第六章 模型或原型的制作 说课稿-2022-2023学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计1》

普通高中苏教版通用技术教材《技术与设计一》第六单元
《模型或原型的制作》说课稿
一、教学分析
1、教材分析
本节内容选自江苏凤凰教育出版社于 2019 年出版教材《技术与设计一》第六章。本章共包含设计中的模型或原型的特性与作用、材料的性能与规划、工艺的类别与选择、制作台灯模型或原型共 4 个子单元。在实际教学中第 4 节制作台灯模型或原型改为制作桌面收纳
盒（或置物架）原型。
2、学情分析
思维特点
① 较好的逻辑思维能力，较高的学习兴趣，较强的探究精神，思维活跃，创意丰富。
② 思维缺乏条理性、综合性，难以从环境、材料、质量、美学等多方面进行综合考虑来设计作品
③ 团队合作意识和劳动安全意识有待提升。
认知水平
① 普遍能够区分模型和原型，但对模型在设计不同阶段的作用理解不够。
② 能够准确区分木材、金属、塑料等常见材料，但对同类型不同材料的性能了解不足
③ 认识常见木材和金属加工工具名称，但对金属、塑料等材料加工工艺，材料的连接方式了解较少。
（2）实践能力
① 普遍具备常见木工加工工具的使用经验，能够较准确绘制作品三视图技术。
② 缺少金属加工、塑料或其他材料加工的实践经验，缺少相关作品设计制作的经验。
③ 基本了解 3D 打印以及激光雕刻机技术原理，但没有体验过相关设计过程。
3、目标分析
本章内容学习重要目标是提高学生的“物化能力”。整个单元围绕“桌面收纳盒（或置物架）的原型的设计与制作”这项目开展教学。从作品设计需求出发，带领学生理解模型在设计过程中的作用，了解不同材料的性质学习不同材料的基本加工工艺，从而帮助学生合理选择材料和加工方法，安全高效制作出个性化作品。本单元重点通过丰富多样的实践活动， 让学生在“做中学”，在“学中做”，充分感受技术实践活动的丰富内涵，培养关注细节、精益求精、不畏困难、勇于创新的“工匠精神”。
阐述模型制作在产品设计不同设计阶段的作用。（TA,ID）
能够简单描述材料对人类社会发展的重要作用。（TA）
概述木材、金属、塑料等常见材料的特性。(TA,ET,CM)
比较常见材料的基本加工工艺， 了解激光切割和三维打印技术的原理和方法。
(TA,CM,ID)
初步掌握简易木工、金工常用工具的使用方法以及材料的连接方法。(ET,CM)
初步掌握三维设计软件或激光雕刻设计软件的使用方法， 设计制作简单作品。
(TD,CM,ID)
阐明工匠精神的基本内涵和重要意义。(TA,CM)
能够从环境、材料、质量、外观等多角度综合分析设计方案，采用合适的材料及加工工艺，正确安全制作出简单的原型或模型。(TA,ET,TD,CM,ID)
（技术意识-TA 工程思维-ET 图样表达-TD 物化能力-CM 创新设计-ID）
2、重难点分析
教学重点
① 模型在设计不同阶段的作用
② 不同材料的性能与作品材料的合理规划
③ 常见的木材和金属加工工具及木工工艺
④ 木材和金属材料不同连接方式
⑤ 三维设计软件的基本功能，3D 打印技术的原理及应用
⑥ 激光雕刻技术的基本原理和加工方法
教学难点
① “模型思想”在生活中的运用区分材料的类型，对比同类型中不同材料的性能
② 常见金属、塑料等材料的加工工艺
③ 同类型加工工具的区别与操作方法
④ 不同连接方式的区别和应用
二、教法分析
1、课时安排
