生活中需要读懂流程图的场合，知道流程图有多种多样。 教学案例3.3-2
列举并分析一些学生经常会经历的经典流程案例，比如，某医院的就医流程： 通过分析这个学生共有体验的典型流程图案例，讲究以过程中对步骤和顺序的认识和体验提升到对流程学习中的环节与时序概念的理解。在学生对环节与时序的含义有所认识和理解后，教师可以引导学生对这个流程中的环节和时序所包含的内容进行简单分析，并对环节的如何划分和时序是否可以调换做进一步讨论。比如就医流程中的哪些环节可以合并，哪些环节可以再分解，在什么情况下就医流程中的某些环节的时序可以调换等问题。 通过上面案例的分析，可以让学生根据自身的生活体验和感受，列举并分析一些类似的生活中流程应用的案例，比如学校的入学注册流程，图书馆借还书流程，等等。
生产中流程多表现为生产的工艺流程，比如可以以某水厂的自来水生产工艺为例（共分为四道生产工艺）： 自来水的生产工艺与学生的生活密切相关，学生在生活中每天离不开水，这样的案例分析学生比较容易理解，更能吸引学生的注意力。 3．引导学生分析流程设计中应考虑的基本因素，并画出流程设计的框图
教学中要牢牢把握，设计流程以分析事物的内在性质、规律和相关因素为基础，以时序和关节为设计的主要线索，将实物按一定的时序分解成若干环节。也要让学时知道，生活、生产中的流程有“显性”和“隐性”两种情况，“显性”流程情况相对比较容易描述，“隐性”流程相对复杂，需要大量的试验和探究才能得出。流程设计中，时序和环节的设定和表达要简要、明确、操作性强，并且前后连续，衔接紧密，同时环节与环节之间必须是可以切分的。教学案例3.3-3
在这部分教学中，为了能够比较直观地让学生对流程设计的分析有所体验，又不能显得太复杂和神秘，可以考虑一些学生生活中可能遇到的问题让学生进行流程设计分析，比如，请学生考虑以下问题，并进行操作流程设计：
为了正确发挥排油烟机的作用，在用煤气灶和烹饪时，如何安排油烟机与煤气灶的操作流程才是最合理的？
通过对排油烟机、煤气灶的内在性质和工作目的的分析，以及它们与烹饪之间的关系，可以得出比较合理的操作流程为：开排油烟机→煤气灶点火→做饭→煤气灶关火→关排油烟机。 4．通过流程的改进与设备、材料等之间的关系，概括某种简单生产流程优化过程中所应考虑的主要问题，培养学生的能力。
流程的改进和优化是一个持续的、统一的活动过程，通常以提高工作质量、提高工作效率、降低成本、节约能源、省力、减少环境污染等为目的，评价流程的改进和优化的效益就是以是否达到这些目的为标准的。在进行教学设计时，就是让学生能够基于案例分析得出结论。流程的改进和优化，首先是以分析现有工作流程中存在的问题进行诊断为基础，再根据分析诊断的结果对流程进行简化和重组。而流程的改进与优化同新技术、新材料、新设备的生产与应用是密不可分的，每项新技术、新材料、新设备的产生与应用都会推动流程的改进与优化。 教学案例3.3-4
以储蓄所取款流程的改进为例，分析流程优化的目的以及应考虑的问题。以前银行取款流程为：填单记账存单付款
在这个流程中，顾客需要手工填单，一名工作人员需要手工查账、记账和作凭单，还要把凭单入柜保存，还需要一名工作人员验单付款。对顾客来说，要填单，还要等候，既不方便，也不快捷，而对银行来说，须要2名工作人员，工作效率不高。而现在的银行都普遍采用计算机管理，则原来银行取款流程优化为：
报数记账付款
这样的优化减少了中间环节和工作人员数量，方便了顾客，银行的工作效率也得到了提高。从中可以看出，这种流程的改进和优化是靠提高银行的办公设备和工艺水平为条件而得来的，属于工艺优化。
也可以让学生回忆自己在提款机上提款的过程，并画出提款机提款的操作流程图，再来分析它的操作流程相对于上面的这些流程哪个更有效率和方便，为什么会有这样的变化等问题。5．通过对生活、生产中的简单对象进行流程设计或流程改进设计，引导学生将流程的基本知识应用于技术实践
让学生从生产、生活或学习中选择一个对象，按照设计的一般过程进行流程设计或者进行流程的改进和优化。实践的对象选择很重要，要选择与学生生活密切联系的实践对象，尝试将流程设计的思想和方法运用到实践中去，服务于自己的生活和学习。学生理解和改进工业生产中复杂的流程有困难，可以让学生结合研究性学习和社会实践中提出有关问题进行讨论和研究。总的来说，就是要让学生经历典型的技术设计、制作与评价过程，将流程的基本知识应用于技术实践的过程，从而掌握流程设计的基本思想与方法。 教学案例3.3-5
由于学生对于生产中的生产工艺流程不是很了解和熟悉，让学生对生产流程进行改进和优化的难度较高，也很难吸引学生的注意和兴趣，在教学设计和实践中，安排学生进行流程设计实践时，可以让学生对自己能够或者已经有体验的生活和工作流程进行改进和优化，这样学生参与程度会更高、更积极。对于中学生来说，由于知识和经验的限制，流程的改进设计往往比设计一个新流程的意义要大得多，也更容易实践和掌握。
比如让学生回忆自己作为新生入学时的注册过程，分析这个过程中的环节和时序，画出新生报到的流程图，并分析该流程还有哪些环节和时序可以进行改进和优化，而实现改进和优化所需的条件有哪些，说明改进或优化后的流程相对于以前的流程有哪些优越性，并画出改进或优化后的流程图。 §3.4 系统与设计
课程标准
1．从应用的角度理解系统的含义。
2．通过简单系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法。
3．理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。
4．通过简单系统设计的案例分析，初步学会简单系统设计的基本方法。
5．确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计。一、内容结构图二、内容及其要求三、重难点分析
（一）重点分析
1．系统的概念
对系统的概念的正确理解是学习系统分析和系统设计的起点。重点从构成系统的三个条件既系统的组成、系统各组成部分之间的关系、各部分形成整体的功能等角度来理解。
2．系统的基本特性
系统的基本特性构成了系统的基本思想。着重从系统的整体性、相关性、目的性、动态性等角度理解。
3．系统分析
对于具体问题进行系统分析，是进行系统设计的基础和前提。在此应着重把握系统分析的一般步骤。（二）难点分析
1．系统分析
系统分析虽然有原则和步骤可循，但在方法上却具有较大的灵活性和综合性。对于不同的系统，需要根据其内在的规律进行分析、比较和试验，为系统设计提供依据。
2．系统优化
系统优化难在首先要找准系统优化的目标，其次要酌情选择一定的方法和手段实现优化。系统优化的方法和手段，又依赖于对系统的分析以及对系统中重要数据的处理上。系统优化往往涉及数学方法，如数学模型的建立等。
3．系统设计
系统设计是学习结果的综合呈现，既有学科知识的综合又有系统的技术思想和方法的综合，简单的系统设计方案的制定和实现对学生具有一定的挑战性。 四、教学建议
系统论、信息论和控制论是横跨多学科的综合科学，被称为“三论”。“三论”作为科学方法论，显示了对复杂事物研究的特殊有效性。它们虽然起源于自然科学，但是由于它们具有高度的抽象性和普遍适用性，正在日益广泛地向各个领域渗透。系统论的思想和方法及其丰富，在社会、政治、经济、科教等各个方面得到了广泛的应用。技术课程中的“系统”所包含的内容虽然很简单，但其中渗透的思想和方法具有普遍意义，使学生技术素养培养的精华所在。本节课的教学，应让学生初步领悟系统的一般思想和方法。如从整体出发分析和处理问题的思想和方法；从系统结构分析系统特性的思想和方法。1．注意引导学生从应用的角度理解系统的含义
教学设计中，要通过学生能看得见的具有系统特性的实际案例，让学生从应用的角度来理解系统的含义，系统的概念看似抽象，其实是很具体的。如果让学生仅从概念上来理解系统的特性，是比较抽象和枯燥的，这时，如选取一、两个具有典型意义的系统案例进行分析，来把握系统的特性，就比较直观、形象，如果能让学生自己总结出这些特性，就更好了。这里关键是案例的选取和教师的引导。 教学案例3.4-1 分析系统的应用典型案例
其中几个重要的概念：传动装置、齿轮比、传动比、传动行程。
这里可以以自行车的组成部分、各组成部分之间的相互联系和它们的功能为例引导学生认识系统的定义和系统的一般分类，引导学生理解系统的重要特性，达到强化对系统理解的目的。
类似的，也可以用其他的案例的分析来阐明系统的含义、分类和重要特性，比如台灯的系统构成、手表的组成等不太复杂的案例。当然也可以引用一些关于系统知识的俗语、故事和案例来加以说明，比如，“单眼网捕鸟”的寓言故事、达尔文关于“猫→野鼠→土蜂→三叶草”食物链的学说、“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”、“三个臭皮匠顶个诸葛亮”等故事，都是系统思想应用的典型案例。 2．让学生通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法
课标只要求学生掌握粗浅的系统分析的基本方法。要掌握系统的分析的基本方法，离不开案例分析，教学设计中要精选案例，要善于引导学生从案例分析中总结规律和方法。系统分析首先从整体出发，提出整体目标，在考虑整体目标的前提下，考虑各个子系统与各部分之间的关系，始终着重整体与部分之间的相互联系、相互作用、相互制约的关系，从而揭示系统的概念与规律。系统的特性构成了系统的基本思想。一般来说，学生对系统分析的概念并不熟悉，教师最好要多找一些案例来讲解，让学生树立起系统分析的概念。 教学案例3.4-2
通过从几个方面对自行车简单构成系统的案例分析，讨论其系统内部、系统与环境之间的多种关系，可以通过几个问题的讨论总结出系统的重要特性。例如：
1．讨论人们为什么要发明自行车？
这个问题引导学生理解构成系统的目的性，理解系统都是以实现某种特定的功能为目的的。构成系统的目的一般是通过更具体的目标来实现的，比如自行车在不断地改进过程中，目标要求有没有发生变化？
2．自行车是由那些零部件组成的？这些零部件是如何配合工作的？
这些问题就是要引导学生理解系统的整体性。部分是构成系统整体的基础，没有这些组成部分就没有系统的整体；但是系统的组成部分又是具有相对独立的部分，离开系统整体，这些组成部分就失去了作为系统组成部分的意义。系统的整体功能不等于它的各个组成部分功能的简单相加，它同时具有改变各组成部分性质，放大或缩小组成部分功能的作用。整体性强调的是各组成部分之间，组成部分与系统整体之间的协调和有机联系。
3．在骑自行车时，如果一个部件出现了故障，会影响其他部分部件的工作吗？而改进了某个部件，会带动其他部件工作性能的提高吗？
这些问题的讨论会引导学生理解系统的相关性。系统的相关性强调各组成部分之间的相互关联、相互作用、相互制约的关系。 3．注意结合实例使学生理解系统优化的意义，分析影响系统优化的因素
教学中，要结合实例引导学生分析影响系统优化的因素。要认识到，一个系统并不是一经产生就是很完备的，为了使它进一步适应外界环境，提高系统的有序性及整体的运行效果，需要不断地对系统进行优化。在不同的系统中，影响系统优化的因素是有区别的，要注意分析组成系统的各部分对系统的重要程度，在动态中协调整体与部分之间的关系，使部分目标服从整体的目标，达到系统的最优化。而为了系统达到最优化的目的所提出的各种解决方法，称为最优化方法。教学案例3.4-3 建造隔音墙改善车流噪音污染
通过“建造隔音墙改善车流噪音污染”的案例定性分析，体验系统优化的意义。
【背景材料】2005年的新春，南京市人大十三届三次会议上，王湘等10位代表共同提交议案，呼吁为城西干道沿线的居民和学校解决车流噪音污染问题。“城西干道从大桥南路到赛虹桥立交桥，是南京市贯穿城市交通的大动脉。2000年城西干道全线贯通，因为有了城西干道，许多从大桥过来的车辆不必经过市中心就可以便捷地通过包括城西干道在内的绕城公路通行。城西干道的出现，虽然带来了交通便捷，但也给沿线的数十万市民带来了噪音之苦。从大桥经过城西干道的车辆大多数是重型载货车和大客车，而且城西干道每天的车流量非常大。据调查，白天畅通时城西干道上的车辆平均时速为80km/h，晚上可以达到100km/h。重量大，速度快是城西干道上车辆的一大特点，车身和空气的摩擦声、发动机声是噪声的主要来源。城西干道沿线分布着大量的居民区，按照国家相关环保标准，这里属于商业、住宅、文教混合区，白天最大噪音不超过60dB（分贝），晚上最大噪音不超过50dB。但是两边的居民区噪音全面超标，在离高架桥不到5m的重噪音区圣淘沙花城19楼的一户人家，更是测出了开窗峰值81.6dB，谷值65.8dB，关窗噪音峰值66.7dB、谷值54.2dB的超标噪音。长期生活在噪音中，人的健康会受到损害，可能导致心血管疾病和神经系统疾病。 城西干道沿线不仅有居民还有学校，有的住校学生戴耳机睡觉；上课时教师用喇叭讲课；有的学生说：“在城西干道边上住了四年，记得刚进校的时候整整一个星期就没睡着觉。后来终于慢慢习惯了，如今到了夜里打雷都不醒，只是时常觉得精神疲劳、头疼，还有点健忘。“噪音已经伤害到这些学生的神经系统。
21世纪的城市人居环境不仅要讲究安逸更要讲究健康，现在正在建设中的城东干道高架桥已经做了隔音墙的规划，希望有关部门能考虑到城西干道沿线众多居民区和学校的存在，也在这一区域安装隔音墙，免去市民的噪音之苦。
教师：问题提出来了，怎样能够改善城西干道周边附近噪音的污染，优化居民楼、学校等大环境系统。
学生1：降低车体本身的噪音；
学生2：让车流在此路段减速通过；
学生3：让车到远离学校；
学生4：修建隔音墙。 教师：隔音墙的根本作用是改变噪音的传播途径，以达到改善污染的目的。
交流讨论：
分小组讨论，派代表发言：
学生：具体测量噪音严重的程度。通过实地调查城西干道车流附近学校、居民楼过其他建筑的规模数据来确定。
隔音墙的墙体结构及外形怎样考虑？
学生：隔音墙的墙体结构及外形应为墙体垂直或略向车流一侧倾斜；墙的顶部形状略向内侧适度弯曲；如果道路两侧的建筑比较高时，修建的隔音墙高度就要很高，故应建成封闭式的；墙体内侧表表面应该做吸收声音处理。
隔音材料的主材料怎样选择为好？
学生：利用隔音墙可以将噪声反射到上空，但晋江噪音反射到上空是不够的，还要使用很好的色隔音材料。拿出几套采用不同隔音材料的方案，列表说明，在筋骨、美观、经济（造价、维修）等因素间权衡、比较、决策。建造隔音墙的投入与改善车流噪音污染的总效果应如何评价？
学生：做到头最小和效果最好；作必要的验证试验。
教师：系统优化。
北京市崇文区的夕照寺和幸福北里紧邻京山铁路，由京山铁路进出北京站的列车必经这个居民区，每天有140多列火车通过，在铁路两侧修建了隔音墙。共有1100m长，高度分别是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。这一地段是距铁路最近，人口最稠密的地段，建造隔音墙前后对比检测表明，噪音平均降低至61-62dB，比过去降低8.6-11.4dB，低于国家规定的70dB。对于香港城市高楼林立的情况，在高速公路两侧如果修建隔音墙则必须修得很高才可以，如果墙修得太高，那么抗风暴的能力就会大大减弱。为增加抗风暴能力，选材料就会大大增加成本，这样修建隔音墙就不是合适的优化方法。
教师：系统优化的意义就是以最小投入，获取系统的最佳效益获最佳功能。
再举例，在蔬菜、西瓜的种植中，要使蔬菜防病和提高产量，要使西瓜具有抗御低温的能力，就应采用嫁接技术，这是一项增产、增收的栽培技术，嫁接的西瓜比自根西瓜增产1倍以上。
又如，建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。
（摘自北师大天津附中张莉教学案例） 教学案例3.4-4 家庭照明系统设计
针对学生生活经验和实践不足的情况，教师要注意引导学生学习和掌握室内照明系统所涉及的基本知识和技能。例如：
（1）系统设计的目的与要求：
分析室内照明系统的功能需求，书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和客房的照明要求是什么？
（2）系统组成部分之间的相互联系和作用：
针对不同的照明需求来选择怎样的灯具？如何计算家具总用电量？室内照明电线铺设的安全标准是什么？
系统设计方案及其优化：（略）
