第四单元 控制与设计
第一节 控制的手段与应用
一、教学内容分析
本节是本章的第一节，可以说是本章的开始，也是本章的基础，对于本节知识的掌握有助于后面几节的学习。
二、教学对象分析
学生正处于高中阶段，对于生活中的一些控制虽然见过，但是由于生活经验不是很丰富，所以必须要老师引导才能发现问题。
三、教学目标
知识与技能
1.通过分析社会各领域的具体例子，理解控制的涵义及其在生产和生活中的应用。
2.通过学习，培养学生注意观察问题，发现问题，帮助学生了解控制的作用。
过程与方法：
通过视频导出新课，通过案例分析和课堂讨论理解控制的含义和了解控制的手段，并知道控制的应用。
情感态度与价值观：
激发学生了解控制，研究控制的兴趣与热情。
四、教学重点和难点
重点：理解控制的含义
难点：理解控制的含义
五、教学策略
采用多媒体进行教学，引导学生理解控制的含义和了解控制的手段及应用
六、教学准备
典型案例图片收集，课件制作，收集相关视频材料
七、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
导入新课 [录像]通过卓别林的《摩登时代》录像片段，引入新课。 学生观看
新课讲授 一、控制是普遍存在。
用一些典型的、生活中的例子让学生了解控制是普遍存在，对控制有初步的认识，打破其神秘感。
现代社会中的例子：
生产、生活中的例子（图片）
古代社会中的例子：
案例1：大禹治水（图片）问题：大禹治水过程中，通过什么手段实现治理好水患的目的？
答案：通过“疏通河道，泄洪为主” 手段实现治理好水患的目的。
案例2：木牛流马：据研究：木牛和流马是汉代独轮手推车的两种改进设计，通过改进使人的负重有所减轻。木牛是一种轮子稍小一些的独轮手推车，载重大，前由人拉、后由人推，运行较慢；流马载重小，轮子稍大一些，由一人推，运行速度很快。诸葛亮所说“木牛流马”应是比喻它们运行的灵便程度和载重量的大小：木牛行动较笨而慢，像牛；流马行动敏捷而快，像马。不是说它们外形像牛像马。
目的：帮助军队运送战略物资。
案例3：希罗自动门（图片）
希罗自动门的相关材料见教参P66或江苏版P107。
希罗自动门说明了什么道理？
道理是：利用气压和液压动力装置，实现自动开门、关门。
总结：事物发展的结果可能是人们预先期望的，也可能与预期的目标不相符，甚至是不希望得到的。如果人们想达到某一特定的目的，就必须运用适当的手段来实现。
那么，运用什么手段来实现呢？
（引入控制的概念）
二、控制的涵义
控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。
结合事例（用音乐喷泉的事例），重点阐明控制的对象是什么；控制要达到什么目的；采取什么控制手段。[探究活动]
请同学们说说你在生活学习中所见到的应用控制的事例。
如：学校：学校的音乐铃声、多媒体教学系统、足球场草地自动喷淋系统、体育馆的自动伸缩坐椅等。 家庭：冰箱、电饭煲、微波炉等。 社会：交通信号灯、电子警察、电梯、程控电话交换机等 三、控制的分类从控制过程中人工干预的情形来分： 人工控制：人工纺纱、普通自来水龙头，旋转按钮打开电灯、驾驶汽车等； 自动控制：数控机床、饮料自动装罐生产线、花房恒温控制、十字路口红绿灯的转换等 按照执行部件的不同，控制分为：机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等 对于自动控制 按控制方式分为：开环控制、闭环控制和复合控制。
3、控制的应用
控制的应用自古就有，并在近代得到迅速发展，在社会生产生活的各个领域都有极其广泛的应用。
通过事例说明控制在社会生产生活的各个领域的应用。
案例1：汽车自动化生产线。（图片）
案例2：农业现代化设施。（图片）
案例3：现代网络家电。（图片） 学生讲述《大禹治水》的故事让学生思考并回答请学生讲述《木牛流马》的故事观看图片，并思考
课堂小结 1、控制是普遍存在。要求学生能列举事例。
2、控制的涵义。要求学生在理解的基础上掌握好其控制的涵义。
3、控制的应用。
第二节 控制系统的工作过程与方式
一、教学内容分析
控制系统的工作过程与方式》选自普通高中课程标准实验教科书《通用技术-技术与设计 2 》的第四单元第二节（江苏教育出版社）。
《控制系统的工作过程与方式》这节的内容是有关“控制系统的工作过程与方式”的学习和掌握，包含“控制系统”、“开环控制”和“闭环控制”等三个内容。它是学生在学习控制在我们的生活和生产中的应用后，进一步学习有关控制系统的组成、工作方式以及两种重要的控制系统：开环控制和闭环控制，并熟悉它们工作原理和作用。
根据学生已经学习的内容和认知特点，我们利用两个课时来完成本节的教学，让学生通过对相关典型控制应用案例的深入分析，引导学生在对控制系统的生活生产应用分析，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基本组成和其工作机理的学习，进而掌握和理解这两种控制方式的重要作用。