本单元按课标建议为 6 课时，考虑到合肥四中已建成较为先进的多间创客教室，配备多台 3D 打印机和激光雕刻机，按国家新课程改革要求高中生必修劳动教育课程 6 学分，其中 2 分为志愿服务，另外 4 个学分可以和通用技术选择性必修或校本课程进行统筹。因此，学校从劳动课程中选出 2-3 课时用于开展 3D 打印和激光雕刻为主的科技劳动课程，因此总学时可以为 6-9 课时。
(1) 模型或原型的特性与作用 1 课时
(2) 材料的性能与规划 1 课时
(3) 木工和金工工艺 2 课时
(4) 激光雕刻七巧板（选上） 1 课时
(5) 3D 打印笔筒（选上） 1 课时
(6) 桌面收纳盒（或置物架）原型的制作 2-3 课时
2、教学环境
第 3-5 课时涉及激光雕刻和 3D 打印技术的实践活动，需要在前安装有配套激光雕刻软
件、三维设计软件及切片软件的计算机教室或配备多台笔记本的创客教室，其他课时可在配备多媒体教学设备的通用技术活动室或木工教室，建议采用智慧课堂教学系统。
3、工具材料
（1）材料：
① 木材：300*100*10mm 松木板、桐木板、胶合木板各一张；
② 金属：铝合金板，不锈钢板，黄铜板，铁板各一张；相同粗细的铜丝、铁丝和钢丝若干节；记忆合金回形针或其他形状记忆合金
③ 塑料：240*65*3mm 透明亚克力板若干张、PLA 塑料丝（直径 1.75mm）（不含学生个性化作品材料）
④ 其他：200 克砝码若干、棉线、502 胶水、免钉胶、木蜡油，不同颜色水性油漆等
（2）加工工具或设备
① 木工工具：台虎钳、木工锯、铅笔、圆规、曲线锯、手电锯、手电钻、钢直尺、角尺、刨子、凿子、锤子、锉刀、
② 金工工具：钢锯、划针、划规、台钻、手电钻、样冲、丝锥和板牙套件、不同型号螺丝钉、铆钉、铰链、砂纸等；
③ 其他：电脑、3D 打印机、激光雕刻机、便携式里氏硬度计、手持式亚克力弯折器
(7)
4、教学策略
围绕核心素养，开展项目教学
桌面收纳装盒（或置物架）的设计与制作源自于学生生活中桌面物品收纳整理这一真实情境下的真实问题，活动具有很强的开放性，难度适中。学生从作品制作的总任务出发了解在作品设计制作过程中制作模型或者原型的必要性，学习不同材料性能，在初步掌握不同加工工艺的前提下选择合适的加工方法并最终完成作品制作。该过程从分析到制作，由理论到实践，“学中做”、“做中学”，充分体现了对学生通用技术学科核心素养的培养。
精选实物教具，提升教学效果
研究表明，在教学活动中可见可触的实物教具比图片更能激发学生的学习兴趣，提高学习效果。因此，在本章节教学中教师高度重视实物教具的使用，依据教学需求先后展示不同
类别的模型或原型实物十余件其中包括教师采用 3D 打印技术制作的不同形态的笔筒、发电
水车模型、线粒体和叶绿体结构模型，还有采用激光雕刻技术制作的亚克力灯、校园植物标牌、七巧板、地月运动关系模型等，以及木工加工的桌面书架、花瓶架和亚克力板弯折而成的手机支架、学生手工制作的桥梁结构模型等。
在教授材料性能内容时，教师课前做了大量准备工作，课上展示多种不同木材、金属以及新材料记忆合金实物。另外在工艺内容教学部分教师带领学生在活动室、创客教室通过实际操作感受和学习各类不同加工工具及设备。
1-3D 打印发电水车模型、2-3D 打印叶绿体模型、3-3D 打印收纳盒、4-建筑结构模型、5-桥梁模型、6-激光雕刻七巧板、7-激光雕刻植物标牌、8-激光雕刻日地月运动关系模型、9-手工制作六棒孔明锁、10-亚克力制作手机支架、11-亚克力雕刻小夜灯
巧设课堂活动，注重自主探究
教学中，教师充分发挥以学生为主体的学习方式。在学习不同材料的性能时，通过多个生动有趣的实践活动让学生真实体验、感知、比较不同材料的性能。
