(共34张PPT)
《技术与设计1》
第二章第三节
技术试验及其方法
什么是技术试验？
发生在身边的技术试验——青霉素皮下注射试验
对安全帽的超载试验
汽车的破坏性试验也是技术试验
技术试验卫星
技术试验卫星是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。 人造卫星在发射上天前必须经过一系列的地面试验，以考验卫星的技术性能。但是地面环境毕竟不同于天上，在地面上试验完了还必须上天试一试。无论哪个国家在发射每一种应用卫星之初，都要发射一些技术试验卫星。美国的返回式卫星就是在发射了12 颗技术试验卫星后才掌握了卫星回收技术的。
１、什么是技术实验
我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术实验。
讨论：P-36
你所知道的技术实验有哪些？你在日常生活中接触过技术实验吗？请举例说明。
举例：医院青霉素皮试、药品小白鼠试验、爱滋病疫苗的接种试验、计算机性能测试（优化大师的使用），音响设备烧机等等。
案例分析（课本上P-３６、３７）
“技术试验卫星”和“阿什塔比拉河桥的垮塌”两个案例， 体会技术试验的重要性。
应用已有的知识和生活经验寻找技术试验的例子。
应用已有的知识和生活经验寻找技术试验的例子。
阿什塔比拉河桥垮塌
历史上的十次技术灾难
过去，美国桥梁设计界一直采用可靠的豪威木制桁架结构。1863年，克里夫兰的铁路巨头Amasa.B.斯托恩骄傲地宣称，他们在桥梁设计技术上取得了一项重大进步，即桥梁的建筑材料全部采用铁制材料。然而，斯托恩对这种较新的材料过于信任， 未经技术试验就投入了使用。
阿什塔比拉河桥垮塌
历史上的十次技术灾难
事实上，全部使用铁制材料建造桥梁存在实质性的缺陷：这种铁制桥梁是靠压力将各部分装配在一起的，如果有一个接 合处发生移动，则整个结构都会随之移动。 果然，在1876年12月29日，当一列旅客列车经过阿什塔比拉河桥时，一个内部隐藏着气泡的铁架发生断裂，整个桥梁随之倒塌，100 多名旅客在事故中丧生。阿什塔比拉河桥垮塌成为美国历史上最为严重的桥梁垮塌事故。
思考：从以上案例能给我们什么启示呢
为什么要进行技术试验？
如果不进行技术试验,你不可能了解材料的性能,产品的性能,不能发现设计中的问题,不能避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设计方案进行了试验,将会最大限度降低失误，避免损失。对于一些大型建筑工程建筑，我们就要缩小比例，用模型进行试验。所以,无论什么产品,大到航天飞机,小到吃穿用的生活用品,设计制造出来的产品都要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到要求。
讨论:P-36
技术试验和科学实验有什么区别？
神舟飞船发射
砌砖作业试验
1911年吉尔伯勒斯对美国建筑工人砌砖作业进行了试验研究。他用快速摄影机把工人的砌砖动作拍摄下来，然后对动作进行分析，去掉多余无效动作，最终提高了工作效率，使工人砌砖速度由当时的每小时120块提高到每小时350块。
铁锹的作业效率
改变了铁锹的形状和装载量，大大提高了作业 效 率，平均每人操作量从１６吨提高到５９吨
马德堡半球实验
1654年德国马德堡市的市长、学者奥托·格里克，表演了一个惊人的实验。他把两个直径22英寸（55.9厘米）的铜制空心半球对扣在一起，用抽气机抽出球内的空气，然后用了两个马队各八匹马向相反方向拉两个半球。
蛋壳结构的受力试验
深化技术试验与科学实验的区别
展示多种技术试验和科学实验的例子。
从众多例子中区分出技术试验和科学实验，深化两者的区别。
技术试验和科学实验的区别