二、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。
三、教学目标
知识与技能
熟悉简单的开环控制系统的基本组成和简单的工作过程
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
理解闭环控制系统中的控制器、执行器的作用
初步理解开环与闭环系统的区别
过程与方法
经历“回想—分析—联想—猜想”的思维过程，与同学和老师充分沟通和交流，将前面所学的结构、流程、系统与控制的基本知识应用于具体问题的分析，发展创新精神。
情感态度与价值观
提高对生活中技术问题的敏感度和引发出探究欲望，并能保持积极审慎的态度。
四、教学重点和难点
重点：开环控制系统的工作过程分析
难点：用方框图描述开环控制系统的工作过程
五、教学策略
教法：
本章的教学结合具体的教学内容和目标我们采用“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置于具体的案例情景当中，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，使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，使学生亲历自主探索和思维升华的过程。
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其构成的作用。
六、教学资源准备
多媒体课件等
七、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
导入新课 1 、拔动教室电灯开关，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，宾馆自动门，当有人进入，门自动打开
师生归纳、抽象以上活动的特征 学生观察思考
新课讲授 1、控制系统：
【案例分析】
自行车速度的控制的实现过程、电风扇风速的控制过程、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，我们称之为控制系统。
控制系统的输入输出之间有一定的对应关系。
【马上行动】（课文p102）
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，这种控制系统成为开环控制系统。
开环控制系统的方框图：
【案例分析】
自动门的控制系统、水泵抽水控制系统
【学生课堂举例并分析】
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等）
（要求学生能画出其控制方框图）
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：
（解释方框图中的一些图标代表的含义）
（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】保温电饭锅的保温控制、空调的温度控制等等
【生产案例】温室大棚、氨气生产的反应炉温控制等等
【复杂案例简述】导弹防空系统，战斧巡航导弹的控制
课堂小结 教师引导补充 与老师一起归纳
练习
学生做练习
第三节 闭环控制系统的干扰与反馈（第一课时）
一、教学内容分析
本节可以说是本章的难点，也是重点，这节也是对第二节内容的一个检验。本节内容在《控制和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可使学生对闭环控制系统中的反馈（feedback）有很深的认识，而且也为闭环控制系统的设计与实施打好基础。
二、教学对象分析
学生如果能很好的学习前面章节，将对本节的学习有所帮助。
三、教学目标
［知识与技能］
理解干扰因素的含义
理解反馈的含义
熟悉闭环控制系统及反馈环节的作用
了解功能模拟方法和黑箱方法的含义
了解功能模拟方法和黑箱方法的应用
［过程与方法］
结合案例分析影响简单控制系统运行的主要干扰因素及克服方法
结合案例分析闭环控制系统的反馈环节
［情感态度与价值观］
能具体问题，具体分析
能在生活中应用反馈原理，调节自身的心理、学习与生活
四、教学重点、难点
重点：干扰因素的定义
难点：1、了解干扰对控制系统的影响，并能分析克服干扰因素的合理方案；2、分析闭环控制系统有较强抗干扰能力的机理，能够分析一个简单闭环控制系统的克服干扰因素的过程。
五、教学策略
六、教学资源准备
多媒体课件等。
七、教学过程
序号 教学内容 教师引领 学生活动
1 引入新课 列举日常生活中时常存在的“干扰”现象：
①自然产生的：风中骑车、行船等；
②人为造成的：手机信号对电脑的干扰；
明确本节主要讨论的是干扰因素的也同样存在于控制系统当中问题。 思考、参与讨论。
2 什么是干扰因素 教师引导学生回答：我们要学习的干扰因素指的是控制系统当中的干扰因素。