在教学实践中可以让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案，使学生在技术实践中学会系统设计的方法，教师引导学生进行总结和提升。 4．指导学生确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计
由于系统设计的理论知识在课程中内容不是很多，也不是重点，因此可以考虑和设计实践一起进行。对于系统设计实践的要求，可以只要求写出设计报告和系统分析，不要求付诸实施。有条件的可以作为研究性学习的课题来进行。教学中，对学生系统设计实践的要求可以是一个简单的系统设计，也可以是复杂的系统设计。应注意设计一个简单的系统并不是最终目的，最重要的是掌握系统设计的思想和方法，并将这种思想和方法运用到自己的生活、工作和学习中去。 §3.5 控制与设计
课程标准
1．理解控制的含义及在生产和生活中的应用。
2．分析典型案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
3．能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
4．能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
5．了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图并形成初步的控制设计方案。
6．能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。一、内容结构图二、内容及其要求三、重点难点分析
（一）重点分析
1．控制的含义
理解控制的含义是学习控制与设计的前提。
2．开环控制系统与闭环控制系统的工作过程
开环控制系统是生活和生产中应用较多的控制系统，闭环控制系统则多应用于控制精度要求较高的场合，对两种控制系统工作过程的分析是控制与设计的重要学习内容。
3．控制系统中的被控对象、被控量和控制量
分析和设计控制系统，首先要分析并确定控制系统中的被控对象、被控制量和控制量。
4．干扰与反馈
干扰因素与反馈是控制系统中的重要概念，两者紧密相联，反馈因克服干扰因素而存在。 （二）难点分析
1．闭环控制系统工作过程和方框图
与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个反馈回路，由此导致与开环控制系统的差异，工作过程和方框图要相对复杂一些。
2．干扰因素分析
闭环控制系统中，对干扰因素的判断是前瞻性的，有赖于对控制系统的控制过程的熟悉、对控制系统周边环境的分析，需要综合分析能力和判断力为基础。
3．控制系统的设计
控制系统的设计，属于较专业的范畴，本主题仅要求进行简单的开环或闭环控制系统的设计，有条件的可以付诸实施并调试运行。四、教学建议
1．从学生熟悉的事例入手，讲解控制的含义
在这一部分的教学中，首先要从熟悉学生的事例入手，让学生知道控制是处处存在的。接着介绍什么是控制并能列举身边存在的控制事例。
要用生活、生产、军事、社会、管理等多方面的事例，让学生知道控制技术应用的广泛和深入。让学生得到“离不开控制”、“喜欢控制”、“希望了解控制”的初步体验。 教学案例3.5-1
一、教学目标
1．理解控制的含义
2．积极观察生活，能从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各种受控对象和受控过程。
3．对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。
二、重点难点
1．分析案例的控制过程与结果。
2．体会控制技术的广泛性和重要性。
课时安排：2课时。
三、知识提纲
1．控制理论
（1）公元前300年出现；
（2）瓦特最早也用于工业；
（3）1948年，维纳的《控制论》出版标志着学科的诞生。2．事例
（1）计时水钟；
（2）飞球控制器；
（3）电灯开关；
（4）学生设计的密码箱、风扇可调开关。
四、教学思路
从介绍各种控制装置入手，建立关于控制的初步认识和感性经验，通过“讨论交流”活动强化，并形成关于对控制的基本认识和对控制的描述，同时认识到控制及控制技术应用的广泛性以及学习控制与设计的意义。
不要求学生对什么是可制作精确的口头或文字表述，但应通过各种学习活动对其有较深刻的理解。较好地了解控制系统的构成要素，以此为依据分析判断生活中哪些是控制系统，怎样实施控制过程。
（摘自海南农垦中学陈玉杰教学案例）2．在对核心概念讲解的基础上，让学生进行简单控制系统的分析
（1）手动控制与自动控制。首先要通过具体的手动 控制事例讲清“人”在该控制过程中的作用。在介绍自动控制概念时，最好是在列举的手动控制的基础上说明如何用控制装置来替代“人”的作用而形成的自动控制系统的。这样做，能清楚地说明手动控制和自动控制的联系与区别。
提示：手动控制，又称人工控制。这种控制的主要特点是以人的部分器官作为控制环节参加到了控制的过程之中。和其他控制器一起，共同完成了控制任务。这种事例在许多教材中都能找到。特别需要强调的是，人作为控制系统的操作者，给控制系统施加输入指令的行为，不能视为“作为控制环节参加到了控制过程之中”。 （2）开环控制与闭环控制。这是本节课的核心内容。需要下大气力让学生比较好地理解与掌握其主要教学内容。使之达到：能陈述开环控制系统的特征；能具体陈述闭环控制系统的特征；能对比开环控制系统和闭环控制系统，分析它们的特点。
（3）控制系统的工作过程。这个部分的主要内容是，通过具体的控制案例，讲清开环控制系统和闭环控制系统是怎样完成控制要求的。对开环系统来说就是要说明给定一个输入量后，怎样产生一个对应的输出量。对闭环系统来说就是要讲清当输出量和输入量有偏差时，系统是怎样消除偏差的。要求学生能画出简单的闭环控制系统的方框图，理解给定量、被控量、反馈等概念。理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。在本主题中，限于学时以及高中学生现有的知识水平，对控制系统中的控制器、执行器、传感机构和被控对象等环节只限定一般性的理解，不做进一步的要求，不去讨论其内部的工作过程，只需把它们看作黑箱，了解其输入和输出之间的关系。正反馈控制问题在此不做研究，对于简单的开环控制、单回路负反馈控制以外的其他控制方式不作讨论。
在教授控制系统的工作过程时，如果教师能够提供简单明确的教学演示，对教学效果是有很大帮助的。建议教师能制作具体的演示教具。 （4）控制系统的方框图和主要控制术语。这个内容一般是在讲述控制系统的工作过程时一气呵成来完成的。最好安排一定的时间，让学生多做几个练习使之达到比较熟练的程度。
（5）控制中的干扰及克服。一般的控制系统都是开放的系统，和外界都存在一定的信息交流，有的信息会对控制来说就是干扰。这是干扰产生的根本原因，教学中要结合具体的控制系统来说明外界是怎样对控制产生影响的。需要指出的是，干扰对开环控制和闭环控制都应有作用，只是开环控制抗干扰的能力差，闭环抗干扰的能力较强。
需要说明的是，对于控制系统的分析，上述各知识点的排列顺序并不是教学顺序的安排。只要能达到所要求的结果，就像对教材的处理一样，教师在教学中可以灵活组织内容。 教学案例3.5-2
第二节 控制系统的工作过程与方式（1课时）
一、教学目标（略）
二、教学内容分析（略）
三、学习者分析（略）
四、教学策略（略）
五、教学资源准备（略）
六、教学过程
1．设置引导材料
教师活动：
（1）波动教师电灯开关，电灯的亮与不亮与手动有关。
（2）播放图片，声光感应开关，当有声音时灯亮。
（3）播放图片，红外线感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离开则不出水。
（4）播放图片，宾馆门自动门，当有人进入，门自动开门。
师生归纳、抽象以上活动的特征。
学生活动：输入一个信号（如手拨开关）对应着输出一个信号（如灯亮或不亮）。 2．开环控制系统工作过程、特征与举例
教师活动：灯的开关控制的过程、框图：输入信号—开关—等—输出信号（图略）。
（1）分析简单开环控制系统的工作过程。
（2）到处开环控制系统特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。
（3）引导学生分析：
■生活还有哪些开环控制系统？
■这些开环控制系统给人们的生活生产带来什么方便？
■针对事例说明开环控制系统的特征。 学生活动：
（1）分析自动烘手机工作过程：是靠着红外线感知手的靠近过程，没有人用的时候，鼓风机和加热电炉丝都自动切断电源。当手的温度在红外传感器监视范围之内的时候，烘手机就启动。
（2）写出：感应出水龙头的控制框图，宾馆自动门的控制框图，最后归纳出开环控制系统的一般方框图。
（3）列举生活中开环控制系统实例。
（4）居民楼道里使用的是自动声控灯。这种等有很多好处，它可以节约能源，还可以减少开关的磨损，极大方便了人们。
（5）认识开环控制系统是生活生产中最常用的方式，它的输出仅受输入控制。3．开环控制系统典型应用案例分析
教师活动：“希罗自动门”控制的工作过程分析。（资料：公元1世纪,希腊人希罗建造的自动打开庙门的装置(图1)是最早利用气压和液压为动力的自动门。如图所示，祭坛点火使1的空气膨胀，水流入2，利用水的重量使轴3滚动,将门打开。祭坛灭火，门即自动封闭。现代自动门的操纵主要有三种方法(图2)。①脚踏板式：在踏板之下装有压力开关。②光电束式：在门的四周设置光束发射装置和光电传感装置。③按钮方式：用手按类似开关的按钮使门扇打开。自动门以滑动、铰链或折叠等方式启闭门扇。为了防盗，必需同时装有特殊的设备，例如家庭用的自动门就需要装设来人识别装置或电视监督器等，对家庭以外的职员进行严格限制。自动门在商场、宾馆、饭店、机场、车站、银行等场合已得到广泛应用。） 3. 学生活动：
（1）画出“希罗自动门”控制方框图。
（2）分析一个开环控制系统工作过程。
4．开环控制系统的试验
教师活动：
（1）说明试验的基本步骤。
（2）指导学生观察拉动线绳，纸猴表情的变化（图略）。
学生活动：
（1）制作一个纸猴，拉动背后的线绳（输入），纸猴的表情发生变化（输出）。
（2）观察、体验输出信号与输入信号之间的对应关系。
5．练习、讨论
教师活动：教师适当组织、引导。
学生活动：
（1）画出酒店自动叫醒服务控制系统方框图。
（2）当系统自身计时出现误差时，叫醒服务时间是否准确？系统能否修正这一误差？
6．小结
教师引导、补充。学生归纳、整理本课内容，学习收获。 七、教学反思
社会生活中，开环控制系统具有十分重要的实践意义，本节课通过对开关控制系统中控制工程的理解，有助于学生将日常所见控制事例上升到运用技术思想和方法理解、分析，并学会应用简单的开环控制方法来解决现实生活中遇到的问题，有助于发展学生良好的逻辑思维品质。
本节课没有从概念入手，先讲什么事开环控制系统、工作过程如何、框图如何画等，而是选择适当材料，从实际的分析开始，与学生共同归纳、抽象实例的特征，从而引出开环控制系统工作过程的分析，课堂教学一个重要特点是，淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析。我认为，这是技术课程教师需要引起重视，也是它有别于科学类课程的不同之处。
课堂上从材料分析，到开环控制系统特征和框图的归纳，到学生寻找生活中开环控制事例，到经典案例分析，到学生动手试验，再到讨论、练习、小结，环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能吸引学生注意力，引导学生思维步步深入，从认识问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律，使学生体会到控制系统的系学习并非高不可攀。本节课教学为后续学习打下了良好基础。
（摘自普通高中通用技术网，作者：段青）教学案例3.5-3
教学目标：
1．建立控制实施的工作过程（针对开环控制和闭环控制）的经验或体验。
2．清楚一般控制系统的组成要素，熟悉简单控制系统的工作过程。
3．掌握控制过程的一般描述方法。
4．感觉、体验控制设计的一般思想方法和技术方法。
重点难点：
1．区别开、闭环信息流的传递方式。
2．控制过程分析。
课时安排：2课时。
知识提纲：
1．控制系统组成：传感器、控制器、执行器、被控对象。
2．控制系统分类：开环控制系统、闭环控制系统。
3．控制系统框图：各环节、输入量、输出量。
教学思路：
1．组成结构
2．开环分析
3．闭环分析
4．两环比较
5．习题巩固
（摘自海南农垦加莱高中陈玉杰的教学案例） 教学案例3.5-4 控制系统的工作过程与方式
教学目标：
1．分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
2．熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图。
3．理解闭环控制系统中的控制器、执行起的作用。
教学内容分析：
“控制系统的工作过程与方式”选自教材《技术与设计2》（江苏教育出版社）的第四单元第二节。
“控制系统的工作过程与方式”这节的内容包含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”三个内容。它是学习了控制在人们生活和生产中的的应用后，进一步学习控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们的工作原理和作用。
根据学生已经学习的内容和认知特点，利用两个课时来完成本节的教学，让学生通过对典型控制应用案例的深入分析，引导学生对控制系统在生活生产中的应用分析，进而熟悉控制系统的基本组成和工作过程，通过对开环和闭环控制系统基本组成和工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用。教学对象分析：
学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活、生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。结合前面的应用案例分析，进一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。
教学策略：
结合具体的教学内容和目标，本章的教学采用“案例情景——机理分析——总结归纳——认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学至于具体的案例情境中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，是学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。让学生本着“回想→分析→联想→猜想”的思维过程，对教学内容进行步步展开，使学生亲历自主探究和思维升华的过程。
学法：
鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。注意引导学生体会控制系统的工作过程和方式，特别是理解闭环控制的工作过程以及构成的作用。教学过程：
1．控制系统
【案例分析】
自行车速度控制的实现过程、电风扇转速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更换的控制过程、航空模型的控制过程。
（画出控制过程方框图）
【总结】
一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，称为控制系统。
控制系统的输入、输出之间有一定的对应关系。
【马上行动】
控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2．开环控制
【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控制过程呢个分别引出两个名词：输入量和输出量】
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制通称为开环控制系统。开环控制系统的方框图：输入量控制器执行器控制量被控对象输出量【案例分析】