我们熟悉的在物理、化学、生物所进行的实验，是对事物的客观规律和现象进行观察、分类、归纳、演绎、推理、验证的科学过程，是一种科学探究活动。 技术试验是为了全面考核产品质量和性能的稳定性和可靠性，获取得大量技术数据，经过分析综合得出产品的使用质量的基本水平及其极限状况的过程。是一种创造性的技术活动。
试验与实验
技术试验 科学实验
认识过程 从主观到客观
从抽象到具体 从客观到主观
从具体到抽象
活动目的 利用和控制自然 认识自然
研究对象 人造客体 自然客体、人造客体
研究条件 常规条件 典型的、特殊的条件
二、技术试验的方法
优选试验法
模拟试验法
虚拟试验法
强化试验法
运用数理统计方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全面试验所达到的最佳效果。
通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法
利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法
通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法
在相互有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验
移植试验法
创新试验法、中间试验法、工业试验法等等。
模拟试验法----汽车模拟试验
模拟侧翻
模拟淋雨
高温高湿试验室
盐水搓板路
盐水喷雾室
强化坏路行驶
强化试验法----汽车道路强化腐蚀试验
移植试验法----用动物试验非典疫苗
2003-10-03：加拿大健康研究协会1日宣布，对非典型性肺炎疫苗的研制即将进入动物试验阶段。这是世界上迄今首次就非典疫苗研制发布的利好消息。
2003-11-23 ：来自中国国家食品药品监督管理局消息指出,经过6个多月的努力,中国SARS疫苗研究获重大突破。动物试验显示,疫苗不仅能完全抵抗SARS病毒的攻击,而且没有毒副作用。
马上行动 P-40
布置教材第 4０页的连线题 。
学生：当堂完成连线题 。
三、技术试验的实施
首先需要对试验的过程作周密的设计。
步骤：制定试验计划、抽取样本、进行试验、分析数据、得出结论等
技术试验是一种探索性实践活动。
四、技术试验报告的写作
技术试验报告是技术实验工作完成后应当形成的成果，
试验目的
试验准备
试验步骤
试验记录
试验总结
……
试验记录应该是完整和真实的。记录的内容包括实验的全过程。当实验现象出现反常现象是，应做出明显标记，作详细的记录。
五、技术试验在设计中的作用
通过技术试验，可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到了最低。
在技术设计的后期，进行综合性的整体试验，可以为设计的评价提供准确、客观的数据。
技术试验既是技术学习的内容，也是技术学习的方法与手段，对培养学生的创造精神和实践能力、科学态度和良好的意志品质具有重要作用。章节：第二章 第三节 技术试验及其方法
一、教学设计
1、教材分析
教材的地位和作用
技术试验是技术设计中重要的课程内容，它是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究中一种重要的方法。它是全书的重点之一。技术试验在技术发明、技术革新、技术推广过程中的作用不可忽视，它是解决技术问题的一个重要方法。技术试验具有很丰富的教育价值，对于培养学生的技术素养和良好的品质，培养学生的创新精神和实践能力，具有不可替代的作用。通过引导、体验、交流、协作、评价等教学过程，让学生明白技术试验往往会经历一个曲折的过程，技术试验不可能一帆风顺。
2、教学目标：
（1）知识与技能：了解什么是技术试验以及技术试验的方法，理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用，能够进行简单的技术试验并写出试验报告。