结合具体控制系统，使同学们了解控制系统当中的干扰因素所指的是什么。
练习 P108马上行动
P109思考 听讲，根据具体的控制系统，回答它们会受到那些干扰因素的影响。
3 分析干扰因素 根据一个具体的控制系统分析干扰对控制系统的影响并分析克服干扰因素的合理方案，总结出以下三点：
1、 控制系统的稳定性能与干扰因素的控制以及克服能力直接相关；
2、 干扰因素的个数不定；
3、 只有使被控量稳定，才能使控制系统正常操作。 听讲、讨论。
4 分析控制系统怎样克服干扰因素 列举游泳池的开环控制系统及闭环控制系统，分析闭环控制系统有较强抗干扰能力。
通过一些具体的控制系统的案例分析使同学们了解一个简单闭环控制系统克服干扰因素的过程。 听讲、思考。结合老师讲解和自己的理解讨论一些简单的控制系统克服干扰因素的过程。
5 干扰因素的利用 干扰因素在某种情况下也可以成为我们利用的对象，例如打狂犬疫苗。 讨论还有那些是我们可以利用的干扰因素。
6 小结 引导学生对本节课进行整理、归纳。 对本节课内容进行整理、归纳。
第三节 闭环控制系统的干扰与反馈（第二课时）
一、教学内容分析
本节内容在《控制和设计》中起到举足轻重的作用，不仅可使学生对闭环控制系统中的反馈（feedback）有很深的认识，而且也为闭环控制系统的设计与实施打好基础。
二、教学对象分析
学生如果能很好的学习前面章节，将对本节的学习有所帮助。
三、教学目标
知识与技能：
1、 熟悉反馈环节在闭环控制系统中的作用
2、 熟悉闭环控制系统的工作过程
3、知道开环控制系统和闭环控制系统区别。
情感态度价值观
通过学习，联系生活，培养学生的观察能力，体验学习乐趣。渗透安全教育、德育教育、
环保等教育。
四、教学重点和难点
重点：熟悉闭环控制系统中反馈环节的作用
难点：能分析闭环控制系统的工作过程，理解其中的控制器、执行器等环节的作用，画出一个简单的闭环控制系统的方框图。
五、教学策略
用方框图分析生活中常见控制系统，通过实践、游戏、讨论、分析等方法使学生懂得反馈在闭环控制系统中的作用
六、教学资源准备：
电线若干、水塔水位控制模型1套（自制）、一次性杯子、一次性筷子、乒乓球、自行车模型、烘箱、画架等
七、教学过程：
教学环节 教师活动 学生活动
导入新课 [探究目的]：
1、引入反馈概念，分析在没有对比操作的情况下，制作的难易。
2、通过合作探究来提升同学们的团结合作精神。提高创作思维和动手操作实践能力。
3、通过教师自制的自行车模型作品来感触同学们的创作意念，用创新以发展和感知生活中的美，并通过习作实践交流。
4、用自行车工艺品来提高学生审美能力，装饰丰富摆设生活美，丰富人们的精神享受。
[探究内容]：鼓励学生合作探究，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其构成的作用。运用生活中破旧抛弃的电线进行设计制作出自行车模型。
材料：用直径1.5毫米---2毫米的铜电线。
工具：剪刀、尖嘴钳和斜口钳各一把，示范作品若干，线材艺术作品图片资料等。
内容：小组合作设计制作一件自己喜欢的线材（稍硬）自行车艺术摆设品。引导分组探究创作思路、制作方法、色彩线调配等。
[提问引出]：人脑---手----做模型（开环）
示范教师自制的自行车模型作品并结合实物图象，通过眼睛比照，反应到大脑，动手操作自行车作品设计制作。
[引出问题]： 为什么用眼睛观察实物或图样操作起来更方便正确 （闭环）
人脑-----手-----做模型
-----眼睛--- 学生观察，动手操作，思考
新课讲授 [案例分析]：投篮
[游戏]：乒乓球投入一次性杯子
[引导学生得出结论]：投篮的工作过程
[引出结论]：反馈---控制系统中，将输出量通过适当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程
[思考提问]：生活中的反馈：反馈控制是一种在计划执行一段时间或结束后进行的事后控制，主要为下一步计划的实施总结经验，但它却常常是管理控制工作的主要形式。例如投诉与反馈、留言反馈、意见反馈、环境反馈、教学活动、超市反馈调查表、市场信息反馈系统、工作总结、 产品性能检验、现代酒店控制方法等。
[游戏]：在黑板上画两张大脸，“四官俱全”，没有眼睛。然后请一个同学上来“填”眼睛，闭着眼睛画，位置不对；也不好看睁着眼睛画，漂亮。
[分析原因]：将两次画的过程来分析。画出其控制框图，得出它们的控制类别。
1、闭着眼睛画：
人脑控制手画眼睛：人脑——手——眼睛；
控制过程中，没有反馈环节，不能对控制结果加以修正、调节。是个单程的控制流向。这是开环控制。
2、睁着眼睛画：
人脑控制手画眼睛，在此过程中，眼睛可以把手的位置及画的效果及时反馈给大脑，使得大脑准确精细的控制手去画好眼睛。控制过程中有反馈环节可以把控制结果反馈给人脑，控制流向形成了闭合回路。这是闭环控制。[讲解]：汽车速度控制