自动门的控制系统、水泵抽水控制系统。
【学生举例并分析】
公共汽车车门控制系统、红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统等。
（要求学生画出其控制方框图）
3．闭环控制
【教师分析与学生讨论：在游泳池注水控制系统中增加水位测量设备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环控制过程有何区别，输出量、输入量之间产生了什么关系和作用。】
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统方框图：给定量控制器执行器控制量被控对象输出量检测装置（解释方框图中一些图表代表的含义）
（让学生观察并解释闭环控制系统与开环控制系统的区别？然后教师归纳总结）
【生活案例】保温电饭煲的保温控制、空调的温度控制等。
【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温度控制等。
【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控制。
【马上行动】
（让学生谈谈生活生产中的闭环控制系统，并分析其工作过程） 教学反思：
把教学的案例情景设置在学生身边经常遇到的例子，如自行车等生活中常用工具和物品，根据目标对教学内容进行筛选，尽量删去教材中易使学生厌烦的信息，留下学生能够参与和感兴趣的信息，激发学生的学习热情。如果有可能，就尽量减少教师的课堂讲解，给写生充足的时间和空间来思考和发展，实习学生有时间和空间进行自我调控、自主学习、自我分析、互相评价，促进学生学会学习。
我们不仅仅经常问学生“为什么这样”，还要努力促进学生由被动回答教师的问题转化为经常向自己提出“为什么”。这个转化过程的引导值得进一步研究和探索。在课堂的互动中，所有学生都应学会如何学会与其他同学合作，互相补充，微球最佳解答方案而竞争，自主地进行独立学习。而教师则要进一步丰富自己的系统和控制技术及社科知识，提高教育心理学和学习心理学的水平。
（摘自海南中学周仁忠的教学案例）3．力求安排一个合适的设计项目，让学生进行简单控制系统的设计
在本节的教学中，应力求安排一个合适的设计项目，让学生利用“技术与设计1”中的设计知识和本节中的可怜之至式设计并实现一个简单的控制系统。设计的大致步骤为：明确设计要求，制定控制方案，找准控制参量，画出系统框图，确定实现手段（机械控制、电子控制、气液控制等），筹备材料，组装系统，进行调试。
这个环节可以在课内安排3-4学时。从实践的角度看，电控系统比较容易实现。
控制系统的设计要求，可以在开始进入本单元教学时就给学生布置，让学生随着课程的进展，确定自己的设计项目，并着手制定方案和筹备元器件，如果时间允许，可以在课内安排一定的课时，让学生在教师的指导下进行制作。§3.6 典型教学案例与点评
教学案例3.6-1课题：第四节 经典结构的欣赏
课型：新授
本课题课时数：本课为第1课时 备课时间10月25日
一、教学目标
1．能够从文化和技术两个角度欣赏建筑及其结构。
2．经历不同地域、民族、文化等典型建筑结构的欣赏，学会对比、类比、归纳等思维方法。
3．通过欣赏各种各样的建筑，感受结构的美。二、教学重点和难点
教学重点：文化、技术对建筑结构的影响。
教学难点：技术与结构的关系。
三、教学过程设计
（一）引入（过渡2min）
教师：前面学习了有关结构的知识，从了解结构到探究结构，还进行了结构的简单设计。这一节是“结构与设计”的最后一个内容，将学习如何欣赏结构。
（二）新课
1．预备知识（3min）
【提问】如何欣赏设计作品？（以建筑为例）
【回答】可以从文化和技术两个角度：
文化：具体包括民族特色、历史性、时代性、艺术性等方面。
技术：包括结构使用功能的实现、结构的稳固耐用、结构造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性、工艺制造的精湛程度等。 2．经典结构的欣赏
（1）中西经典结构欣赏（18min）
①以故宫为代表的中国古典建筑（5min）
文化：汉族文化的代表。建筑色彩以朱墙黄顶为主，表现皇帝的威严。屋顶的飞檐结构减轻了建筑大屋顶的沉重感，既增添了飞动轻快的美感，同时又体现了高贵华美的风格，丰富了建筑文化。
技术：采用了典型的木结构建筑形式。木结构建筑主要采用榫卯连接，其特点是取材容易，运输便捷，加工简单，建在速度快。屋顶的飞檐结构扩大了采光面，有利于排泄雨水。
补充：从宫殿的造型曲线看，汉魏的风格朴素，隋唐的风格豪放，两宋的风格舒展纤巧，明清的风格则严谨方正。
【图片】苏州园林、岳阳楼②以圣彼得大教堂作为西方古典建筑代表（10 min）
文化：体现了明显的文艺复兴时期提倡的古典主义形式，主要特征是罗马式的圆顶穹窿、希腊式的石柱以及平的过梁相结合，是典型的哥特式教堂。整个教堂采用巨大的石材结构，象征着不锈和永恒。
技术：穹顶直径为41.9m，穹顶下室内最大净高为123.4m。穹顶轮廓浑圆饱满，穹顶上的肋与围绕鼓座一圈的双柱一一对应并向上延伸至顶部的采光亭，肋间以十道断面小、强度大的环形铁箍抵抗穹顶向外的侧推力。
【视频】德国科隆教堂、比利时布鲁赛尔广场、法国巴黎圣母院、荷兰阿姆斯特丹
③中西古典建筑对比（3 min）
文化：
中国是古典建筑，通过复杂的柱、梁、檩等结构工艺，实现“五步一楼、十步一阁”的意境，从而形成一种具有深度空间的庭院或庭园式建筑形式。
西洋式古典建筑则以体势雄豪、宏壮争胜。通过巨大的岩石堆垒与雕刻，以单体建筑自身的巨大穹顶、高廊伟柱，从而形成一种立体布局的城堡式结构。
中国的古典建筑沉静幽思，欧洲的古典建筑雄壮奔放。
技术：
中国的建筑以土木结构为主，可以说，从原始社会末期起，一脉相承，形成了一种独特的风格。西方建筑，从埃及、巴比伦到希腊罗马的花岗岩、大理石体建筑，到近代、现代的钢筋混凝土和合金金属建筑，同样一脉相承，形成了另一种独特的西方艺术风格。
补充：西方古代建筑风格的源头只有一个，那就是罗马。
西方古代建筑大多是用石头做材料，由于石头有很好的抗压能力，而抗拉性能较差，这就决定了西方古代建筑必然产生以抗压为主的建筑形式，如拱、墙、柱等。这些构造形式在西方古代建筑中用的特别多，直到18时机都没有大的变化。
补充：19世纪三种新建筑材料的出现，为现代建筑奠定了发展的基础。
第一是钢铁。巴黎的埃菲尔铁塔，就是为了纪念钢铁用于建筑的成功。
第二是混凝土。最早的混凝土出现在意大利，主要成分是火山灰，罗马斗兽场。德国人则首先将其用在了房屋建筑上，在慕尼黑建造了最大跨度的会堂。
第三种材料是平板玻璃。施工中先建造柱子，使用木头为墙板，木墙不再承力，完全由柱子承担载荷，墙只起围护作用。后来德国出现了玻璃幕墙，不仅能起到很好的围护作用，而且采光好。（2）中国民间建筑赏析（15min）
①吊脚楼（4min）
文化：南岭山地文化。苗族、水族、侗族、瑶族、土族等少数民族居住的干栏式建筑。这种楼房往往依山傍水建成，体现人与自然的和谐。
技术：选择坡度较为平缓的地方，一般平整土地，另一半依据山势用长短不一的杉木柱头支撑，架木铺板，与挖平的屋场地合为一个平坦的整体，在此整体上再建房。这样的房屋下部被架空，可以通风避潮和防止野兽的侵害，适应山区潮湿多雨而且炎热的气候。
②客家土楼【视频】（7min）
③各地区民居【图片】（4min）
补充：
四合院式建筑：
代表汉族文化。这种布局适合中国古代社会的宗法和礼教制度，便于安排家庭成员的住所，使尊卑、长幼、男女、主仆之间有明显的区别。紫禁城就是中国最大的一个四合院。西关大屋：
■西关大屋可以说是集工艺美术之大成，把木雕、石雕、砖雕、陶雕、灰塑、壁雕、石景、玻璃通花、铁通花、蚀刻玻璃等民间传统手工艺，都应用到室内装修方面。清代流行言语“苏州样，广州匠”。
■重视风水。“炕”为单位，一般为11或17炕，取“老”。另外，装饰花纹采用最多的是道教的八仙和佛教的符号，这也体现了广州居民的宗教信仰。
（三）小结及拓展（2min）
1．学习了如何从文化、技术两个角度欣赏结构。
2．浏览相关网页和资料，了解有关建筑结构的知识。
点评：教学内容精心组织，容量恰当，教学素材丰富，紧扣本节重点难点灵活运用素材，突出重点，本案例的最大亮点是结合多媒体平台展示不同地区、民族、文化等典型建筑结构，拓宽学生的知识视野。让学生从中感受结构的美，提高课堂氛围。
本节除了以上的讲法以外，教师还可以在引导学生学会从技术与文化连个角度欣赏并评价典型结构后，以小组为单位，让学生根据自己的兴趣选取欣赏和评价的对象，或是教师在教学中预先拟好主题，运用本节课所讲的内容，让学生讨论交流并展示讨论的结果，在展示讨论结果时，教师要注意学生是否从技术与文化两个角度欣赏和评价对象的结构，如不是，在学生展示之后，教师要引导学生沿着这条线欣赏对象的结构。 教学案例3.6-2一、教学目标分析
1．知识目标
（1）懂得什么养的系统是开换控制系统，什么样的系统是闭环控制系统。
（2）懂得识别系统框图。
（3）理解信息的反馈。
2．能力目标
学会使用地推法分析问题。
3．情感目标
（1）通过合作探究来提升同学们的团结合作精神。
（2）通过教师自制的模型作品的使用来感触同学们的创作意念。一 一、教学目标分析
1．知识目标
（1）懂得什么样的系统是开换控制系统，什么样的系统是闭环控制系统。
（2）懂得识别系统框图。
（3）理解信息的反馈。
2．能力目标
学会使用地推法分析问题。
3．情感目标
（1）通过合作探究来提升同学们的团结合作精神。
（2）通过教师自制的模型作品的使用来感触同学们的创作意念。
二、教学内容分析
本节通过贴近生活实际的案例分析来让学生逐步了解系统框图，为后续“控制系统框图的绘制”及“控制系统的干扰”铺好基础。这一课时的重点在开环控制系统的组成与工作过程分析，难点在于闭环控制系统的信息通路及其比较环节分析。 三、学情分析
学生在此前已有了一定的“流程”、“系统”方面的基础，也有了一定的电学基础，对于系统组成和系统工作的分析应比较容易了解，特别是本课时分析的光控窗帘、水塔水位控制系统都是贴近日常生活的实例，学生比较感兴趣的，可以在较轻松的氛围中掌握知识。
四、教学策略
无论何时何地的教学活动，学生始终是教学的主体，教师是教学的主导。如何把学生的思维引导到知识点上，启发学生自己分析、解决问题是关键。在上课过程中投影图片、使用自制教具演示实验、展示实物的方式提高学生的兴趣，以此来降低课堂的枯燥乏味。整堂课的课间操作都是用自制的遥控鼠标进行操作，让学生感受到创作在课堂上的应用。在课堂上还安排一个容易做的小组实验，学生通过动手实验来家谁呢对闭环控制系统的理解。在课堂最后再安排一个演示实验，把实验过程的分析留给学生，作为课后作业。
五、教学资源准备
多媒体教室、教学课件、组合遥控鼠标灯1套（自制）、红外线报警器1台、水塔水位控制模型1套（自制）、光控窗帘模型1套（自制）。 六、教学过程
（一）引入
1．教师从课前放好的报警其旁边走过，报警器自动响起。
教师：大家听到了什么？
学生：……
教师：哪些场合能见到类似的报警器？
学生：……（可能说到超市）
教师：这些报警器都是能自动报警的，也就是说它是一种能实现自动控制的产品。我们身边还有哪些物品是有自动报警功能的呢？
学生：……
2．投影有自动控制功能的图片。
教师：这是一些自动控制产品的图片。它们是怎样实现自动控制的呢？
为了了解这方面的情况，就让我们进入与自动控制有关的内容“控制系统的基本组成与工作过程”的学习。（视频）（二）新课
1．展示光控模型，演示光控窗帘的工作过程。
2．教师：这是老师自己制作的光控窗帘，它是怎样工作的呢？
3．投影：
探究一：如何让光控窗帘实现自动控制？
教师：窗帘由谁来开、关？
学生：……（电动机）
教师：电动机由谁来控制运转？
学生：……（控制电路，由它来控制电动机的正反转）
教师：控制电路如何知道何时让电动机运转？
学生：……（由一个能感知是否有光线的传感器送信号给控制电路）
教师：用怎样的装置感知是否有光线？
学生：用光传感器……
教师：我们所整理出来的这个光控窗帘模块框图，也是老师在制作这个光控窗帘时的一个思路框图。（投影） 有否光电动机光传感器控制电路窗帘 教师：我们设计的光控窗帘中窗帘始终被电动机控制，所以窗帘是一个被控对象。窗帘的开关动作始终由电动机来执行的，所以这里的电动机称为执行器。而控制电路是控制的电机运转的，所以这里的控制电路称为控制器。（投影）窗帘
开、关有否光电动机光传感器控制电路窗帘（控制器）（执行器）（被控对象）输入输出教师：显然，由上面的框图可以容易看出光控窗帘的各个组成部分，以及光控窗帘的工作过程。像这种方框图称为系统框图。掌握系统框图的识图和画法对今后的设计工作有很大的帮助，就如同看懂地图一样。
巩固练习：看红外线报警器实物，试分析报警器有无传感器、控制器、执行器、被控对象？它们分别是谁？
教师：光控窗帘与红外报警器都是自动控制系统中的一种。很多同学都会发现在一些比较高的楼房顶上都有一个蓄水塔。平时要往水塔里抽水，是不是需要有人亲自去水塔上开关水阀门呢？
学生：不用。
教师：若想了解更清晰，请看我做演示。
（投影“水塔水位控制系统模型”图片，简要说明各部分）
探究二：水塔是如何实现水位自动控制的？
教师：（展示实物，请一位同学说出个部分名称。开始演示：将水位传感器定在第一条水位线，通电，水泵往水塔里抽水，水位到达传感器位置时水泵既停止工作，从排水口排水；水位低于第一水位线时水泵又开始抽水；将水位传感器定在第二水位线，重复上述操作。）请同学们相互讨论一下水塔的工作过程，试用系统框图来描述。
学生：（讨论1min）
教师：引导学生归纳出水塔水位控制系统框图，着重展示信息反馈与比较环节的框图表达。 （被控制对象）（执行器）（控制器）输入输出实际水位给定水位控制电路水泵传感器水塔（三）实验探究
（投影）送笔实验：
每两人（A、B）一组，A同学伸开一只手掌仰放在离B同学约0.5m的桌面上。B同学拿住一支笔伸向A同学的手心，到达手心位置时松开笔，试验完成。再重复做两次。
这个实验中人的眼睛相当于什么？大脑、手有相当于什么？有“输入”、“输出”吗？这个实验有没有信息的反馈过程？请分析得出实验的系统框图。 学生：（相互讨论、具体分析）
教师：请几位同学分析）（投影）（四）小结对比
（投影光控窗帘与水塔水位控制系统框图在同一屏幕上，对比两个系统框图的信息流向，给出狂欢控制系统与闭环控制系统的名称）
（五）课外延伸
将光控窗帘设成手动控制的，演示手摇窗帘的一个工作过程。
教师：请课后探究刚演示的受控窗帘的工作过程，画出它的系统框图。对于手控窗帘和光控窗帘，那一种使用更方便？什么叫控制？如有可能，最好几位同学组成一个小组，合作设计一套比老师做的更好的窗帘！
七、教学反思
本课内容较多，40min上起来可能会比较紧张，如果1课时的时间是45min应正好。因为本课时的实例都是贴切生活的，难度不大，但“比较环节”的信息比较是有些抽象的，学生在分析这一环节时都不会很顺畅。在教学环节中采用递推法引发学生的思维，很收敛。自制的教具对本课的教学帮助极大。如无焦距，本课就是空洞的“开环”与“闭环”（其实任一课也如此），所以作为通用技术学科的教师，要想上好每一堂课，自制教具是必不可少的。 点评：本案例教学设计比较合理，充分利用了启发式教学方法来调动学生的学习积极性和主动性，教学引入部分更是恰到好处，教学环节环环相扣、联系紧密、前呼后应，探究式教学方法运用得当，教学过程突出了教学重点，教学难点也有所突破。
自制的“窗帘自动控制系统”和“水塔水位自动控制系统”的模型经济耐用，是教学内容更加直观、丰富，吸引了学生的注意力，提高了学生的参与度，为教学目标的达成，创造了很好的条件。
本节课的内容还可以这样处理，通过学生较为熟悉的生活实例，让学生熟悉简单的控制系统的基本组成，学生对于开环和闭环在概念上的理解，可以通过有吸引人，学生呢个在理解开环宇闭环的概念后，教师可以通过是理解和框图分别给学生详细讲解两者的组成环节，而后引导学生自主发现两者的最大区别在于：闭环系统比开环系统多了一个由检测装置组成的环节，讲解完毕后教师应出示一、两个控制系统的案例让学生判断是开换还是闭环，在教学中，有些学生会误认为自动控制系统都是闭环控制系统，教师在课上要做必要的说明，区别开环宇闭环的关键在于对反馈环节的理解，因此理解反馈环节尤为重要。 教学案例3.6-3?