（2）过程与方法：能够参与讨论，具有一定的分析问题的能力；采用实践、观察、引导等多种教学手段，教学中采用对话、讨论、启发、激励等形式进行教学，使学生在轻松、喜悦的活动中，掌握学习目标，达到课程标准。
（3）情感态度与价值观：让学生在技术试验中体验学习乐趣，引导学生创造、思考、观察的能力，形成认真严谨的态度、一定的创新精神和实践能力。
3、教学重点：
（1）认识技术试验是技术的关键
（2）能进行简单的技术试验并写出试验报告
4、教学策略
（1）通过图片、视频材料让学生了解几种技术试验的方法，并通过案例对比分 析，让学生明确技术试验是技术探究活动中的一种重要的技术方法。
（2）让学生动手进行试验，初步掌握简单技术试验的方法和试验报告的写作。
二、教学过程设计：
教师活动 学生活动 设计意图
【引入新课】【演示试验】：比较不同形状的纸板承受压力的大小（平铺、拱形）导入：由此可见，改变纸张的造型，它的承受力就会发生改变，究竟什么样形状的纸张承重力最好呢，这就需要通过试验得知，呆（待）会会留时间给同学们进行试验探究。为了探究纸张的造型与承重力的关系所进行的尝试试验，实际上就是一项简单的技术试验。 观察试验，并从简单的演示试验中，对技术试验有个初步的了解。 用一个简单的试验来引入新课，打破学生对“技术试验”的陌生感，可以引起学生的兴趣，激发学习的积极性，并为后面的学生试验做铺垫。
什么是技术试验我们通常将技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验、优化等探索性实践活动称为技术试验。技术试验是技术活动中的一项重要内容，它不仅是对技术成功与否的验证，更是发现问题、探究规律、优化技术的关键。【案例分析】：技术试验卫星展示图片：展示世界上第一颗生物卫星；中国第一颗生物卫星；设问：①在技术实验卫星中最让人感兴趣的是生物卫星，为什么要进行生物试验呢？②生物卫星上为什么常选用猴子、白鼠做实验品呢？参考答案：白鼠体积小，繁殖能力强，它们14天就能繁殖一代，可以在太空中受孕，回地面繁殖，也可以受孕后上天在太空中繁殖，还可以很快地了解太空飞行对其子孙后代的影响。 听讲，通过案例理解什么是技术试验。 学生可能回答：看看动物能否适应太空的生活；看看太空环境对动物的生长发育有什么影响；为载人航天技术提供技术基础等。 猴子属灵长类，在身体各方面与人类相近，但是学生对为什么以白鼠做试验可能不是很理解。 通过案例分析，让学生了解什么是技术试验，初步体会技术试验的作用。
技术试验的重要性【案例分析】：播放横跨华盛顿州塔科马峡谷的新吊桥倒塌视频材料，分析思考这个案例给了我们什么启发？【教师小结】：无论什么产品,大到航天飞机,小到吃穿用的生活用品,设计制造出来的产品都要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理,性能是否达到要求。通过技术试验，可以使设计得以改进和完善，将设计的风险和失误降到最低。【提问】：你们在日常生活中接触了哪些技术试验？请举例说明，进行这些技术试验的目的是什么？例如：医院青霉素皮试、药品小白鼠试验、爱滋病疫苗的接种试验、计算机性能测试（优化大师的使用） 观看视频资料，思考技术试验在技术研究中的重要性。回答：如果不进行技术试验,就不能发现设计中的问题,不能避免事故的发生,如果事先对材料的性能和设计方案进行了试验,将会最大限度降低失误，避免损失。【小组讨论】应用已有的知识和生活经验寻找技术试验的例子。 从反面认识技术试验的重要性。 与生活联系，让学生感受到技术试验就在我们身边，是我们生活的一部分。 小组交流讨论，体会生活中的技术试验的案例。
技术试验的分类对技术试验，我们可以根据应用的范围不同进行分类，如农业试验、工业试验、国防试验、科学技术试验等；还可以根据目的的不同进行分类，如性能试验、优化试验、预测试验、信息试验等。有关分类的详细内容课后请同学们参看教材P37页。 简单了解技术试验的分类 简单带过，可让学生课后自习