[讲解]：反馈方法——利用反馈来分析和处理被控对象，通过系统的输出来调整系统的行为，使系统沿着预期的目标运行的方法。
[演示]：反馈的工作过程：当人打算要拿桌子上的水杯时，人首先要看到自己的手与杯子之间的距离，然后确定自己手的移动方向，手始向水杯移动。同时人的眼睛不停观察手与杯子的距离（该距离就是输入与输出的差值），而人脑（控制器）的作用就是不停控制手移动，以消除这个差值。直到手拿到杯子为止，整个过程也就结束了。从上面的例子可以看出，由（负）反馈形成的偏差是人准确完成拿杯子动作的关键。如果这个差值不能得到的话，整个动作也就没有办法完成了。这就是眼睛失明的人不能拿到杯子的缘故。
[教具演示]：水位自动控制系统
接通电源后，电机工作，水泵出水，当水位升到A 点水位传感器位置时，电机停止工作；当水位由A点降止B点以下时，电机又开始工作，这样往复，达到了自动控制储水器中的水位。
[学生讨论]：请同学们相互讨论一下这个水位自动控制系统的工作过程，试用系统框图来描述。（引导学生归纳出水塔水位控制系统框图，着重推导信息反馈与比较环节的框图表达。）
[教师总结]：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。
[闭环控制系统的工作过程]：
闭环控制系统就是系统的输出端与输入端之间存在反馈回路，输出量对控制过程产生影响的控制系统。闭环控制系统是通过反馈环节克服干扰因素而使系统达到稳定。
[核心]：通过反馈来减少被控量(输出量)的偏差。
[案例分析]：阅读书上案例
[思考设计]：家用抽水马桶是一个典型的闭环控制系统的水位控制。（链接下节课用水位检测，控制电路，电磁阀来改进为自动控制，设计闭环控制系统方框图，并用头脑风暴法获更多节水控制创造性设想。）
[思考]：在水箱的水位控制系统中，控制量还可以有其他选择吗？为什么？
控制量是进水阀的流量。放水、蒸发是干扰
闭环控制系统的特点:
1)系统输出量对控制作用有直接影响。
2）有反馈环节，并应用反馈减小误差。
3）当出现干扰时，可以自动减弱其影响。
[实物展示]： 烘箱（饮水机）
温度自动控制系统。首先用热电偶来代替温度计来测量温度的值，然后对温度的比较，当小于恒温箱给定时，就增大加热装置的电流；相反当大于恒温箱给定时，就减小电流。这样恒温箱就能保持给定的温度。
加热炉的温度自动控制系统的结构图：
[ 闭环与开环控制系统的比较]：[介绍]：闭环控制：反馈控制， 偏差控制，可以抑制内、外扰动对被量产生的影响。精度高、结构复杂，设计、分析麻烦。
开环控制：顺向作用，没有反向的联系，没有修正偏差能力，抗扰动性较差。结构简单、调整方便、成本低。在精度要求不高或扰动影响较小的情况下，这种控制方式还有一定的实用价值。
[提问回答]： 开环控制系统闭环控制系统能否自动调整和补偿 控制精度 结构 适用场合 [补充讨论]： 红绿灯定时控制（开），车流量控制（闭）检测输出（闭），否则（开）例如自动门检测
人工控制，自动控制，开环控制，闭环控制之间区别联系 [补充]：起增强输入信号作用——正反馈。起减弱输入信号作用——负反馈。正反馈不能进行控制，会使系统的偏差越来越大。只有负反馈控制系统才能完成自动控制的任务。负反馈控制系统最大的特点：检测偏差，纠正偏差
课堂小结 教师引导补充 与老师一起归纳
练习
学生做练习
第四节 控制系统的设计与实施
一、教学内容分析
本节是这一单元的最后一节，可以说是这单元的“收口”部分，让学生了解控制系统设计的一般思路比较关键，只有这部分内容理解了，才能有效的进行下一个内容——控制系统的设计与实施案例。在控制系统的设计与实施案例中，重点要让学生会分析和选择案例，并最终会设计。
二、教学对象分析
这是本书的最后一节，学生们通过前边知识的学习，基本上知道应该怎样来设计一个产品，但是在专业知识方面还是比较欠缺，所以在这里设计练习时要注意尽量找学生身边的容易理解的案例来进行设计。
三、教学目标
1.知识与技能：了解简单的被控对象的基本特性，能确定被控量、控制量，画出控制系统的方框图，并形成初步的控制系统设计的方案。
2、通过讲解和实际操作是同学们加深对控制系统实施的理解与应用
3、情感态度与价值观：能根据开环控制系统的设计方法，制作一个控制装置；或者根据简单闭环控制系统的方案进行模拟实施，学会调试运行提出改进方案。
四、教学重点和难点
重点：了解简单的被控对象的基本特性，确定相关的量，会画方框图。
难点：制作
五、教学过程：
教学环节 教师活动 学生活动
导入新课 复习提问设计的一般思路。引出控制也需要设计。 回答问题
新课讲授 1、控制系统设计的一般思想 我们知道在设计的一般过程中，首先要发现和明确问题，那么在对控制系统进行设计时我们要明确那些问题呢？ 给出答案（幻灯片）1，开环控制系统的设计 讲述普通风扇的控制系统设计（幻灯片）请同学快速阅读书中案例《电吹风控制系统的设计》，并思考电吹风的被控对象、被控量以及控制量都是什么？2，闭环控制系统的设计 讲述简单闭环控制系统的基本要求（幻灯片）。 让学生阅读书中案例《抽水马捅水箱的自动控制系统的设计》2、控制系统的设计与实施案例好，我们了解了控制系统设计的一般思路，下面我们一起来分析和了解控制系统的设计与实施案例播放“香港回归升旗视频”引导学生，如果我们学校的升旗也设计成这样那该多好。阅读书中案例《自动升旗简易控制装置的设计》 在教师的引导下思考并回答问题观看看书中案例，思考后回答问题认真听讲认真阅读案例并讨论下边的问题。观看看书并小组研究