在工艺教学中，选用教材中手工切割制作“七巧板”的案例主题，改为指导学生使用激光雕刻技术来进行精准设计制作。在教学 3D 打印技术时，又充分鼓励学生对笔筒结构进行
分析后再进行三维模型数字化设计。本单元最后为学生团队合作开展作品创作设置 2 课时，
供同学们发挥创意设计制作个性化桌面收纳盒或置物架，进一步通过实践掌握本章节学习内容和操作技能。
采用多元评价，提升教学效果方式一：即时评价
教学中对于学习态度认真，有独到见解，能够规范操作的同学进行设计及时鼓励和表扬。
方式二：过程评价
每节课针对教学内容和教学目标，设置“学生活动记录表”，用于课堂交流以及课后评价，从而形成学生学习的过程性材料。
方式三：总结评价
① 设计作品评价
教师可以通过评语对学生作品进行口头和书面点评，同时让学生预习第七章中技术作品评价
② 学习情况评价
采用教材每张最后“学习评价表”让学生自我评价学科核心素养达成的情况。
③ 单元问卷测试
教师针对本章知识点组织书面试题或电子版问卷，让学生作答，考察对本章知识的掌握情况
创作微课视频，助力巩固提升
本章节中需要学生学习和掌握的实践技能较多，涉及大量加工工具以及相应的使用方法，学生难以在课堂短时间掌握，因此教师将重点内容录制为多节微课视频，日后发布于校本资源平台，供广大师生学习参考、交流探讨。
三、单元教学设计
课时 教学内容 主要活动 设计意图
第 1 课时 模型或原型的特性与作用 实物展示汽车模型（金属）、3D 打印发电水车（PLA 塑料）、楼房和桥梁结构模型（桐木条手工制作）、月相观测仪（激光雕刻胶合木板）等模型，让学生观察总结模型的功能。 引导学生理解设计活动不同阶段中制作草模、概念模 型、结构模型、展示模型的意义，对比分析其不同功能价值，分析模型制作的必要性。 从触摸观察实物模型，激发学生学习兴趣，问题层层深入鼓励学生积极思 考，小组合作，为后续课程做准备。
第 2 课时 材料的性能与规划 让学生对上节课所看到的模型按材料分类，并阐述理由。 教师使用图片展现依据材料对人类社会发展的划分，从 而凸显材料的重要作用。让学生阐述材料的一般分类： 金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。 触摸不同木板，感受区别，从密度、硬度、气味等较多阐述。 实验对比相同尺寸三种不同材质的木板的抗弯性能。 使用钢丝钳截取不同材料金属丝，对比硬度不同。 使用便携式里氏硬度计，指导学生科学测量和对比不同金属的硬度。 指导学生使用亚克力板以及手持式塑料弯折机制作手机支架。 观察记忆合金在热水中形态上发生的奇特变化。 让学生结合作品设计目标阐述选材理由。 从历史教材中选图，让学生充分感受材料是人类社会发展的重要标识之一。对比介绍常见的木材、金属以及新型材料，激发学生对材料学习和研究的兴趣。 设计多样活动，让学生充分理解感受材料在强度、硬度等方面的不同性能。从感性认知到理性分析， 充分发挥以学生为主体的教学理念。
第 3-4 课时 木工和金工工艺 展示木工加工常用工具，以孔明锁制作为例播放微课视 频，演示操作过程，强调工具使用要领和安全注意事项， 结合实物及照片介绍木材常用连接方式。 视频微课介绍金属加工工艺、金属加工中攻丝和套丝的 加工方式。结合实物和照片介绍金属常用连接方式，和木材连接方式进行联系比较。 木工金工对比教学，加深记忆。实际演示加视频微课，有利于学生课后复习巩固。