技术试验的方法【过渡】在技术发展的漫长过程中，人们总结了许多技术试验的方法。这些方法有着各自的特点，同时也有着各自的适用范围和作用。下面选择常用的方法加以介绍。1、优选试验法：运用数理统计的方法，选定若干次典型意义的试验，逻辑地推出全部试验所达到的最佳效果，这种试验方法称为优选试验法。如不同品种水稻的对比试验等。(图片)2、模拟试验法：通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为模拟试验法。如汽车的碰撞试验就可以选用模拟试验法进行试验，在专用的场所模拟现实中的撞车事故，以考察汽车的性能。采用这种方法进行试验，可以减小风险，提高效率。模拟试验法还可以通过缩小(放大)比例来模拟所设计的现场效果。播放视频材料：汽车模拟碰撞试验【提问】：在汽车碰撞试验中为什么要用模拟人试验呢？同学们还知道哪些模拟试验的方法？3、虚拟试验法：利用计算机技术来虚拟现实中的技术设计原型并进行试验的方法称为虚拟试验法。播放火星车探测火星表面的场景效果。用计算机虚拟试验代替风洞试验完成飞机试飞效果。【设问】：采用虚拟试验方法比传统的方法有什么好处？4、强化试验法：通过扩大和强化试验对象的作用，以提高试验效率的方法称为强化试验法。如金属的硬度测试等。5、移植试验法：在相互具有差异的事物之间，将某些共同相关的因素从一物移植到另一物进行试验。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。【小结】从以上的试验中我们知道,技术试验是从多方面多角度地检验材料,产品性能的技术手段，试验方法也不局限于上面提到的5种方法，同学们也可以在实践中自己总结出更多的试验方法。 在这一过程中，学生主要通过教师讲解，并通过图片、影像资料理解技术试验的方法。 【小组讨论】回答：用模拟人试验可以检测在事故发生时对撞击人体造成的伤害，从而总结经验，改善汽车的安全性能设计，降低事故风险。学生可能例举的模拟试验法：水利工程模拟、航空地面模拟试验、神州三号模拟人试验等。 学生回答：采用虚拟样机技术，很多试验可以在计算机上完成，大大缩短研制周期与研制经费。 听讲，理解 图片、影象资料直观、形象，让学生理解技术试验的几种常见的方法，并能结合平时的知识积累与经验列举技术试验的例子。 在这五种方法中以模拟试验法和虚拟试验法为重点进行介绍，其他的方法提到就可，可以让学生课后去查找其他技术试验方法的案例。
【学生试验】引导学生进行简单的技术试验并课后撰写技术试验报告。试验目的：测试用不同截面形状的构件做成的杠件的强度。课前布置学生做试验准备：剪贴周长相同、截面分别为三角形、圆形、正方形的纸筒各一个，砝码若干。试验过程：1、分别将不同形状的纸筒的两端固定在桌子上，中间架空。2、分别在不同形状的纸筒的中间悬挂相同质量的重物，并依次不断加相同质量的重物，观察结果。【设问】：为了让大家在试验中少走弯路，先思考看如何才能让试验尽可能顺利些？【教师评价】针对学生试验过程中存在的问题进行评价。技术试验是一种探索性的实践活动，需要试验者具有科学的精神、严谨的态度；技术实验往往要经历一个曲折的过程。【拓展延伸】：设想用截面为凹槽形状的构件做杠件，凹槽侧向放置与向上放置所承受的重力是否不同？ 【分组试验】：观察哪种截面的纸筒承重力好，并记录试验数据，在课后完成试验报告。 【小组讨论】思考：在进行试验时应注意什么？如：纸筒长度、厚度应相同；中间架空长度应相同；放入重物时应该轻放等 从试验中得出结论哪种截面的悬梁承重力大？ 通过学生动手试验，让他们亲自体验技术试验往往是一个曲折的过程，提高学生动手实践能力，培养学生科学的精神和严谨的态度。
小结引导学生归纳本节内容。技术试验是技术设计过程中的一个重要环节，也是技术探究中一种重要的方法。 讨论、归纳 通过总结归纳让学生明确本节课学习内容。