课堂小结 教师引导补充 与老师一起归纳
练习 1、晾衣控制装置2、画自行车发电看电视的方框图并分析其中的技术和原理 学生做练习第二章 流程与设计
一 生活和生产中的流程
教学内容分析
本次授课内容为《技术与设计2》流程与设计模块中的基础内容，即生活和生产中的流程。本节以时间为核心，案例为依托，从时序、环节两方面，通过学生动手操作并对生活中的事例进行分析，引入和揭示流程的概念（流程、时序、环节）、意义以及流程的表达方法——流程图，并且通过一些案例分析学习生活与流程和生产与流程的内容。旨在加深学生对流程的理解，培养良好的生活习惯和提高逻辑思维能力。
二、教学对象分析
如果按照书上的内容讲，学生一定不感兴趣，因此，一切要从学生的兴趣出发，设计一些合理的情景，见书上的内容进行了改进，让学生积极的去思维，主动的思考，将学生的思维全部引导到课堂中来。
三、教学目标
知识与技能
通过案例分析使学生了解流程、环节、时序的含义及它们之间的关系。并学会阅读和分
析绘制简单流程图。
过程与方法
通过对生产、生活中的案例流程分析、以及学生动手操作、观看视频，使学生逐步构
建以科学的流程来指导生活学习的思维方式。
情感、态度和价值观
学生对流程意义深入理解，从而认识到在人生的整个流程中应该遵循自身机理和自然的
规律发展。
四、教学重点和难点
重点：通过案例分析使学生了解流程、环节、时序的含义及它们之间的关系。
难点：通过案例分析使学生了解流程、环节、时序的含义及它们之间的关系。
五、教学策略
根据我校学生特点我采用的学法指导是讲授法、提问法、讨论法、演示法、实验法、观察法、欣赏教学法等。本节课采用的教学方法有以案例分析法为主，结合问答法、实验法、发现法达到师生互动的效果。
六、教学准备
图片：学生制作相框现场和成品、自行车安装修理工具、各个环节、一些书上扫描的图片等。实物：磨刀器、军用锹、成品相框、电脑零件、机械发电手电筒等。
场地及设备：多媒体、投影、实物展台、笔记本等。
七、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
复习导入新课 猜一猜 想一想 讲一讲 做一做：展示藏在箱子中的两种产品：军用锹、磨刀器。让学生猜一猜、想一想、讲一讲、上台前做一做，总结。 观察、思考、讲解、操作
给你一片天 相框制作现场展示本班或年级上节课制作较好的相框，学生讲解制作流程及创意。导入：回忆我们在上学期所做的石英钟、桥梁等作品中，与我们制作相框的过程几乎都是一样的。整个作品都是按照一定的顺序和规则进行的。这个过程，就是我们今天所要学习的第二章流程与设计中的第一节生活与生产中的流程——认识流程。 回答——方案构思、制定方案、准备材料和工具、制作产品、优化改进。
新课讲授 认识流程（Process）展示打乱的自行车前轮装圈上轴的图片流程。让每小组设计出正确的安装流程。正确的自行车前轮装圈上轴的图片流程、时序的概念。 观察、听讲、思考、讨论、汇报。小组汇报安装流程。小组讨论总结时序的概念。
提问:任何一种活动都有一定的的时序，有些时序是不可以颠倒的，有些则可以。请问：1、在安装自行车前圈的时序中，哪些可以颠倒，哪些不可以颠倒？2、完成书上39页的马上行动表格，每个组至少列举2个案例。 讨论、回答：不可颠倒—上钢丝与装外胎、装内胎和装外胎等。装前轴就没有严格的规定。列举案例，同学评价。
大屏幕展示检修工具创设情景，提出问题：假如你骑自行车到郊外游玩，突然感觉骑车费力，下车检查发现车胎被扎。幸好你随车携带了检修工具，你将如何设计检修流程修好你的自行车？ 总结：在同学们所设计的检修过程和所举的案例中不难看出，合理的时序在我们生活中随处可见，但最终我们应遵循和尊重事物活动的内在机理与规律，并根据一定目的和条件进行合理的安排。 小组讨论回答（将会有不同的检修过程）：先将外胎扒开，将内胎取出充气，检查漏气的地方，然后用锉将漏气地方和修补皮锉好，将他们抹上胶水，吹一吹，粘上，再查，直到不漏气为止，上胎。
展示纯净水的生产流程图。我们看了以上的生产过程。请思考、讨论，说出流程、环节的意义以及流程、环节、时序三者之间的存在怎样的联系。 同学们讨论，总结出流程、环节的内涵和意义。以及流程、环节、时序三者之间的关系。
文字提问：小组展示生活中的一些对流程有严格要求的案例？（各组调查结果） 展示各组调查流程案例结果。学生上台通过实物展台展示、讲解。