一一、教学目标
1．了解结构的含义。
2．能从力的角度理解结构的概念。
3．通过学习椅面、建议桥梁的受力分析案例，分析结构是如何承受力的。展示一些采用架、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。二、教学内容分析
本课是“技术与设计2”第一单元“结构与设计”中第一节“无处不在的结构”的第一课时。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。本科是要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与气管等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域，是为了更好地服务于人类。本课时还要将结构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力的概念。当一个结构受到外力作用时，内部各指点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。
教学重点：结构概念。
教学难点：应力概念。
三、教学媒体、资源的运用
纸板承受压力试验需要废旧纸盒的纸板和给纸板加压的重物，由于是第一个课时，不要求学生准备材料，教师应提供足够的材料。
四、教学对象分析
学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是，由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。
五、教学策略
从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。
在教学中，采取讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将于教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。
鼓励学生自主探究和合作学习，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方法，获得不同的体验和不同的发展。引导学生从力学的角度理解结构的概念，并注意基本受力形式与物理学中力的区别和练习。 六、教学过程
（一）通用技术必修2学习介绍
1．通用技术必修2是一门什么课程？
同学们，我们生活在科学技术高度发展的时代。我国载人航天成功，实现了千年遨游太空的梦想；长江三峡顺利截流发电，高峡出平湖；水稻育种结硕果，世界领先……我们今天的努力学习技术，是为了明天把我们的国家建设得更加美好。
我们将要学习的通用技术必修2应用广泛，具有宽广的迁移价值。“技术与设计2”中的“结构与设计”“流程与设计”“系统与设计”“控制与设计”四个主题都是具体的、通用的技术，它们具有典型意义，并与技术的发展密切相关联。学习这些技术与设计的基本思想和基本方法，将使我们终身受益。同时也将使我们适应新世纪的科技发展、知识经济发展以及社会可持续发展的需要，成为有用的人才。 2．学习通用技术必修2课程要注意的问题
（1）围绕教材内容，以技术设计为主线，认真钻研各主题的技术与设计要点。充分调动自己的感知、思维、想象，进行调查研究、批判性思考、创新性想象，努力提高技术理论素养，增强各种思维能力。
（2）参照教材中的教案，触类旁通，举一反三。密切联系实际，挖掘技术实例，即动脑又动手，做好剖析、试验、实习、设计制作、交流、评价各环节，努力提高技术实践素养，培养动手解决技术问题的能力和技术应用能力。
（3）发扬在老师引导下的团队合作精神，把学习技术课程的过程，变为一个创新的过程。在学习过程中要以多种视角多种思路、多种方法，去探究一个技术问题，完成一项项设计任务，努力造就我们的创造品质，提高我们的创新能力。
（4）学习技术课程，尤其是“技术与设计”，会遇到困难，会感到辛苦，我们要以坚强的意志力，鼓起战胜困难、继续前进的勇气，努力增强我们的耐挫力，磨练我们的意志品质。
同学们，努力吧！（二）案例引入
（板书）【第一单元 结构与设计】
1．放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。
（板书）【一、无处不在的结构】
世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。
2．引导学生观察结构图
引导学生分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里？
3．让学生归纳结构概念
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
4．让学生阅读案例：
苍耳子与尼龙搭扣；鸟与飞机；应验与导弹跟踪系统。
5．让学生思考：为什么要研究结构？
（三）思考与分析
1．启发学生回答：通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域，更好地服务于人类。
2．讨论以上三个案例，重点讨论“鹰眼与导弹跟踪系统”。
鹰可以在几千米的高空准确无误地判断地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽，称为中央凹。而鹰眼中的中央5却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。 3．进一步拓展
除了根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统以外，你还受到哪些启发？
如果在人类的视网膜上像鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化？
将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽，有这种可能吗？
看来我们人类好多地方不如动物，不能像鸟一样在空中自由飞翔，不能像鱼一样在水中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类为什么能成为动物界的统治者呢？
启发学生回答：凭大脑、凭学习，人类把几千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。
教育学生：人与人之间有竞争，而且可能很激烈，能否立于不败之地，在于不断学习。
生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？
羊毛衣、潜水艇……
让学生阅读案例：加拿大魁北克大桥的坍塌。
大桥坍塌的原因是什么？
擅自改变大桥的结构。
在社会领域，也普遍存在着结构现象。 一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。
请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例。
（四）学习“结构与力”
1．（板书）【结构与力】
从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能因其形状和大小改变的力。
2．分析一块豆腐的受力情况，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。用公式表示应力为?=F/A，其中F是内力，A是受力面积，?是应力。
3．讲解构建的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
4．案例分析：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和车辆通行的桥面受到的力。
5．指导学生概括五种基本受力形式。学习椅面、简易桥梁的受力分析案例，分析结构是如何承受力的。
展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片。
（五）指导学生做“纸版承受压力试验”
比较不同形状的纸板承受压力的大小。
试验准备、试验过程。（略）
回答问题：
1．那种情况下纸板的抗压能力最强？
2．举例说明这一结论在实际应用中的意义。
3．如果把纸板折成瓦楞状，试验结果如何？ （六）探究
观察下面的图，说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。
进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空中的轨迹是一个什么图形？
（七）课后作业：（略）七、教学反思
本课时的闪光亮点主要有三点：
1对教材进行了挖掘。顾建军主编的教材精选了一些很好的案例。如“应验与导弹跟踪系统”就是其中之一，很值的挖掘。我让学生自学了这个案例之后，并不是让学生回答完案例中的相关知识就可以了，二是要学生讨论并回答三个问题：第一个问题是为什么要研究鹰眼的结构？这个问题交易回答，通过对鹰眼结构的分析研究把成果运用到技术领域，开发出新的产品，如导弹跟踪系统，横好地为人类服务；第二个问题是如果在人类的视网膜上像鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化。问题一出，教室里非常安静，随后课堂气氛开始活跃，同学们议论纷纷，几个同学迫不及待地回答：“人会变得有老鹰的辨别力”、“人会变成超人”、“会出现新的犯罪”……；第三个问题是，将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽，有这种可能吗？课堂气氛进一步活跃，又是几个同学发言：“有这种可能，现在我们能够破译人的遗传密码”、“可以把鹰的基因移植到人体上来，是人类视网膜具有两个凹槽” ……
课上到这里，我仍然继续发挥：“看来我们人类好多地方不如动物，不能像鸟一样在空中自由飞翔，不能像鱼一样在水中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打
模块四个主题的内容相对独立，教学中可以调换顺序，但它们又相互呼应，具有内在的联系。结构总是与系统相关联的，结构式系统的结构，是系统的组成形式，也是系统功能的依据；流程可以说是工程系统或工作系统按时间顺序的描述；控制本身是一个系统，它也是对系统状态所施加的干预。从总体上把握个单元的内在联系，有助于理解本模块所体现的思想和方法所具有的普适性。 §3.2 结构与设计
课程标准
1.了解结构的含义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类。
2.能结合1-2种简单的结构案例，分析结构是如何承受应力的。
3.能通过技术试验分析影响结构的强度和稳定性的因素，并写出试验报告。
4.能确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，模型或原型。
5.能从技术和文化的角度欣赏并评价典型的结构设计。一、内容结构图二、内容及其要求三、重点难点分析
（一）重点分析
1．力学角度的结构分析和结构的分类
从力学角度认识结构的概念和结构的分类是产品结构设计的基础。对不同类型结构的受力特点分析，有助于从本质上把握结构设计的核心。
2．简单结构的受力
分析简单结构的受力情况，是分析结构的稳定性和结构强度的重要基础，是设计稳固的重要前提。
分析影响结构的强度和结构的稳定性的主要因素
理解和分析结构的强度和稳定性，有助于在结构的设计中正确选择设计方案，包括形状、造型、大小、材料等。（二）难点分析
1．简单结构所受应力分析
对生活中常见结构所受应力作定性分析，一说明结构任何抵抗能因其形状和大小改变的力。所提到的5种结构的基本受力形式，如拉力、压力、剪切力、弯曲力和扭转力在中学物理中并没有过多涉及，故不要求学生做定量分析，也不要求画结构的受力图。
2．通过技术试验分析结构的强度和结构的稳定性
通过简单的技术试验对结构的强度和稳定性进行分析，以直观地描述影响结构的强度和稳定性的因素。测试结构的强度和稳定性的技术试验需要师生共同设计。
3．简单结构的设计
选择一个简单的设计对象，进行结构设计并制作模型或原型。这是本主题对学生应用所学知识的一个重要要求，体现了对结构设计的理解、创新。 四、教学建议
1．注意循序渐进，讲解结构的含义
（1）结构是一个十分重要的概念，他在多种领域都有体现。因此，建议先从广义上介绍什么是结构，让学生初步认识结构的地位和价值。这对于学生进一步学习力学结构是有帮助的，而且也有助于知识的迁移。
教学案例3.2-1
结构一词，对学生来说可能并不陌生。请同学们想一想，在学习其他课程中，有哪些课程提到过“结构”？对！在生物课中提到过人体结构；在政治课理由社会结构；在化学和物理中，有物质结构、分子结构、原子结构；在语文课中接触过文章的结构；在地理课中有地质结构……，看来，世界上的事物，大到宇宙，小到原子、分子；物质的，非物质的，都有其自身的结构。尽管它们各自的具体内容不一定相同，但是，它们的本质含义却是相同的。现在，请同学们根据不同事物的结构，给“结构”归纳出一个总的表述。 “结构是指事物内部的组成、排列及其相互之间的关系”。为什么要学习结构？在人么对系统进行研究时，进一步发现了结构和系统的功能有着紧密的关系。也就是说，系统的功能对其结构有着绝对的依赖性。所以有人说，结构不仅是事物存在的形式，更是事物特性的重要依据。在自然界，相同的物质，不同的结构，表现出的特性的现象处处可见：
——同样是水，有液态、气态、固态。
——同样是碳，有最硬的固体金刚石和最软的固体石墨存在。
——同样是磷，有三价磷和五价磷，它们的非金属性是有差别的。
——同样的六个字“这个人表现好”，“这个人好表现”，但因排列不同，就成了一褒一贬。
——用同样的制作材料，做出来的结构不同的小凳，就会有不同的特性，有的稳固，有的就不稳固。
——同样的三根棍，首尾相连，就成了武术器械“三节棍”，如将三节棍的一端连在一起就变成了可用来照明和测量的“三角架”。
从以上事例，可以看到结构是如何的重要，结构不合理，就会产生严重的后果。教材列举的加拿大魁北克大桥的坍塌事件，同学们可以阅读谈谈感想。（2）在介绍力学（工程）结构的含义时，一定要强调，一个力学结构其主要特征是承受和传递载荷。
强调要点：什么是力学结构？它实际就是“施力体”和“支撑”之间的构建安排。它的作用就是将“施力体”施加在结构上的载荷传递到支撑上，而本身不被破坏。这里要特别强调，在工程上受力的物体（结构）在承受外力时，和物理上讲的受力体不一样，它本身是要产生形变的，变形到一定程度，结构就会破坏。这是力学结构要考虑的核心问题。
（3）在讲授结构的分类时，建议先简单介绍一下载荷的类型，因为结构的分类时按其承载特点来分的。
对拉、压、剪、扭、弯这几种主要在和不要面面俱到，重点要用实例讲清拉和压。对剪、扭、弯可作简要介绍。 2．充分结合学生的实际经验，引导学生进行结构分析
这是本节的重点之一。主要学习三个内容：简单结构的受力分析；结构的强度和结构的稳定性。
（1）简单结构的受力分析。这个内容既是学生原有知识结构中的空白，也是本节重点内容之一。一定要结合学生比较熟悉的事物来讲解。例如：
——秋千的吊索，主要承受拉力；
——桥梁的桥墩，主要承受压力；
——连接剪刀的销钉，主要承受剪力；
——汽车方向盘的轴，主要承受扭力；
——单杠的杠体（上面的横杠），主要承受弯力。
壳体的受力比较复杂，可以先介绍拱的受力，然后借用拱的受力特点来说明壳体的受力特点。
课时如果允许，最好在这个内容上安排一节“练习课”。 练习课可以安排三个层次的内容：点一个层次是比较简单的结构，由学生通过自己讨论完成。比如可以让学生分析“上拉式”壁挂书架、“下撑式”壁挂书架和单杠的受力。第二个层次是较难的结构受力分析。比如自行车框架的受力分析。这里还包括了受力模型的简化问题。这个层次的题目可由教师讲解，主要是教学生如何对一个结构的受力情况进行分析。第三个层次的题目是介于第一、第二层次之间的问题，留给学生课堂完成。可以让学生分析“斜拉桥”的拉杆和立柱的受力。
（2）结构的强度。结构强度的概念既是本节的重点，也是本节的难点。如何讲结构的强度？可以有两种思路：
其一是避开“内力”、“应力”概念，直接讲：结构的强度就是在载荷作用下，结构不被破坏的最大承载能力。这种讲法比较简单，概念也准确。
其二是基于教材上已经提到了应力的概念，并且还给出了表达式。那么，就从内力到应力、工作应力再到许用应力，给学生一个较完整的强度概念。 教学案例3.2-2
大家知道，结构可以承受力和抵抗变形，那么，结构是如何承受力和抵抗变形的呢？原来，外力使构件发生形变的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。内力，是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。（演示课件：讲解内力如何抵抗三种外力。）
那么，内力与外力是怎样一种关系呢？他们就类似于物理学中的拉力与摩擦力的关系，拉力作用于物体上，在物体发生运动之前，摩擦力等于拉力，并随着拉力增大而增大，但增大到一个最大值后，就不会在增大了。此时，拉力如果继续增大，物体就会运动。内力与外力的关系类似于摩擦力与拉力的关系。要破坏结构，外力必须大于最大内力，或者说，外力产生的应力要大于容许应力。破坏结构所需外力越大，我就说结构的强度越大。同一截面积，容许应力越大，对应的最大内力就越大，要破坏结构所需要的外力就越大，也就是说结构的强度越大，所以，强度可用应力来衡量。同一截面积，容许应力越大，强度越大。 （ 作者：海南农垦加来高中 陈玉杰）（3）结构的稳定性。鉴于在众多工程类教材所介绍的结构稳定性主要是指压杆稳定、薄壁圆筒稳定、薄梁稳定等。因此，在将结构稳定性问题之前，可以把稳定性问题简单介绍一下。这样会让学生对结构稳定性有一个比较全面的了解。
结构稳定性问题对学生来说并不陌生，概念也不难，因此是课程的重点但不是难点。
3．妥善安排学生进行结构设计的学习与实践
简单结构的设计，是“技术与设计1”关于设计的知识和“技术与设计2”中结构强度、稳定性等知识的综合运用。教学中一定要与模块1相衔接，这一点必须强调。特别是在设计方案的制定和设计草图的绘制以及设计方案的评价和优化上，必须与模块1的知识相呼应。
结构设计的教学应尽可能用实际项目的制作来带动。在项目的选择上既要简单，又要能体现教学要求。在制作时间上，既要安排必要的课内学时（这样便于教师的指导，也有一定的督促作用），也可以安排一定的课外时间，但不宜过多。总的制作时间最好控制在4课时，课内课外学时大约为1:1。 教学案例3.2-3 结构的设计
一、学习结构设计的重要性
结构设计对于人们的日常生活和各种各样的生产活动都非常重要。日常生活中，没有丰富的结构设计，产品会造型单一、功能单调，那些大型建筑、交通运输工具等更是无法生产；生产活动中，产品制造技术、结构安全性及耐久性评估、维修加固技术等，都离不开结构的设计和研究。
二、学习结构设计的目标及要求
结构设计应以一种或几种功能的实现为基本目标，应满足设计规范，满足使用者的基本要求。例如，儿童自行车的结构设计，首先应以代步、锻炼儿童的手脚协调能力为设计目标，同时要满足童车结构设计的国家标准和规范要求，如对自行车的链轮、链条、车把、车闸就有一定的要求，否则设计应视为不合格。
三、学习结构设计应考虑的主要因素
结构设计应考虑的主要因素有：使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美要求，使用者的个性化需求，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等，如图3.2-2所示。四、简单结构的设计案例
1．讲解建议相片架的设计过程和方法（播放图片）
在实际生活中，人们选择相片架，不仅考虑造型、材料、稳定性等因素，还要考虑相片架的颜色、造型与房间的整体是否协调，相片架的摆放方式与房间的空间的关系等。例如，房间的桌子比较小，而房间的墙上有大面积的空白，此时就可能会选择悬挂式的相片架，而不会选择用支架式的相片架。
从造型、材料、稳定性和强度等方面，比较上述案例中三个设计方案中相片架的结构特点，并构思其他设计方案，列出方案要点。 2．让学生设计建议相片架
（1）要求：水平要超过教科书中的三个方案，因为你是站在别人的肩膀上来设计的。在相框和支架的设计上都要有创意。
（2）目标激励：
①有创意的设计方案学校要存档。
②你所做的模型或原型还可以送给你最要好的同学，因是你亲手做的，不必买贵重物品赠送更能表达纯洁的友谊。
③最先设计出作品的同学到黑板上划出方案草图并讲解方案的结构和设计思想。
每个同学充分发挥自己的想象，所做方案各不相同。
教师在巡视中对于设计有创意的同学，要给予表扬并存档。
3．探究
在某些地震灾区，居民采用“木板夹心”结构建造房屋，这种由当地农民创造的结构能经受地震的考验，具有较好的抗震效果。请简要说明这种结构的特点，并根据所学的有关结构与设计的知识，对这种结构设计进行分析。
（作者：海南华侨中学 徐道安）教学案例3.2-4
一、教学目标
1.通过对赵州桥、飞檐和蛋形椅等典型结构的分析，引导学生赏析具有典型人文意义的结构，学会欣赏结构的实用性和美，拓展学生对结构设计的文化特性的理解和评价。
2.使学生能从技术和文化的角度评价结构设计的案例。
二、教学内容分析
这是一节欣赏课，教材通过对赵州桥、飞檐和蛋形椅等具有代表性的经典结构呈现给学生，让学生欣赏、分析和评价。在教学中，教师要引导学生从技术和文化的角度欣赏结构。除此之外，还应该结合经典结构设计者的历史背景、设计思想、设计风格等全面分析。要从结构的牢固、稳定、简约、和谐、美观等细节与学生一起进行分析、评价经典结构的作品，从而达到教学目标的要求。在教学内容上，除了教材中的案例，教师也可以补充相应的案例，一开阔学生的视野，如补充一些经典的结构设计案例供学生欣赏、分析。有条件的话，教师可以带领学生参观附近的古代建筑，近距离地观察古代建筑的精巧设计，品味其历史文化内涵。
重点：通过对经典结构的欣赏使学生关注结构的技术和文化特征。
难点：使学生能从真正意义上学会欣赏和评价一些经典结构。同时使他们在自己的审核及作品中注入更丰富的文化内涵。三、教学媒体、资源的运用
为了吸引学生的学习兴趣，培养学生对技术的情感，本课展示了不同典型的丰富的经典结构图片，引导学生赏析具有典型人文意义的结构，拓展学生对结构设计的技术和文化特性的理解和评价。
四、教学对象分析（略）
五、教学策略
1．本课从技术和文化的角度分析结构设计作品。此外，还可以结合经典结构设计者的历史背景、设计思想、设计风格等进行全面分析。
2．教师可以通过不同的渠道，收集更多的中外经典结构图片、资料制成电子课件，以丰富教学课堂内容，扩展学生的知识面，提高学生对各种不同经典结构的识别及赏析能力。
3．教师可充当“导游”的角色进行漫游导说，创设“旅游”情景和营造“旅游”氛围，使学生产生犹如亲临其境的感受。学生随“导游”观赏各处的经典结构，会留下更深刻的印象。 六、教学过程
1．学生阅读案例并思考：
（1）优秀的结构设计表现在哪些方面？
（2）如何赏析结构设计作品？
2．引导学生回答：
（1）优秀的结构设计不仅表现在结构的实用设计功能上，也表现在形式上，特别是表现在功能与形式的统一上。古今中外许多能工巧匠把结构的功能于形式恰当地结合起来，形成了一些经典的结构。
（2）赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行：
技术的角度主要有：结构功能、稳固耐用、造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性、工艺制造的精湛程度等。
文化的角度主要有：文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。3.师生互动思考问题：
赵州桥的“敞肩拱”设计给人们怎样的启示，还有那些类似的结构设计？
你是如何赏析飞檐这一结构设计作品的？
你如何从技术与文化的角度赏析蛋形椅？
4.师生共同探究：
中国古建筑探究.