第 5 课时 激光雕刻制作“七巧板” 分析七巧板结构，演示在激光雕刻软件中绘制七巧板模型， 并用激光雕刻机进行雕刻加工。 使用激光雕刻技术加工亚克力板，设计制作具有四中文化特色的创意夜灯。 实践活动充分展现激光雕刻技术的精准、高效的突出特点。 使用学校文化元素设计作品提高学生学习兴趣，提升技术设计中关注文化和艺术设计的意识。
第 6 课时 3D 打印制作笔筒 分析常见笔筒结构，设计制作六边形组合笔筒以及收纳盒。重点带学生设计制作如图所示的六边形笔筒或网格型笔筒。 通过实际案例分析和制 作，有效理解 3D 打印技 术的一般原理，初步掌握三维设计软件的使用方 法。
第 7-8 课时 桌面收纳盒模型或原型的设计与制作 各小组完善设计方案，开展制作活动，教师进行指导和协助， 提醒学生正确安全使用各种加工工具，分析作品设计方案存在的问题，指导学生修改和完善，提高作品的展示效果和实用功能。 将理论学习充分融入实践活动，在个性化作品设计中学习不同材料的加工工艺，提升学科核心素养。
四、课时教学设计
课题：第 2 课时《材料的性能与规划》
序 号 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
1 情境引入 图片展示以材质划分的人类社会发展阶段，提问材料对人类社会发展的作用。 看图思考，回答问题 激发学生对材料学习和 研究的兴趣，感知材料对人类发展的重要作用。
2 问题讨论 活动一：展示多个物品，让学生按材料类型对物品进行分类。提问：材料如何 分类？常见木材、金属、塑料等分别有怎样的特性？ 让学生尝试填写学案中思维导图。 将展示物品进行分类，思考并回答问题，尝试完善思维导图。 衔接上节课内容，继续使用多个实物模型和原型 让学生归类，引出材料分类主题，思维导图引导学生发散思维，深入思考。
3 分析木材 给学生分发不同的木板，让学生触摸， 讨论分析各个板材的类型及特点。 触摸不同材质的木板 让学生有效区分实木板材和人造板材。
给学生分发不同的木板，让学生触摸， 讨论分析各个板材的类型及特点。 触摸不同材质的木板 让学生有效区分实木板材和人造板材。
活动二：引导学生设计探究对比500*50*3mm 松木板、桐木板和胡桃木板的抗弯性能。比较不同纹理的相同材质 的木板的抗弯性能。 操作演示实验， 观察实验现象， 测量实验数据。 改编自教材中实验设计 方案，巧妙解释“各向异性”，增强教学演示效 果。
4 比较金属 活动三：指导学生使用钢丝钳剪断铜丝、铁丝和钢丝，感受不同材质的不同性能。 安全操作，体验剪断不同材质金 属丝所需力度。 通过实际体验感知不同金属的硬度差异。
活动四：使用里氏金属硬度检测仪分别测试黄铜、钢板、铁板、铝合金板的硬度。 在老师指导下测量不同金属硬度 值。 了解金属硬度的单位，学习科学测量硬度的方法。
5 感受塑料 提问：拿出有机玻璃提问是塑料还是玻璃？活动五：使用有机玻璃（亚克力） 板激光雕刻后弯折制作桌面手机支架。 思考回答，参与活动 帮助学生了解亚力克材料的特性
结合生活经验介绍塑料的特性，比较热 塑性塑料和热固性塑料的区别和应用 回答问题 借助实物比较分析常见 塑料类型及特性
6 了解新材料 提问学生介绍对新型材料的认识，播放石墨烯介绍视频。 观看介绍视频 再次突出材料对社会发 展的巨大作用，介绍新材 料的特性。
活动六：实验展示记忆金属在不同温度 下的形态变化。 观看实验现象 实际感受新材料“记忆金 属”的独特性质。
7 材料规划 简要总结材料特性，让学生讨论分析小 组计划设计制作的桌面置物架或收纳盒所采用的材料，并阐述理由。 讨论，绘制设计 草图，阐述选材缘由。 了解材料后再进行有效 分析规划，为后续课程奠定基础。