试验要求。每组同学都准备了试验器材。试验要求：1、操作时间6分钟。2、将安装过程记录下来。3、操作过程要注意安全。4、小组代表展示本组试验过程及感受。5、要体现小组团结协作的精神。6、根据试验过程表现给每个小组加分。 作为期末成绩的重要内容之一。 试验操作。并记录试验过程。学生总结安装流程。汇报试验过程及感受。
流程图的表达 同学要想把你的安装流程描述的清晰可见，我们一般采用流程图来表达流程。而流程图表达有几种：口头表达、文字表达、表格表达、图示表达，有些场合模型表达、动画表达等。而采取怎样的表达方式还要根据某项事情的特点。 观察、思考并回答流程的表达方式。
课堂小结 １、任何流程都反映一定的时序，体现出一定的环节。2、这节课我们通过对一些案例的分析，对时序、环节、流程有了深入的了解。知道了做任何事情都要尊重和遵循事情的内在机理或规律，根据其不同的特点进行合理、有序的安排，这样我们才能把事情做好。 学生讨论回答。比较不同答案的差别。学生总结，回答。学生观察、思考。
作业： 请每组设计组装一台电脑，周末回家做好以下工作.将你组的流程环节用某种表达方式，记录下来。下节课将你组的调查结果展示给全班同学，我们还要进行电脑硬件组装的实际操作。程序：1、明确自己想要安装什么档次的电脑。2、列出硬件清单。 3、市场调查结果记录。4、购买硬件名称、型号，价格。5、组装电脑流程 6、安装系统及相关应用软件。
二 流程的设计
教学内容分析
本小节主要通过一个电脑组装实验来加深同学们对流程设计应考虑的基本因素、步骤
地认识 ；学习要点：学会分析流程设计应考虑的基本因素；基本理论到实践操作，实践操作到实际能力的提升。
二、教学对象分析
如果按照书上的内容讲，学生一定不感兴趣，因此，一切要从学生的兴趣出发，设计一些合理的情景，见书上的内容进行了改进，让学生积极的去思维，主动的思考，将学生的思维全部引导到课堂中来。
三、教学目标
知识与技能
通过实例的分析学会不同种类流程设计考虑的基本因素和设计步骤。
过程与方法
通过电脑购买到组装电脑的实验，来提高同学们在实际生活工作中处理事情的能力和多项思维的能力。
情感、态度和价值观
学会观察是市场动态和辨别真伪的能力。
四、教学重点和难点
重点：通过案例分析使学生了解流程、环节、时序的含义及它们之间的关系。
难点：通过案例分析使学生了解流程、环节、时序的含义及它们之间的关系。
五、教学策略
本节课的内容以案例阅读分析和学生参与思考分析为课堂教学主线，充分体现老师的主导作用、学生的主体地位。在教学过程中，采用多媒体课件进行案例分析、演示讲解，学生主动探究式学习等教学方法。教学所采用的演示法、讲解法、实验法。
六、教学准备
1、硬件图片2、硬件实物3、安装电脑整个流程的录像4、安装电脑的步骤（文本）
七、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动
复习导入新课 各小组汇报调查电脑市场价格和本组所组装的电脑硬件清单。使用展台展示各组的电脑硬件清单 观展示、讲解本组的调查结果。
新课讲授 一、流程设计应考虑的基本因素列举一些生活中所知道的提高效率的案例。 举例日常生活工作中的案例
教师引出流程设计的目的与要求 观察思考联系实际生活
列举一些流程设计应考虑的一些因素。教师引导 学生思考回答通过实际生活工作中的案例来分析流程设计的考虑的因素
讲解：合成氨的生产工艺流程图通过案例说明流程设计是在不断的改进和优化当中完善 观察、思考
引导进入思考马上行动 同学思考回答
讲解流程设计步骤 听讲
提问患者看病的流程、教师补充 学生回答增长实际生活知识
讲解流程的表达形式 观察
讲解1、产品为中心的企业业务流程图2、数控机床的加工流程图 听讲、思考回答加深流程设计的合理性
展示组装步骤、播放视频教师组装电脑，边讲解 观察、记录提高实践能力
课堂小结 1、流程设计应考虑的因素2、流程设计的步骤3、流程表达方式有哪些 观察
作业： 快餐配送流程图（框图） 记录
三、流程的优化
一、教学内容分析
本节课的内容主要是日常生活与生产中一些流程优化的案例分析，以次来说明每件事情
成功在于细节的把握和设计。能够概括简单生产流程优化过程应考虑的主要因素。通过对生产生活流程优化内容的分析来判断出每一件事情流程优化所具备的最基本的条件。
二、教学对象分析
本节课内容同学们较易理解，因此无须更多的实验和案例进行详细的讲解，秩序对书上一些案例进行细致的分析，从而让同学们对流程优化有一个深入的了解。
三、教学目标
知识与技能
流程优化的意义和主要内容以及优化的基本条件。
过程与方法
能够概括一些简单生产流程优化过程所要考虑的主要问题以及能对生产生活中简单事
项进行流程的改进设计，并用或图表说明流程设计方案的特点或流程的改进方案的优越之处。
情感态度与价值观
让同学们真正认识到优化人生对一个人重大意义。
四、教学重点和难点
重点： 能概括某种简单生产流程优化过程所应考虑的主要问题。
难点： 能对生产生活中的简单事项进行流程的改进设计，并用文字或图表说明流程设计方案的特点或流程的改进方案的优越之处。
五、教学策略