丹麦建筑师阿纳·雅格布森简介。
5．教材拓展
教材从技术角度和文化角度进行了评价元素的例举，教学中教师鼓励学生积极思考，想出更多的评价角度和评价元素。在教学中，教师除了引导学生从技术和文化的角度欣赏结构之外，还应结合经典结构设计者的历史背景、设计思想、设计风格等全面分析。6．学生总结
在物质文明、精神文明高度发展的今天，任何一种结构的设计已不仅仅局限于只满足它的使用功能。结构设计中的美学因素、环境因素、安全因素以及时尚、个性等都成为人们进行结构设计时必须综合考虑的重要因素。结构的牢固、稳定、简约、和谐、美观式结构设计永恒的追求。
7．课堂练习
（1）从技术和文化的角度赏析丹麦雅格布森的作品“盖里椅”。引导启发学生：“盖里椅”结构简洁大方，线条明快，有流动感：功能上具有和其他椅子相同的功能；从文化角度看，“盖里椅”结构传达出一种盘旋上升、奋发向上的精神，具有雕塑般的美感和强烈的时代气息，形成了优雅的浪漫主义设计风格。
（2）从技术和文化的角度赏析高一学生设计的海南华侨中学雕塑。
（作者：海南华侨中学徐道安） 教学案例3.2-5 结合本地的经典建筑进行教学
一、教学目标
1．学会观察结构的实用性和美；
2．能从技术和文化的角度欣赏并评价经典结构设计的案例。
二、教学内容分析
本节教学是通过以开平碉楼为案例，引导学生从技术和文化角度欣赏结构。
三、教学媒体运用
通过多媒体方式向学生展示丰富的碉楼图片，让学生欣赏，指导他们进行分析。
四、教学过程
1．优秀结构设计应是功能与形式的完美统一。介绍赏析结构设计作品的两个角度——技术与文化。
2．还可以从哪些方面赏析结构设计作品？鼓励学生积极思考，想出更多的评价角度和评价元素。3．通过提问：你知道有“开平第一楼”之称的“瑞石楼”在开平的什么地方吗？你知道瑞石楼是谁在什么时候建造的吗？引入案例——开平市瑞石楼，让学生先说说知道的有关瑞石楼的一些情况，充分调动学生积极性，然后再引导学生从技术角度和文化角度对瑞石楼进行赏析。在赏析的过程中，应注意让学生关注结构的文化特征，鼓励学生以后再自己的设计作品中注入更丰富的文化内涵。在讲课的过程中还可以插入一些有关碉楼的小故事。
4．从材料、结构设计、审美、历史背景、文化等角度来引导学生欣赏其他碉楼图片。
5．让学生交流讨论，分析自己知道的一座碉楼。
6．综合实践部分可让学生自动组成研究小组课后调查研究，然后每个小组写一篇科技小论文。
教学后记：之所以选碉楼作为分析案例是因为在开平市随处可见，对自己家乡的食物学生相对比较熟悉，也比较感兴趣；通过对碉楼的赏析有利于增强学生对生活中一些结构的分析能力，也有利于增强对家乡的热爱之情，正如课前所预料的那样，课堂气氛很好，学生都非常积极，收到了良好的教学效果。
（摘自广东开平市开平中学高老师教案）§3.3 流程与设计
课程标准
1．了解流程的含义及对生产、生活的意义。
2．通过对典型的工作流程和生产工艺流程案例的分析，理解流程中的时序和环节的意义，学会阅读简单的流程图。
3．能分析流程设计中应考虑的基本因素，并画出流程设计的框图。
4．能解释流程的改进与设备、材料等之间的关系，能概括某种简单生产流程优化过程中所应考虑的主要问题。
5．能对生活、生产中的简单对性进行流程设计或流程的改进设计，并用文字或图表说明流程设计方案的特点，或者流程的改进方案的优越之处。一、内容结构图二、内容及其要求三、重点难点分析
（一）重点分析
1．流程的时序和环节
时序和环节是深入理解流程的两个核心概念。一个是从时间序上对流程的理解，一个是从事物发展的内在规律上对流程的理解。
2．绘制流程图
为了帮助学生阅读和理解生活、生产中的流程，用图表或文字表达流程设计。
3．流程的改进与设备、材料等之间的关系
为了提高工作效益、降低生产成本、节约能源、保护环境等，生活生产中不断出现对流程的改进需求，设备、材料、工艺等新技术的发展也影响着流程的改进。（二）难点分析
1．分析流程设计应考虑的因素
分析流程设计中应考察的主要因素，是进行流程设计的重要前提，不同的流程设计需考虑的因素各有侧重，各因素之间相互关联、相互制约，需慎重分析。
2．流程的设计与优化
流程的设计一般是要理解该流程应遵循的内在规律，明确影响流程的主要因素，二是要对流程的环节和时序进行科学合理的安排。流程的优化一要正确分析优化的目标，二要分析可优化的参数，三要分析通过何种途径实现优化等。这些过程性分析需要学生综合运用本主题的学习内容来完成。 四、教学建议
本单元研究的是生活和生产中的流程，内容相对来说比较容易理解，这里不仅仅是交给学生有关流程的知识，还要与学生一起探究有关流程所蕴含的思想和方法，以及这些思想和方法在生活和生产中的运用。
1．从学生生活实际出发，使其了解流程的含义及对生产、生活的意义
流程是技术领域中一个非常重要的概念，应用非常广泛，对提高工作效率，实行科学管理等都有重要的意义，如各种工作流程、工艺流程。而不同领域里的流程，它们的思想和方法是相通的。学生也许对流程的概念并不了解，但流程的意义并不难。在教学设计中，可以通过与学生一起分析身边的案例来理解流程的含义和意义，比如新生入学的注册流程等。但是，在用实例讲清了流程的含义之后，一定要让学生知道，为什么要研究流程？要从质量、效率和管理等多方面去说明流程的作用。 教学案例3.3-1
通过让学生回忆和分析自己在生活中碰到的许多流程的例子，让学生理解什么是流程。还可以设置一些讨论题，引导学生理解流程的含义及其作用。比如，让学生回忆以前银行存取款流程和现在的银行存取款流程，感受其中的变化。以前银行存取款流程：储户将填好的取款单连同存折一起递入柜台；记账员手工查账、记账并作凭单；凭单入柜保存；付款员付款，返还储户存折。现在的存取款流程：储户将存折交给柜台说明请求并报数，工作人员在计算机上查账、记账并作凭单，同一工作人员付款及返还存折。也可以让学生谈谈自己在提款机上提款的过程，再来分析这些过程中哪个流程更有效率和方便，为什么会有这样的变化等问题。从学生身边的生活事例导入着手，学生有实践体验和感受，就能吸引学生的注意和兴趣。 也可以列举更多的生活或生产中的流程应用实例，比如，申领身份证的流程：两居民身份证的居民应到属地派出所按规定填写《申请入户（申请居民身份证）登记表》，交验《户口簿》，交近期（指六个月内）一寸正面免冠大头像照片两张，领取《申、换、补领居民身份证或临时身份证收照单》。比如CD-ROM的复制生产流程：预制主片、制主片、电铸、复制、印刷和包装等。可以更多地启发学生回忆自己经历和认识的流程应用案例，比如，让学生谈谈自己的生活或者参观工厂的经历，引导学生在自己的生活体验与教材概念之间建立起联系。2．通过对典型的工作流程和生产工艺流程案例的分析，强化学生对流程中的时序和环节意义的理解
在教学设计中，要结合具体的典型案例来分析和理解时序和环节的意义，特别是常见的工作流程和生产流程。由于学生对生产的流程不是太熟悉，可以选择一个有代表性的生产流程案例，和学生共同分析，使学生学会阅读一些工艺机理不太复杂的流程图。比如奶粉的生产流程、洗衣机的洗衣流程、合成氨的生产流程等。教师要关注学生身边的世界，引入与学生生活密切相关的案例，并把自己的认识与日常的生活实践结合起来。引导学生注意观察生活中需要读懂流程图的场合，知道流程图有多种多样。 教学案例3.3-2
列举并分析一些学生经常会经历的经典流程案例，比如，某医院的就医流程： 通过分析这个学生共有体验的典型流程图案例，讲究以过程中对步骤和顺序的认识和体验提升到对流程学习中的环节与时序概念的理解。在学生对环节与时序的含义有所认识和理解后，教师可以引导学生对这个流程中的环节和时序所包含的内容进行简单分析，并对环节的如何划分和时序是否可以调换做进一步讨论。比如就医流程中的哪些环节可以合并，哪些环节可以再分解，在什么情况下就医流程中的某些环节的时序可以调换等问题。 通过上面案例的分析，可以让学生根据自身的生活体验和感受，列举并分析一些类似的生活中流程应用的案例，比如学校的入学注册流程，图书馆借还书流程，等等。
生产中流程多表现为生产的工艺流程，比如可以以某水厂的自来水生产工艺为例（共分为四道生产工艺）： 自来水的生产工艺与学生的生活密切相关，学生在生活中每天离不开水，这样的案例分析学生比较容易理解，更能吸引学生的注意力。 3．引导学生分析流程设计中应考虑的基本因素，并画出流程设计的框图
教学中要牢牢把握，设计流程以分析事物的内在性质、规律和相关因素为基础，以时序和关节为设计的主要线索，将实物按一定的时序分解成若干环节。也要让学时知道，生活、生产中的流程有“显性”和“隐性”两种情况，“显性”流程情况相对比较容易描述，“隐性”流程相对复杂，需要大量的试验和探究才能得出。流程设计中，时序和环节的设定和表达要简要、明确、操作性强，并且前后连续，衔接紧密，同时环节与环节之间必须是可以切分的。教学案例3.3-3
在这部分教学中，为了能够比较直观地让学生对流程设计的分析有所体验，又不能显得太复杂和神秘，可以考虑一些学生生活中可能遇到的问题让学生进行流程设计分析，比如，请学生考虑以下问题，并进行操作流程设计：
为了正确发挥排油烟机的作用，在用煤气灶和烹饪时，如何安排油烟机与煤气灶的操作流程才是最合理的？
通过对排油烟机、煤气灶的内在性质和工作目的的分析，以及它们与烹饪之间的关系，可以得出比较合理的操作流程为：开排油烟机→煤气灶点火→做饭→煤气灶关火→关排油烟机。 4．通过流程的改进与设备、材料等之间的关系，概括某种简单生产流程优化过程中所应考虑的主要问题，培养学生的能力。
流程的改进和优化是一个持续的、统一的活动过程，通常以提高工作质量、提高工作效率、降低成本、节约能源、省力、减少环境污染等为目的，评价流程的改进和优化的效益就是以是否达到这些目的为标准的。在进行教学设计时，就是让学生能够基于案例分析得出结论。流程的改进和优化，首先是以分析现有工作流程中存在的问题进行诊断为基础，再根据分析诊断的结果对流程进行简化和重组。而流程的改进与优化同新技术、新材料、新设备的生产与应用是密不可分的，每项新技术、新材料、新设备的产生与应用都会推动流程的改进与优化。 教学案例3.3-4
以储蓄所取款流程的改进为例，分析流程优化的目的以及应考虑的问题。以前银行取款流程为：填单记账存单付款
在这个流程中，顾客需要手工填单，一名工作人员需要手工查账、记账和作凭单，还要把凭单入柜保存，还需要一名工作人员验单付款。对顾客来说，要填单，还要等候，既不方便，也不快捷，而对银行来说，须要2名工作人员，工作效率不高。而现在的银行都普遍采用计算机管理，则原来银行取款流程优化为：
报数记账付款
这样的优化减少了中间环节和工作人员数量，方便了顾客，银行的工作效率也得到了提高。从中可以看出，这种流程的改进和优化是靠提高银行的办公设备和工艺水平为条件而得来的，属于工艺优化。
也可以让学生回忆自己在提款机上提款的过程，并画出提款机提款的操作流程图，再来分析它的操作流程相对于上面的这些流程哪个更有效率和方便，为什么会有这样的变化等问题。5．通过对生活、生产中的简单对象进行流程设计或流程改进设计，引导学生将流程的基本知识应用于技术实践
让学生从生产、生活或学习中选择一个对象，按照设计的一般过程进行流程设计或者进行流程的改进和优化。实践的对象选择很重要，要选择与学生生活密切联系的实践对象，尝试将流程设计的思想和方法运用到实践中去，服务于自己的生活和学习。学生理解和改进工业生产中复杂的流程有困难，可以让学生结合研究性学习和社会实践中提出有关问题进行讨论和研究。总的来说，就是要让学生经历典型的技术设计、制作与评价过程，将流程的基本知识应用于技术实践的过程，从而掌握流程设计的基本思想与方法。 教学案例3.3-5
由于学生对于生产中的生产工艺流程不是很了解和熟悉，让学生对生产流程进行改进和优化的难度较高，也很难吸引学生的注意和兴趣，在教学设计和实践中，安排学生进行流程设计实践时，可以让学生对自己能够或者已经有体验的生活和工作流程进行改进和优化，这样学生参与程度会更高、更积极。对于中学生来说，由于知识和经验的限制，流程的改进设计往往比设计一个新流程的意义要大得多，也更容易实践和掌握。
比如让学生回忆自己作为新生入学时的注册过程，分析这个过程中的环节和时序，画出新生报到的流程图，并分析该流程还有哪些环节和时序可以进行改进和优化，而实现改进和优化所需的条件有哪些，说明改进或优化后的流程相对于以前的流程有哪些优越性，并画出改进或优化后的流程图。 §3.4 系统与设计
课程标准
1．从应用的角度理解系统的含义。
2．通过简单系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法。
3．理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。
4．通过简单系统设计的案例分析，初步学会简单系统设计的基本方法。
5．确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计。一、内容结构图二、内容及其要求三、重难点分析
（一）重点分析
1．系统的概念
对系统的概念的正确理解是学习系统分析和系统设计的起点。重点从构成系统的三个条件既系统的组成、系统各组成部分之间的关系、各部分形成整体的功能等角度来理解。
2．系统的基本特性
系统的基本特性构成了系统的基本思想。着重从系统的整体性、相关性、目的性、动态性等角度理解。
3．系统分析
对于具体问题进行系统分析，是进行系统设计的基础和前提。在此应着重把握系统分析的一般步骤。（二）难点分析
1．系统分析
系统分析虽然有原则和步骤可循，但在方法上却具有较大的灵活性和综合性。对于不同的系统，需要根据其内在的规律进行分析、比较和试验，为系统设计提供依据。
2．系统优化
系统优化难在首先要找准系统优化的目标，其次要酌情选择一定的方法和手段实现优化。系统优化的方法和手段，又依赖于对系统的分析以及对系统中重要数据的处理上。系统优化往往涉及数学方法，如数学模型的建立等。
3．系统设计
系统设计是学习结果的综合呈现，既有学科知识的综合又有系统的技术思想和方法的综合，简单的系统设计方案的制定和实现对学生具有一定的挑战性。 四、教学建议
系统论、信息论和控制论是横跨多学科的综合科学，被称为“三论”。“三论”作为科学方法论，显示了对复杂事物研究的特殊有效性。它们虽然起源于自然科学，但是由于它们具有高度的抽象性和普遍适用性，正在日益广泛地向各个领域渗透。系统论的思想和方法及其丰富，在社会、政治、经济、科教等各个方面得到了广泛的应用。技术课程中的“系统”所包含的内容虽然很简单，但其中渗透的思想和方法具有普遍意义，使学生技术素养培养的精华所在。本节课的教学，应让学生初步领悟系统的一般思想和方法。如从整体出发分析和处理问题的思想和方法；从系统结构分析系统特性的思想和方法。1．注意引导学生从应用的角度理解系统的含义
教学设计中，要通过学生能看得见的具有系统特性的实际案例，让学生从应用的角度来理解系统的含义，系统的概念看似抽象，其实是很具体的。如果让学生仅从概念上来理解系统的特性，是比较抽象和枯燥的，这时，如选取一、两个具有典型意义的系统案例进行分析，来把握系统的特性，就比较直观、形象，如果能让学生自己总结出这些特性，就更好了。这里关键是案例的选取和教师的引导。 教学案例3.4-1 分析系统的应用典型案例
其中几个重要的概念：传动装置、齿轮比、传动比、传动行程。
这里可以以自行车的组成部分、各组成部分之间的相互联系和它们的功能为例引导学生认识系统的定义和系统的一般分类，引导学生理解系统的重要特性，达到强化对系统理解的目的。
类似的，也可以用其他的案例的分析来阐明系统的含义、分类和重要特性，比如台灯的系统构成、手表的组成等不太复杂的案例。当然也可以引用一些关于系统知识的俗语、故事和案例来加以说明，比如，“单眼网捕鸟”的寓言故事、达尔文关于“猫→野鼠→土蜂→三叶草”食物链的学说、“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”、“三个臭皮匠顶个诸葛亮”等故事，都是系统思想应用的典型案例。 2．让学生通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法