教学所采用演示法、比较法、小组讨论边问边答的形式进行课堂教学。
六、教学资源准备
以教材资源为主，增添精选案例，教师准备课件，图片、教具。
七、教学过程：
教学环节 教师活动 学生活动
复习导入新课 提问、评价、补充 用实物展台展示个小组作品各小组汇报作业情况（
新课讲授 大屏幕展示本节课的要点1、流程优化的内容2、流程优化的条件 观察
分析、提问、讲解分析制作一只台灯的流程 讨论、回答判断生产生产流程中的优化途径。
讲解展示改进后的流程并行和串行所用的时间 思考、回答理解并行与串行在生产中的区别和意义
解释流程优化的内容 领悟
分析、探讨探讨校办工厂机器的维修流程合理性 讨论、回答分析出流程中的合理性
分析、探讨工艺优化的两种方法的差别加工刚才两种方法的差别 讨论、回答 理解工艺优化两种方法的差别
提问、评价、讲解、补充战事配送路线图和不同路线的里程差别。 各组讨论不同的配送方案，汇报各组的结果
展示图片、进行讲解、分析讨论流程优化条件的关键因素。通过一些案例的分析让同学们知道生产生活的一些流程设计的巧妙之处 观察、思考 设备、工艺、材料。列举一些案冽。
分析案例洗衣流程的优化。流程再造与信息化基础。 阅读、分析案例
流程的设计与优化选题 设计类 粉刷装修我们的教室的流程 组织一次班际小型田径比赛的流程 优化类 改进一次主题班会的流程 改进校学生会选举的流程 置换选题 改进某一个理化实验的流程 办一期自己的班级或年级小报的流程 自选题 每组选择一组选题，进行流程优化设计
1、组织好学生的交流活动，对学生的成果进肯定并提出改进的意见。 交流与评价 介绍本组活动流程并展示方案 方案报告人作设计说明 大家提问 评价
课堂小结 1、流程的优化内容 工期优化、成本优化、技术优化、质量优化等。2、流程优化的条件 设备、工艺、材料。 听讲
作业 校教导处设计一个组织期末考试的工作流程。为同学们设计一天的合理的饮食流程。 家庭作业第一单元 结构与设计
第一节 常见结构的认识（第1课时）
一、教学内容分析
本课时是《技术与设计2》第一单元“结构与设计”的第一节“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。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。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。本课时还要讲解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。
二、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。
三、 教学目标
（一）知识与能力：解结构的含义。
（二）过程与方法：度理解结构的概念。
（三）情感态度与价值观：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，激发学生的学习激情和兴趣。
四、教学重点和难点
重点：结构概念
难点：应力概念
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。
（一）教法
在教学过程中，采用讲授法、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，将与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。
（二）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。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联系。
六、教学准备
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。
七、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达的时代。我国载人航天成功, 实现千年邀游太空梦; 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”等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课程要注意的几点:
（1） 围绕教材内容,以技术设计为主线索,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、想像, 进行调查研究、批判性思考、 创新性想像,努力提高技术理论素养,增强各种思维能力。
（2） 参照教材中的案例,触类旁通, 举一反三。密切联系实际, 挖掘技术实例, 既动脑又动手, 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, 磨炼我们的意志品质。
同学们,努力吧!