课标只要求学生掌握粗浅的系统分析的基本方法。要掌握系统的分析的基本方法，离不开案例分析，教学设计中要精选案例，要善于引导学生从案例分析中总结规律和方法。系统分析首先从整体出发，提出整体目标，在考虑整体目标的前提下，考虑各个子系统与各部分之间的关系，始终着重整体与部分之间的相互联系、相互作用、相互制约的关系，从而揭示系统的概念与规律。系统的特性构成了系统的基本思想。一般来说，学生对系统分析的概念并不熟悉，教师最好要多找一些案例来讲解，让学生树立起系统分析的概念。 教学案例3.4-2
通过从几个方面对自行车简单构成系统的案例分析，讨论其系统内部、系统与环境之间的多种关系，可以通过几个问题的讨论总结出系统的重要特性。例如：
1．讨论人们为什么要发明自行车？
这个问题引导学生理解构成系统的目的性，理解系统都是以实现某种特定的功能为目的的。构成系统的目的一般是通过更具体的目标来实现的，比如自行车在不断地改进过程中，目标要求有没有发生变化？
2．自行车是由那些零部件组成的？这些零部件是如何配合工作的？
这些问题就是要引导学生理解系统的整体性。部分是构成系统整体的基础，没有这些组成部分就没有系统的整体；但是系统的组成部分又是具有相对独立的部分，离开系统整体，这些组成部分就失去了作为系统组成部分的意义。系统的整体功能不等于它的各个组成部分功能的简单相加，它同时具有改变各组成部分性质，放大或缩小组成部分功能的作用。整体性强调的是各组成部分之间，组成部分与系统整体之间的协调和有机联系。
3．在骑自行车时，如果一个部件出现了故障，会影响其他部分部件的工作吗？而改进了某个部件，会带动其他部件工作性能的提高吗？
这些问题的讨论会引导学生理解系统的相关性。系统的相关性强调各组成部分之间的相互关联、相互作用、相互制约的关系。 3．注意结合实例使学生理解系统优化的意义，分析影响系统优化的因素
教学中，要结合实例引导学生分析影响系统优化的因素。要认识到，一个系统并不是一经产生就是很完备的，为了使它进一步适应外界环境，提高系统的有序性及整体的运行效果，需要不断地对系统进行优化。在不同的系统中，影响系统优化的因素是有区别的，要注意分析组成系统的各部分对系统的重要程度，在动态中协调整体与部分之间的关系，使部分目标服从整体的目标，达到系统的最优化。而为了系统达到最优化的目的所提出的各种解决方法，称为最优化方法。教学案例3.4-3 建造隔音墙改善车流噪音污染
通过“建造隔音墙改善车流噪音污染”的案例定性分析，体验系统优化的意义。
【背景材料】2005年的新春，南京市人大十三届三次会议上，王湘等10位代表共同提交议案，呼吁为城西干道沿线的居民和学校解决车流噪音污染问题。“城西干道从大桥南路到赛虹桥立交桥，是南京市贯穿城市交通的大动脉。2000年城西干道全线贯通，因为有了城西干道，许多从大桥过来的车辆不必经过市中心就可以便捷地通过包括城西干道在内的绕城公路通行。城西干道的出现，虽然带来了交通便捷，但也给沿线的数十万市民带来了噪音之苦。从大桥经过城西干道的车辆大多数是重型载货车和大客车，而且城西干道每天的车流量非常大。据调查，白天畅通时城西干道上的车辆平均时速为80km/h，晚上可以达到100km/h。重量大，速度快是城西干道上车辆的一大特点，车身和空气的摩擦声、发动机声是噪声的主要来源。城西干道沿线分布着大量的居民区，按照国家相关环保标准，这里属于商业、住宅、文教混合区，白天最大噪音不超过60dB（分贝），晚上最大噪音不超过50dB。但是两边的居民区噪音全面超标，在离高架桥不到5m的重噪音区圣淘沙花城19楼的一户人家，更是测出了开窗峰值81.6dB，谷值65.8dB，关窗噪音峰值66.7dB、谷值54.2dB的超标噪音。长期生活在噪音中，人的健康会受到损害，可能导致心血管疾病和神经系统疾病。 城西干道沿线不仅有居民还有学校，有的住校学生戴耳机睡觉；上课时教师用喇叭讲课；有的学生说：“在城西干道边上住了四年，记得刚进校的时候整整一个星期就没睡着觉。后来终于慢慢习惯了，如今到了夜里打雷都不醒，只是时常觉得精神疲劳、头疼，还有点健忘。“噪音已经伤害到这些学生的神经系统。
21世纪的城市人居环境不仅要讲究安逸更要讲究健康，现在正在建设中的城东干道高架桥已经做了隔音墙的规划，希望有关部门能考虑到城西干道沿线众多居民区和学校的存在，也在这一区域安装隔音墙，免去市民的噪音之苦。
教师：问题提出来了，怎样能够改善城西干道周边附近噪音的污染，优化居民楼、学校等大环境系统。
学生1：降低车体本身的噪音；
学生2：让车流在此路段减速通过；
学生3：让车到远离学校；
学生4：修建隔音墙。 教师：隔音墙的根本作用是改变噪音的传播途径，以达到改善污染的目的。
交流讨论：
分小组讨论，派代表发言：
学生：具体测量噪音严重的程度。通过实地调查城西干道车流附近学校、居民楼过其他建筑的规模数据来确定。
隔音墙的墙体结构及外形怎样考虑？
学生：隔音墙的墙体结构及外形应为墙体垂直或略向车流一侧倾斜；墙的顶部形状略向内侧适度弯曲；如果道路两侧的建筑比较高时，修建的隔音墙高度就要很高，故应建成封闭式的；墙体内侧表表面应该做吸收声音处理。
隔音材料的主材料怎样选择为好？
学生：利用隔音墙可以将噪声反射到上空，但晋江噪音反射到上空是不够的，还要使用很好的色隔音材料。拿出几套采用不同隔音材料的方案，列表说明，在筋骨、美观、经济（造价、维修）等因素间权衡、比较、决策。建造隔音墙的投入与改善车流噪音污染的总效果应如何评价？
学生：做到头最小和效果最好；作必要的验证试验。
教师：系统优化。
北京市崇文区的夕照寺和幸福北里紧邻京山铁路，由京山铁路进出北京站的列车必经这个居民区，每天有140多列火车通过，在铁路两侧修建了隔音墙。共有1100m长，高度分别是4.0m和5.2m，用隔音材料制成。这一地段是距铁路最近，人口最稠密的地段，建造隔音墙前后对比检测表明，噪音平均降低至61-62dB，比过去降低8.6-11.4dB，低于国家规定的70dB。对于香港城市高楼林立的情况，在高速公路两侧如果修建隔音墙则必须修得很高才可以，如果墙修得太高，那么抗风暴的能力就会大大减弱。为增加抗风暴能力，选材料就会大大增加成本，这样修建隔音墙就不是合适的优化方法。
教师：系统优化的意义就是以最小投入，获取系统的最佳效益获最佳功能。
再举例，在蔬菜、西瓜的种植中，要使蔬菜防病和提高产量，要使西瓜具有抗御低温的能力，就应采用嫁接技术，这是一项增产、增收的栽培技术，嫁接的西瓜比自根西瓜增产1倍以上。
又如，建筑材料的改进也是一项优化技术，以往建筑物的墙体多采用实心砖，现在采用了空心砖，在保证强度、隔热隔音效果的同时，节省了材料。
（摘自北师大天津附中张莉教学案例） 教学案例3.4-4 家庭照明系统设计
针对学生生活经验和实践不足的情况，教师要注意引导学生学习和掌握室内照明系统所涉及的基本知识和技能。例如：
（1）系统设计的目的与要求：
分析室内照明系统的功能需求，书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和客房的照明要求是什么？
（2）系统组成部分之间的相互联系和作用：
针对不同的照明需求来选择怎样的灯具？如何计算家具总用电量？室内照明电线铺设的安全标准是什么？
系统设计方案及其优化：（略）
在教学实践中可以让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案，使学生在技术实践中学会系统设计的方法，教师引导学生进行总结和提升。 4．指导学生确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计
由于系统设计的理论知识在课程中内容不是很多，也不是重点，因此可以考虑和设计实践一起进行。对于系统设计实践的要求，可以只要求写出设计报告和系统分析，不要求付诸实施。有条件的可以作为研究性学习的课题来进行。教学中，对学生系统设计实践的要求可以是一个简单的系统设计，也可以是复杂的系统设计。应注意设计一个简单的系统并不是最终目的，最重要的是掌握系统设计的思想和方法，并将这种思想和方法运用到自己的生活、工作和学习中去。 §3.5 控制与设计
课程标准
1．理解控制的含义及在生产和生活中的应用。
2．分析典型案例，了解手动控制、自动控制，熟悉简单的开环控制系统和闭环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
3．能画出一个简单的闭环控制系统的方框图，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。
4．能结合案例找出影响简单控制系统运行的主要干扰因素，并作分析。
5．了解简单的被控制对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图并形成初步的控制设计方案。
6．能根据开环控制系统的设计方案，制作一个控制装置；或者能根据简单闭环控制系统的设计方案实施或模拟实施，学会调试运行，提出改进方案。一、内容结构图二、内容及其要求三、重点难点分析
（一）重点分析
1．控制的含义
理解控制的含义是学习控制与设计的前提。
2．开环控制系统与闭环控制系统的工作过程
开环控制系统是生活和生产中应用较多的控制系统，闭环控制系统则多应用于控制精度要求较高的场合，对两种控制系统工作过程的分析是控制与设计的重要学习内容。
3．控制系统中的被控对象、被控量和控制量
分析和设计控制系统，首先要分析并确定控制系统中的被控对象、被控制量和控制量。
4．干扰与反馈
干扰因素与反馈是控制系统中的重要概念，两者紧密相联，反馈因克服干扰因素而存在。 （二）难点分析
1．闭环控制系统工作过程和方框图
与开环控制系统相比，闭环控制系统多了一个反馈回路，由此导致与开环控制系统的差异，工作过程和方框图要相对复杂一些。
2．干扰因素分析
闭环控制系统中，对干扰因素的判断是前瞻性的，有赖于对控制系统的控制过程的熟悉、对控制系统周边环境的分析，需要综合分析能力和判断力为基础。
3．控制系统的设计
控制系统的设计，属于较专业的范畴，本主题仅要求进行简单的开环或闭环控制系统的设计，有条件的可以付诸实施并调试运行。四、教学建议
1．从学生熟悉的事例入手，讲解控制的含义
在这一部分的教学中，首先要从熟悉学生的事例入手，让学生知道控制是处处存在的。接着介绍什么是控制并能列举身边存在的控制事例。
要用生活、生产、军事、社会、管理等多方面的事例，让学生知道控制技术应用的广泛和深入。让学生得到“离不开控制”、“喜欢控制”、“希望了解控制”的初步体验。 教学案例3.5-1
一、教学目标
1．理解控制的含义
2．积极观察生活，能从生活中所遇到的和所观察到的事物中识别出各种受控对象和受控过程。
3．对控制技术产生强烈的兴趣和好奇心，并把它转化为对后续知识学习的动力。
二、重点难点
1．分析案例的控制过程与结果。
2．体会控制技术的广泛性和重要性。
课时安排：2课时。
三、知识提纲
1．控制理论
（1）公元前300年出现；
（2）瓦特最早也用于工业；
（3）1948年，维纳的《控制论》出版标志着学科的诞生。2．事例
（1）计时水钟；
（2）飞球控制器；
（3）电灯开关；
（4）学生设计的密码箱、风扇可调开关。
四、教学思路
从介绍各种控制装置入手，建立关于控制的初步认识和感性经验，通过“讨论交流”活动强化，并形成关于对控制的基本认识和对控制的描述，同时认识到控制及控制技术应用的广泛性以及学习控制与设计的意义。
不要求学生对什么是可制作精确的口头或文字表述，但应通过各种学习活动对其有较深刻的理解。较好地了解控制系统的构成要素，以此为依据分析判断生活中哪些是控制系统，怎样实施控制过程。
（摘自海南农垦中学陈玉杰教学案例）2．在对核心概念讲解的基础上，让学生进行简单控制系统的分析
（1）手动控制与自动控制。首先要通过具体的手动 控制事例讲清“人”在该控制过程中的作用。在介绍自动控制概念时，最好是在列举的手动控制的基础上说明如何用控制装置来替代“人”的作用而形成的自动控制系统的。这样做，能清楚地说明手动控制和自动控制的联系与区别。
提示：手动控制，又称人工控制。这种控制的主要特点是以人的部分器官作为控制环节参加到了控制的过程之中。和其他控制器一起，共同完成了控制任务。这种事例在许多教材中都能找到。特别需要强调的是，人作为控制系统的操作者，给控制系统施加输入指令的行为，不能视为“作为控制环节参加到了控制过程之中”。 （2）开环控制与闭环控制。这是本节课的核心内容。需要下大气力让学生比较好地理解与掌握其主要教学内容。使之达到：能陈述开环控制系统的特征；能具体陈述闭环控制系统的特征；能对比开环控制系统和闭环控制系统，分析它们的特点。
（3）控制系统的工作过程。这个部分的主要内容是，通过具体的控制案例，讲清开环控制系统和闭环控制系统是怎样完成控制要求的。对开环系统来说就是要说明给定一个输入量后，怎样产生一个对应的输出量。对闭环系统来说就是要讲清当输出量和输入量有偏差时，系统是怎样消除偏差的。要求学生能画出简单的闭环控制系统的方框图，理解给定量、被控量、反馈等概念。理解其中的控制器、执行器等环节的作用，熟悉反馈环节的作用。在本主题中，限于学时以及高中学生现有的知识水平，对控制系统中的控制器、执行器、传感机构和被控对象等环节只限定一般性的理解，不做进一步的要求，不去讨论其内部的工作过程，只需把它们看作黑箱，了解其输入和输出之间的关系。正反馈控制问题在此不做研究，对于简单的开环控制、单回路负反馈控制以外的其他控制方式不作讨论。
在教授控制系统的工作过程时，如果教师能够提供简单明确的教学演示，对教学效果是有很大帮助的。建议教师能制作具体的演示教具。 （4）控制系统的方框图和主要控制术语。这个内容一般是在讲述控制系统的工作过程时一气呵成来完成的。最好安排一定的时间，让学生多做几个练习使之达到比较熟练的程度。
（5）控制中的干扰及克服。一般的控制系统都是开放的系统，和外界都存在一定的信息交流，有的信息会对控制来说就是干扰。这是干扰产生的根本原因，教学中要结合具体的控制系统来说明外界是怎样对控制产生影响的。需要指出的是，干扰对开环控制和闭环控制都应有作用，只是开环控制抗干扰的能力差，闭环抗干扰的能力较强。
需要说明的是，对于控制系统的分析，上述各知识点的排列顺序并不是教学顺序的安排。只要能达到所要求的结果，就像对教材的处理一样，教师在教学中可以灵活组织内容。 教学案例3.5-2
第二节 控制系统的工作过程与方式（1课时）
一、教学目标（略）
二、教学内容分析（略）
三、学习者分析（略）
四、教学策略（略）
五、教学资源准备（略）
六、教学过程
1．设置引导材料
教师活动：
（1）波动教师电灯开关，电灯的亮与不亮与手动有关。
（2）播放图片，声光感应开关，当有声音时灯亮。
（3）播放图片，红外线感应出水龙头，手靠近水龙头出水，离开则不出水。
（4）播放图片，宾馆门自动门，当有人进入，门自动开门。
师生归纳、抽象以上活动的特征。
学生活动：输入一个信号（如手拨开关）对应着输出一个信号（如灯亮或不亮）。 2．开环控制系统工作过程、特征与举例
教师活动：灯的开关控制的过程、框图：输入信号—开关—等—输出信号（图略）。
（1）分析简单开环控制系统的工作过程。
（2）到处开环控制系统特征：系统的输出量仅受输入量控制，输入量到输出量之间的信号是单向传递。
（3）引导学生分析：
■生活还有哪些开环控制系统？
■这些开环控制系统给人们的生活生产带来什么方便？
■针对事例说明开环控制系统的特征。 学生活动：
（1）分析自动烘手机工作过程：是靠着红外线感知手的靠近过程，没有人用的时候，鼓风机和加热电炉丝都自动切断电源。当手的温度在红外传感器监视范围之内的时候，烘手机就启动。
（2）写出：感应出水龙头的控制框图，宾馆自动门的控制框图，最后归纳出开环控制系统的一般方框图。
（3）列举生活中开环控制系统实例。
（4）居民楼道里使用的是自动声控灯。这种等有很多好处，它可以节约能源，还可以减少开关的磨损，极大方便了人们。
（5）认识开环控制系统是生活生产中最常用的方式，它的输出仅受输入控制。3．开环控制系统典型应用案例分析
教师活动：“希罗自动门”控制的工作过程分析。（资料：公元1世纪,希腊人希罗建造的自动打开庙门的装置(图1)是最早利用气压和液压为动力的自动门。如图所示，祭坛点火使1的空气膨胀，水流入2，利用水的重量使轴3滚动,将门打开。祭坛灭火，门即自动封闭。现代自动门的操纵主要有三种方法(图2)。①脚踏板式：在踏板之下装有压力开关。②光电束式：在门的四周设置光束发射装置和光电传感装置。③按钮方式：用手按类似开关的按钮使门扇打开。自动门以滑动、铰链或折叠等方式启闭门扇。为了防盗，必需同时装有特殊的设备，例如家庭用的自动门就需要装设来人识别装置或电视监督器等，对家庭以外的职员进行严格限制。自动门在商场、宾馆、饭店、机场、车站、银行等场合已得到广泛应用。） 3. 学生活动：
（1）画出“希罗自动门”控制方框图。
（2）分析一个开环控制系统工作过程。
4．开环控制系统的试验
教师活动：
（1）说明试验的基本步骤。
（2）指导学生观察拉动线绳，纸猴表情的变化（图略）。
学生活动：
（1）制作一个纸猴，拉动背后的线绳（输入），纸猴的表情发生变化（输出）。
（2）观察、体验输出信号与输入信号之间的对应关系。
5．练习、讨论
教师活动：教师适当组织、引导。
学生活动：
（1）画出酒店自动叫醒服务控制系统方框图。
（2）当系统自身计时出现误差时，叫醒服务时间是否准确？系统能否修正这一误差？
6．小结
教师引导、补充。学生归纳、整理本课内容，学习收获。 七、教学反思
社会生活中，开环控制系统具有十分重要的实践意义，本节课通过对开关控制系统中控制工程的理解，有助于学生将日常所见控制事例上升到运用技术思想和方法理解、分析，并学会应用简单的开环控制方法来解决现实生活中遇到的问题，有助于发展学生良好的逻辑思维品质。
本节课没有从概念入手，先讲什么事开环控制系统、工作过程如何、框图如何画等，而是选择适当材料，从实际的分析开始，与学生共同归纳、抽象实例的特征，从而引出开环控制系统工作过程的分析，课堂教学一个重要特点是，淡化对概念或定义的描述，侧重机理的分析。我认为，这是技术课程教师需要引起重视，也是它有别于科学类课程的不同之处。
课堂上从材料分析，到开环控制系统特征和框图的归纳，到学生寻找生活中开环控制事例，到经典案例分析，到学生动手试验，再到讨论、练习、小结，环环相扣，设计流畅，学生始终参与全程教学活动，能吸引学生注意力，引导学生思维步步深入，从认识问题、分析问题到解决问题，符合高中学生认知规律，使学生体会到控制系统的系学习并非高不可攀。本节课教学为后续学习打下了良好基础。
（摘自普通高中通用技术网，作者：段青）教学案例3.5-3
教学目标：
1．建立控制实施的工作过程（针对开环控制和闭环控制）的经验或体验。
2．清楚一般控制系统的组成要素，熟悉简单控制系统的工作过程。
3．掌握控制过程的一般描述方法。
4．感觉、体验控制设计的一般思想方法和技术方法。
重点难点：
1．区别开、闭环信息流的传递方式。
2．控制过程分析。
课时安排：2课时。
知识提纲：
1．控制系统组成：传感器、控制器、执行器、被控对象。
2．控制系统分类：开环控制系统、闭环控制系统。
3．控制系统框图：各环节、输入量、输出量。
教学思路：
1．组成结构
2．开环分析
3．闭环分析
4．两环比较
5．习题巩固
（摘自海南农垦加莱高中陈玉杰的教学案例） 教学案例3.5-4 控制系统的工作过程与方式
教学目标：
1．分析典型案例，熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程。
2．熟悉闭环控制系统的基本组成，能画出一个简单的闭环控制系统的方框图。
3．理解闭环控制系统中的控制器、执行起的作用。
教学内容分析：
“控制系统的工作过程与方式”选自教材《技术与设计2》（江苏教育出版社）的第四单元第二节。
“控制系统的工作过程与方式”这节的内容包含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”三个内容。它是学习了控制在人们生活和生产中的的应用后，进一步学习控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们的工作原理和作用。
根据学生已经学习的内容和认知特点，利用两个课时来完成本节的教学，让学生通过对典型控制应用案例的深入分析，引导学生对控制系统在生活生产中的应用分析，进而熟悉控制系统的基本组成和工作过程，通过对开环和闭环控制系统基本组成和工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用。教学对象分析：
学生在前面的学习中已经学习和分析了控制在生活、生产中的应用，获得了有关控制及其应用的初步感性认识和体验，但是对控制的基本工作方式和工作机理还缺乏了解，他们对进一步了解控制系统的知识是有探究的欲望的。结合前面的应用案例分析，进一步分析案例中控制是如何工作的，以及有怎样的工作方式，是学生学习的最近发展区。
教学策略：
结合具体的教学内容和目标，本章的教学采用“案例情景——机理分析——总结归纳——认识提升”的模式展开。在教学中把知识点的教与学至于具体的案例情境中，通过丰富而贴近生活的案例使学生从生活体验到理性分析的思维升华过程。同时关注学生能否用不同的语言表达、交流自己的体验和想法。通过富有吸引力的现实生活中的问题，是学生回想和体会控制系统的工作过程，激发学生的好奇心和主动学习的欲望。让学生本着“回想→分析→联想→猜想”的思维过程，对教学内容进行步步展开，使学生亲历自主探究和思维升华的过程。
学法：
鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。注意引导学生体会控制系统的工作过程和方式，特别是理解闭环控制的工作过程以及构成的作用。教学过程：
1．控制系统
【案例分析】
自行车速度控制的实现过程、电风扇转速的控制过程、自动门的控制过程、遥控电视频道更换的控制过程、航空模型的控制过程。
（画出控制过程方框图）
【总结】
一般的控制过程都有一个输入和一个输出。
任何一种控制的实现，都要通过若干个环节，这些环节构成一个系统，称为控制系统。
控制系统的输入、输出之间有一定的对应关系。
【马上行动】
控制系统一般分为开环控制系统和闭环控制系统。
2．开环控制
【利用前面的案例和普通游泳池注水控制系统控制过程呢个分别引出两个名词：输入量和输出量】
控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这种控制通称为开环控制系统。开环控制系统的方框图：输入量控制器执行器控制量被控对象输出量【案例分析】
自动门的控制系统、水泵抽水控制系统。
【学生举例并分析】
公共汽车车门控制系统、红绿灯定时控制系统、防盗报警控制系统、火灾报警系统、音乐喷泉控制系统、闹钟定时控制系统等。
（要求学生画出其控制方框图）
3．闭环控制
【教师分析与学生讨论：在游泳池注水控制系统中增加水位测量设备和改变控制对象后，控制系统的过程与前面的开环控制过程有何区别，输出量、输入量之间产生了什么关系和作用。】
把系统的输出量返回到输入端并对控制过程产生影响的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统方框图：给定量控制器执行器控制量被控对象输出量检测装置（解释方框图中一些图表代表的含义）
（让学生观察并解释闭环控制系统与开环控制系统的区别？然后教师归纳总结）
【生活案例】保温电饭煲的保温控制、空调的温度控制等。
【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温度控制等。
【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控制。
【马上行动】
（让学生谈谈生活生产中的闭环控制系统，并分析其工作过程） 教学反思：
把教学的案例情景设置在学生身边经常遇到的例子，如自行车等生活中常用工具和物品，根据目标对教学内容进行筛选，尽量删去教材中易使学生厌烦的信息，留下学生能够参与和感兴趣的信息，激发学生的学习热情。如果有可能，就尽量减少教师的课堂讲解，给写生充足的时间和空间来思考和发展，实习学生有时间和空间进行自我调控、自主学习、自我分析、互相评价，促进学生学会学习。
我们不仅仅经常问学生“为什么这样”，还要努力促进学生由被动回答教师的问题转化为经常向自己提出“为什么”。这个转化过程的引导值得进一步研究和探索。在课堂的互动中，所有学生都应学会如何学会与其他同学合作，互相补充，微球最佳解答方案而竞争，自主地进行独立学习。而教师则要进一步丰富自己的系统和控制技术及社科知识，提高教育心理学和学习心理学的水平。
（摘自海南中学周仁忠的教学案例）3．力求安排一个合适的设计项目，让学生进行简单控制系统的设计
在本节的教学中，应力求安排一个合适的设计项目，让学生利用“技术与设计1”中的设计知识和本节中的可怜之至式设计并实现一个简单的控制系统。设计的大致步骤为：明确设计要求，制定控制方案，找准控制参量，画出系统框图，确定实现手段（机械控制、电子控制、气液控制等），筹备材料，组装系统，进行调试。
这个环节可以在课内安排3-4学时。从实践的角度看，电控系统比较容易实现。
控制系统的设计要求，可以在开始进入本单元教学时就给学生布置，让学生随着课程的进展，确定自己的设计项目，并着手制定方案和筹备元器件，如果时间允许，可以在课内安排一定的课时，让学生在教师的指导下进行制作。§3.6 典型教学案例与点评
教学案例3.6-1课题：第四节 经典结构的欣赏
课型：新授
本课题课时数：本课为第1课时 备课时间10月25日
一、教学目标
1．能够从文化和技术两个角度欣赏建筑及其结构。
2．经历不同地域、民族、文化等典型建筑结构的欣赏，学会对比、类比、归纳等思维方法。
3．通过欣赏各种各样的建筑，感受结构的美。二、教学重点和难点
教学重点：文化、技术对建筑结构的影响。
教学难点：技术与结构的关系。
三、教学过程设计
（一）引入（过渡2min）
教师：前面学习了有关结构的知识，从了解结构到探究结构，还进行了结构的简单设计。这一节是“结构与设计”的最后一个内容，将学习如何欣赏结构。
（二）新课
1．预备知识（3min）
【提问】如何欣赏设计作品？（以建筑为例）
【回答】可以从文化和技术两个角度：
文化：具体包括民族特色、历史性、时代性、艺术性等方面。
技术：包括结构使用功能的实现、结构的稳固耐用、结构造型设计的创意和表现力、材料使用的合理性、工艺制造的精湛程度等。 2．经典结构的欣赏
（1）中西经典结构欣赏（18min）
①以故宫为代表的中国古典建筑（5min）
文化：汉族文化的代表。建筑色彩以朱墙黄顶为主，表现皇帝的威严。屋顶的飞檐结构减轻了建筑大屋顶的沉重感，既增添了飞动轻快的美感，同时又体现了高贵华美的风格，丰富了建筑文化。
技术：采用了典型的木结构建筑形式。木结构建筑主要采用榫卯连接，其特点是取材容易，运输便捷，加工简单，建在速度快。屋顶的飞檐结构扩大了采光面，有利于排泄雨水。
补充：从宫殿的造型曲线看，汉魏的风格朴素，隋唐的风格豪放，两宋的风格舒展纤巧，明清的风格则严谨方正。
【图片】苏州园林、岳阳楼②以圣彼得大教堂作为西方古典建筑代表（10 min）
文化：体现了明显的文艺复兴时期提倡的古典主义形式，主要特征是罗马式的圆顶穹窿、希腊式的石柱以及平的过梁相结合，是典型的哥特式教堂。整个教堂采用巨大的石材结构，象征着不锈和永恒。
技术：穹顶直径为41.9m，穹顶下室内最大净高为123.4m。穹顶轮廓浑圆饱满，穹顶上的肋与围绕鼓座一圈的双柱一一对应并向上延伸至顶部的采光亭，肋间以十道断面小、强度大的环形铁箍抵抗穹顶向外的侧推力。
【视频】德国科隆教堂、比利时布鲁赛尔广场、法国巴黎圣母院、荷兰阿姆斯特丹
③中西古典建筑对比（3 min）
文化：
中国是古典建筑，通过复杂的柱、梁、檩等结构工艺，实现“五步一楼、十步一阁”的意境，从而形成一种具有深度空间的庭院或庭园式建筑形式。
西洋式古典建筑则以体势雄豪、宏壮争胜。通过巨大的岩石堆垒与雕刻，以单体建筑自身的巨大穹顶、高廊伟柱，从而形成一种立体布局的城堡式结构。
中国的古典建筑沉静幽思，欧洲的古典建筑雄壮奔放。
技术：
中国的建筑以土木结构为主，可以说，从原始社会末期起，一脉相承，形成了一种独特的风格。西方建筑，从埃及、巴比伦到希腊罗马的花岗岩、大理石体建筑，到近代、现代的钢筋混凝土和合金金属建筑，同样一脉相承，形成了另一种独特的西方艺术风格。
补充：西方古代建筑风格的源头只有一个，那就是罗马。
西方古代建筑大多是用石头做材料，由于石头有很好的抗压能力，而抗拉性能较差，这就决定了西方古代建筑必然产生以抗压为主的建筑形式，如拱、墙、柱等。这些构造形式在西方古代建筑中用的特别多，直到18时机都没有大的变化。
补充：19世纪三种新建筑材料的出现，为现代建筑奠定了发展的基础。
第一是钢铁。巴黎的埃菲尔铁塔，就是为了纪念钢铁用于建筑的成功。
第二是混凝土。最早的混凝土出现在意大利，主要成分是火山灰，罗马斗兽场。德国人则首先将其用在了房屋建筑上，在慕尼黑建造了最大跨度的会堂。
第三种材料是平板玻璃。施工中先建造柱子，使用木头为墙板，木墙不再承力，完全由柱子承担载荷，墙只起围护作用。后来德国出现了玻璃幕墙，不仅能起到很好的围护作用，而且采光好。（2）中国民间建筑赏析（15min）
①吊脚楼（4min）
文化：南岭山地文化。苗族、水族、侗族、瑶族、土族等少数民族居住的干栏式建筑。这种楼房往往依山傍水建成，体现人与自然的和谐。
技术：选择坡度较为平缓的地方，一般平整土地，另一半依据山势用长短不一的杉木柱头支撑，架木铺板，与挖平的屋场地合为一个平坦的整体，在此整体上再建房。这样的房屋下部被架空，可以通风避潮和防止野兽的侵害，适应山区潮湿多雨而且炎热的气候。
②客家土楼【视频】（7min）
③各地区民居【图片】（4min）
补充：
四合院式建筑：
代表汉族文化。这种布局适合中国古代社会的宗法和礼教制度，便于安排家庭成员的住所，使尊卑、长幼、男女、主仆之间有明显的区别。紫禁城就是中国最大的一个四合院。西关大屋：
■西关大屋可以说是集工艺美术之大成，把木雕、石雕、砖雕、陶雕、灰塑、壁雕、石景、玻璃通花、铁通花、蚀刻玻璃等民间传统手工艺，都应用到室内装修方面。清代流行言语“苏州样，广州匠”。
■重视风水。“炕”为单位，一般为11或17炕，取“老”。另外，装饰花纹采用最多的是道教的八仙和佛教的符号，这也体现了广州居民的宗教信仰。
（三）小结及拓展（2min）
1．学习了如何从文化、技术两个角度欣赏结构。
2．浏览相关网页和资料，了解有关建筑结构的知识。
点评：教学内容精心组织，容量恰当，教学素材丰富，紧扣本节重点难点灵活运用素材，突出重点，本案例的最大亮点是结合多媒体平台展示不同地区、民族、文化等典型建筑结构，拓宽学生的知识视野。让学生从中感受结构的美，提高课堂氛围。
本节除了以上的讲法以外，教师还可以在引导学生学会从技术与文化连个角度欣赏并评价典型结构后，以小组为单位，让学生根据自己的兴趣选取欣赏和评价的对象，或是教师在教学中预先拟好主题，运用本节课所讲的内容，让学生讨论交流并展示讨论的结果，在展示讨论结果时，教师要注意学生是否从技术与文化两个角度欣赏和评价对象的结构，如不是，在学生展示之后，教师要引导学生沿着这条线欣赏对象的结构。 教学案例3.6-2一、教学目标分析
1．知识目标
（1）懂得什么养的系统是开换控制系统，什么样的系统是闭环控制系统。
（2）懂得识别系统框图。
（3）理解信息的反馈。
2．能力目标
学会使用地推法分析问题。
3．情感目标
（1）通过合作探究来提升同学们的团结合作精神。
（2）通过教师自制的模型作品的使用来感触同学们的创作意念。一 一、教学目标分析
1．知识目标
（1）懂得什么样的系统是开换控制系统，什么样的系统是闭环控制系统。
（2）懂得识别系统框图。
（3）理解信息的反馈。
2．能力目标
学会使用地推法分析问题。
3．情感目标
（1）通过合作探究来提升同学们的团结合作精神。
（2）通过教师自制的模型作品的使用来感触同学们的创作意念。
二、教学内容分析
本节通过贴近生活实际的案例分析来让学生逐步了解系统框图，为后续“控制系统框图的绘制”及“控制系统的干扰”铺好基础。这一课时的重点在开环控制系统的组成与工作过程分析，难点在于闭环控制系统的信息通路及其比较环节分析。 三、学情分析
学生在此前已有了一定的“流程”、“系统”方面的基础，也有了一定的电学基础，对于系统组成和系统工作的分析应比较容易了解，特别是本课时分析的光控窗帘、水塔水位控制系统都是贴近日常生活的实例，学生比较感兴趣的，可以在较轻松的氛围中掌握知识。
四、教学策略
无论何时何地的教学活动，学生始终是教学的主体，教师是教学的主导。如何把学生的思维引导到知识点上，启发学生自己分析、解决问题是关键。在上课过程中投影图片、使用自制教具演示实验、展示实物的方式提高学生的兴趣，以此来降低课堂的枯燥乏味。整堂课的课间操作都是用自制的遥控鼠标进行操作，让学生感受到创作在课堂上的应用。在课堂上还安排一个容易做的小组实验，学生通过动手实验来家谁呢对闭环控制系统的理解。在课堂最后再安排一个演示实验，把实验过程的分析留给学生，作为课后作业。
五、教学资源准备
多媒体教室、教学课件、组合遥控鼠标灯1套（自制）、红外线报警器1台、水塔水位控制模型1套（自制）、光控窗帘模型1套（自制）。 六、教学过程
（一）引入
1．教师从课前放好的报警其旁边走过，报警器自动响起。
教师：大家听到了什么？
学生：……
教师：哪些场合能见到类似的报警器？
学生：……（可能说到超市）
教师：这些报警器都是能自动报警的，也就是说它是一种能实现自动控制的产品。我们身边还有哪些物品是有自动报警功能的呢？
学生：……
2．投影有自动控制功能的图片。
教师：这是一些自动控制产品的图片。它们是怎样实现自动控制的呢？
为了了解这方面的情况，就让我们进入与自动控制有关的内容“控制系统的基本组成与工作过程”的学习。（视频）（二）新课
1．展示光控模型，演示光控窗帘的工作过程。
2．教师：这是老师自己制作的光控窗帘，它是怎样工作的呢？
3．投影：
探究一：如何让光控窗帘实现自动控制？
教师：窗帘由谁来开、关？
学生：……（电动机）
教师：电动机由谁来控制运转？
学生：……（控制电路，由它来控制电动机的正反转）
教师：控制电路如何知道何时让电动机运转？
学生：……（由一个能感知是否有光线的传感器送信号给控制电路）
教师：用怎样的装置感知是否有光线？
学生：用光传感器……
教师：我们所整理出来的这个光控窗帘模块框图，也是老师在制作这个光控窗帘时的一个思路框图。（投影） 有否光电动机光传感器控制电路窗帘 教师：我们设计的光控窗帘中窗帘始终被电动机控制，所以窗帘是一个被控对象。窗帘的开关动作始终由电动机来执行的，所以这里的电动机称为执行器。而控制电路是控制的电机运转的，所以这里的控制电路称为控制器。（投影）窗帘
开、关有否光电动机光传感器控制电路窗帘（控制器）（执行器）（被控对象）输入输出教师：显然，由上面的框图可以容易看出光控窗帘的各个组成部分，以及光控窗帘的工作过程。像这种方框图称为系统框图。掌握系统框图的识图和画法对今后的设计工作有很大的帮助，就如同看懂地图一样。
巩固练习：看红外线报警器实物，试分析报警器有无传感器、控制器、执行器、被控对象？它们分别是谁？
教师：光控窗帘与红外报警器都是自动控制系统中的一种。很多同学都会发现在一些比较高的楼房顶上都有一个蓄水塔。平时要往水塔里抽水，是不是需要有人亲自去水塔上开关水阀门呢？
学生：不用。
教师：若想了解更清晰，请看我做演示。
（投影“水塔水位控制系统模型”图片，简要说明各部分）
探究二：水塔是如何实现水位自动控制的？
教师：（展示实物，请一位同学说出个部分名称。开始演示：将水位传感器定在第一条水位线，通电，水泵往水塔里抽水，水位到达传感器位置时水泵既停止工作，从排水口排水；水位低于第一水位线时水泵又开始抽水；将水位传感器定在第二水位线，重复上述操作。）请同学们相互讨论一下水塔的工作过程，试用系统框图来描述。
学生：（讨论1min）
教师：引导学生归纳出水塔水位控制系统框图，着重展示信息反馈与比较环节的框图表达。 （被控制对象）（执行器）（控制器）输入输出实际水位给定水位控制电路水泵传感器水塔（三）实验探究
（投影）送笔实验：
每两人（A、B）一组，A同学伸开一只手掌仰放在离B同学约0.5m的桌面上。B同学拿住一支笔伸向A同学的手心，到达手心位置时松开笔，试验完成。再重复做两次。
这个实验中人的眼睛相当于什么？大脑、手有相当于什么？有“输入”、“输出”吗？这个实验有没有信息的反馈过程？请分析得出实验的系统框图。 学生：（相互讨论、具体分析）
教师：请几位同学分析）（投影）（四）小结对比
（投影光控窗帘与水塔水位控制系统框图在同一屏幕上，对比两个系统框图的信息流向，给出狂欢控制系统与闭环控制系统的名称）
（五）课外延伸
将光控窗帘设成手动控制的，演示手摇窗帘的一个工作过程。
教师：请课后探究刚演示的受控窗帘的工作过程，画出它的系统框图。对于手控窗帘和光控窗帘，那一种使用更方便？什么叫控制？如有可能，最好几位同学组成一个小组，合作设计一套比老师做的更好的窗帘！
七、教学反思
本课内容较多，40min上起来可能会比较紧张，如果1课时的时间是45min应正好。因为本课时的实例都是贴切生活的，难度不大，但“比较环节”的信息比较是有些抽象的，学生在分析这一环节时都不会很顺畅。在教学环节中采用递推法引发学生的思维，很收敛。自制的教具对本课的教学帮助极大。如无焦距，本课就是空洞的“开环”与“闭环”（其实任一课也如此），所以作为通用技术学科的教师，要想上好每一堂课，自制教具是必不可少的。 点评：本案例教学设计比较合理，充分利用了启发式教学方法来调动学生的学习积极性和主动性，教学引入部分更是恰到好处，教学环节环环相扣、联系紧密、前呼后应，探究式教学方法运用得当，教学过程突出了教学重点，教学难点也有所突破。
自制的“窗帘自动控制系统”和“水塔水位自动控制系统”的模型经济耐用，是教学内容更加直观、丰富，吸引了学生的注意力，提高了学生的参与度，为教学目标的达成，创造了很好的条件。
本节课的内容还可以这样处理，通过学生较为熟悉的生活实例，让学生熟悉简单的控制系统的基本组成，学生对于开环和闭环在概念上的理解，可以通过有吸引人，学生呢个在理解开环宇闭环的概念后，教师可以通过是理解和框图分别给学生详细讲解两者的组成环节，而后引导学生自主发现两者的最大区别在于：闭环系统比开环系统多了一个由检测装置组成的环节，讲解完毕后教师应出示一、两个控制系统的案例让学生判断是开换还是闭环，在教学中，有些学生会误认为自动控制系统都是闭环控制系统，教师在课上要做必要的说明，区别开环宇闭环的关键在于对反馈环节的理解，因此理解反馈环节尤为重要。 教学案例3.6-3?
一一、教学目标
1．了解结构的含义。
2．能从力的角度理解结构的概念。
3．通过学习椅面、建议桥梁的受力分析案例，分析结构是如何承受力的。展示一些采用架、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。二、教学内容分析
本课是“技术与设计2”第一单元“结构与设计”中第一节“无处不在的结构”的第一课时。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。本科是要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与气管等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域，是为了更好地服务于人类。本课时还要将结构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力的概念。当一个结构受到外力作用时，内部各指点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。
教学重点：结构概念。
教学难点：应力概念。
三、教学媒体、资源的运用
纸板承受压力试验需要废旧纸盒的纸板和给纸板加压的重物，由于是第一个课时，不要求学生准备材料，教师应提供足够的材料。
四、教学对象分析
学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是，由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。
五、教学策略
从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。
在教学中，采取讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将于教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。
鼓励学生自主探究和合作学习，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方法，获得不同的体验和不同的发展。引导学生从力学的角度理解结构的概念，并注意基本受力形式与物理学中力的区别和练习。 六、教学过程
（一）通用技术必修2学习介绍
1．通用技术必修2是一门什么课程？
同学们，我们生活在科学技术高度发展的时代。我国载人航天成功，实现了千年遨游太空的梦想；长江三峡顺利截流发电，高峡出平湖；水稻育种结硕果，世界领先……我们今天的努力学习技术，是为了明天把我们的国家建设得更加美好。
我们将要学习的通用技术必修2应用广泛，具有宽广的迁移价值。“技术与设计2”中的“结构与设计”“流程与设计”“系统与设计”“控制与设计”四个主题都是具体的、通用的技术，它们具有典型意义，并与技术的发展密切相关联。学习这些技术与设计的基本思想和基本方法，将使我们终身受益。同时也将使我们适应新世纪的科技发展、知识经济发展以及社会可持续发展的需要，成为有用的人才。 2．学习通用技术必修2课程要注意的问题
（1）围绕教材内容，以技术设计为主线，认真钻研各主题的技术与设计要点。充分调动自己的感知、思维、想象，进行调查研究、批判性思考、创新性想象，努力提高技术理论素养，增强各种思维能力。
（2）参照教材中的教案，触类旁通，举一反三。密切联系实际，挖掘技术实例，即动脑又动手，做好剖析、试验、实习、设计制作、交流、评价各环节，努力提高技术实践素养，培养动手解决技术问题的能力和技术应用能力。
（3）发扬在老师引导下的团队合作精神，把学习技术课程的过程，变为一个创新的过程。在学习过程中要以多种视角多种思路、多种方法，去探究一个技术问题，完成一项项设计任务，努力造就我们的创造品质，提高我们的创新能力。
（4）学习技术课程，尤其是“技术与设计”，会遇到困难，会感到辛苦，我们要以坚强的意志力，鼓起战胜困难、继续前进的勇气，努力增强我们的耐挫力，磨练我们的意志品质。
同学们，努力吧！（二）案例引入
（板书）【第一单元 结构与设计】
1．放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。
（板书）【一、无处不在的结构】
世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。
2．引导学生观察结构图
引导学生分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里？
3．让学生归纳结构概念
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
4．让学生阅读案例：
苍耳子与尼龙搭扣；鸟与飞机；应验与导弹跟踪系统。
5．让学生思考：为什么要研究结构？
（三）思考与分析
1．启发学生回答：通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域，更好地服务于人类。
2．讨论以上三个案例，重点讨论“鹰眼与导弹跟踪系统”。
鹰可以在几千米的高空准确无误地判断地面上的动物，这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽，称为中央凹。而鹰眼中的中央5却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。 3．进一步拓展
除了根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统以外，你还受到哪些启发？
如果在人类的视网膜上像鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化？
将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽，有这种可能吗？
看来我们人类好多地方不如动物，不能像鸟一样在空中自由飞翔，不能像鱼一样在水中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类为什么能成为动物界的统治者呢？
启发学生回答：凭大脑、凭学习，人类把几千年知识在几年十几年中继承过来并在原来的基础上进行创新，现在进入知识经济时代，人类知识总量几年就要翻一番。
教育学生：人与人之间有竞争，而且可能很激烈，能否立于不败之地，在于不断学习。
生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？
羊毛衣、潜水艇……
让学生阅读案例：加拿大魁北克大桥的坍塌。
大桥坍塌的原因是什么？
擅自改变大桥的结构。
在社会领域，也普遍存在着结构现象。 一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。
请分别列举自然界、技术领域、社会领域给你印象较深的有关结构的事例。
（四）学习“结构与力”
1．（板书）【结构与力】
从力学角度来说，结构是指可承受一定力的架构形态，它可以抵抗能因其形状和大小改变的力。
2．分析一块豆腐的受力情况，讲解应力概念。
当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力达到某一极限值时，结构就会遭到破坏。用公式表示应力为?=F/A，其中F是内力，A是受力面积，?是应力。
3．讲解构建的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。
4．案例分析：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和车辆通行的桥面受到的力。
5．指导学生概括五种基本受力形式。学习椅面、简易桥梁的受力分析案例，分析结构是如何承受力的。
展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片。
（五）指导学生做“纸版承受压力试验”
比较不同形状的纸板承受压力的大小。
试验准备、试验过程。（略）
回答问题：
1．那种情况下纸板的抗压能力最强？
2．举例说明这一结论在实际应用中的意义。
3．如果把纸板折成瓦楞状，试验结果如何？ （六）探究
观察下面的图，说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。
进一步挖掘：石磨在推动过程中，绳子在空中的轨迹是一个什么图形？
（七）课后作业：（略）七、教学反思
本课时的闪光亮点主要有三点：
1对教材进行了挖掘。顾建军主编的教材精选了一些很好的案例。如“应验与导弹跟踪系统”就是其中之一，很值的挖掘。我让学生自学了这个案例之后，并不是让学生回答完案例中的相关知识就可以了，二是要学生讨论并回答三个问题：第一个问题是为什么要研究鹰眼的结构？这个问题交易回答，通过对鹰眼结构的分析研究把成果运用到技术领域，开发出新的产品，如导弹跟踪系统，横好地为人类服务；第二个问题是如果在人类的视网膜上像鹰一样有两个凹槽，世界将会如何变化。问题一出，教室里非常安静，随后课堂气氛开始活跃，同学们议论纷纷，几个同学迫不及待地回答：“人会变得有老鹰的辨别力”、“人会变成超人”、“会出现新的犯罪”……；第三个问题是，将来运用技术手段在人的视网膜造出两个凹槽，有这种可能吗？课堂气氛进一步活跃，又是几个同学发言：“有这种可能，现在我们能够破译人的遗传密码”、“可以把鹰的基因移植到人体上来，是人类视网膜具有两个凹槽” ……
课上到这里，我仍然继续发挥：“看来我们人类好多地方不如动物，不能像鸟一样在空中自由飞翔，不能像鱼一样在水中欢快游荡，奔跑速度不如狗，打
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