（二）案例引入
【第一单元 结构与设计】
1、观看教材蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。
【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;
鹰眼与导弹跟踪系统。
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辨别地面上的动物,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,叫做中央凹。而老鹰眼中的中央凹却有两个, 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,老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象鹰一样有两个凹槽，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,不能象鸟一样在空中自由飞翔,不能象鱼一样在水中欢快游荡,奔跑速度不如狗，打斗力气不如虎。人类凭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：魁北克大桥的坍塌。
大桥坍塌的原因是什么？
擅自改变桥的结构。
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）结构与力
1、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, 它可以抵抗能引起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。应力是结构的单位横截面上所产生的内力，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σ =F/s, 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
3、讲解构件的基本受力形式：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：
拉 力 物体所承受的拉拽力
压 力 挤压物体的力
剪切力 两个距离很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力
扭转力 反方向向物体两端均匀施力 ,使物体发生扭转形变的力
弯曲力 作用于物体 ,使它产生弯曲的力
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“纸板承受压力试验”：
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. 哪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有什么意义。
3. 如果把纸板折成瓦楞状,试验结果会发生什么变化
（六）探究：观察右图,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，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？
（七）课后作业:
P006、007的马上行动。
第一节 常见结构的认识（第2课时）
一、教学内容分析
这一节从力的角度对结构进行分析，对于学生来说难度相对加大，新出现的一些受力形式可能不好理解。知识点相对比较多并且抽象，所以最好采用实验的方法，让学生亲自感受结构承受力的特点与不同。
二、教学对象分析
学生在前一节课的学习中对结构已经有了一些表面的了解，能够说出结构的概念，并列举出各个领域结构的例子。有一定的力学基础，对一些内容应该容易理解，但也容易把通用技术中所进行的受力分析和物理学的受力分析混淆。
三、教学目标
1、知识与能力：理解结构的概念和一般分类。
2、过程与方法：简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。
3、情感态度与价值观：展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣。
四、教学重点与难点
重点：1、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力的。
难点：1、区分物理和通用的受力分析。
2、理解几种受力形式。
五、教学准备
木板、鸡蛋、瓶盖等。
五、教学策略
首先采用讲解，举例子方法介绍一些基本的概念，然后通过试验，让学生对知识有更深一步的理解。
六、教学过程
（一）复习和导入
（1）上节课我们已经学习了什么是结构。请一个同学来回答一下。
学生回答。
总结：由各个组成部分之间有序的搭配和排列就组成了事物的结构，我们都知道任何事物都要受到力的作用，也就是说事物的特定的结构都要承受一定的力的作用了。比如课桌要承受我们的压力，书本的压力等等。所以我们需要从力学的角度定义结构。
（2）力学角度结构的概念：从力学角度来说结构是承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
（3）结构的几种受力形式：那么要判断这个结构是否合理，首先我们要知道结构一般会受到哪些力的作用。接下来我们就学习几种常见的结构的受力形式。
检查指导作业：“马上行动”的题目，将几种受力形式和相应的解释连线。（老师走动指导）
然后再针对学生容易混淆的，弄不清楚的地方讲解。
（3）内力与应力：以篮球为例子
当我们用手拍篮球时，能够感受到篮球内部产生的抵抗我们手的作用力,这就是我们所说的内力。当一个结构受到外力作用时，内部分子之间相互作用，产生一种抵抗力，称为内力。
和学生进行互动玩一个游戏。让同桌之间用手指互抵，感受内力，然后由一个学生将手指换为手掌，感受受力的变化，引出应力。
（二）结构的类型
1实体结构：实心结构
受力特点：外力分布在整个体积中
实体结构可以连续传递载荷，适于承受压力。
案例分析： 三峡大坝实体结构
2框架结构：细长的构件
受力特点：支撑空间而不充满空间
框架结构是由杆件或板件连接而成的，构件可以是空心，也可以是实心；可以是平面框架，也可以是空间框架。由于这种结构用料少，可以承受多种载荷，因此用得很广泛。
案例分析 ： 电视塔
3 壳体结构：层状结构
受力特点：外力作用在结构体的表面上
壳体结构是用薄壁壳状构件来替代空间框架而形成的一种空间结构。由于它可以将作用在其上的集中横向载荷分散为沿壳体的压力。因此在场馆建设中用得很多。
案例分析：头盔，汽车外壳等。
[鸡蛋承受压力试验]： 略。
[学生讨论]： 进入工地时总是被要求戴上安全帽，为什么？
案例分析：埃菲尔铁塔
（三）课堂练习与作业
[马上行动]：教材011
[课后作业]：p011 练习1、2题
第二节 稳固结构的探析
一、教学内容分析
本单元的内容与实际生活联系紧密，课本上的案例也通俗易懂。本节内容有承上启下的作用，不仅可使学生对结构的基本知识有更深的认识与巩固，而且也是以后结构的强度、结构的设计基础。
二、教学对象分析
学生在以前已经学过一些相关的知识，所以这部分内容对于他们来说难度不大。在前几节课中学生的参与度比较大，表现出一定的热情和兴趣。
三、教学目标
1、知识与能力：学生能够自己分析影响结构稳定性的因素。
2、过程与方法：、能够联系“应力”，理解强度的概念
3、情感态度与价值观：从点问题，日常生活出发进行课堂教学，让学生感受技术中的结构与他们密切相关，激发学生自主的关注身边的生活，提高他们的观察力，能用强度的概念来评价、选择和使用结构。培养学生分析与交流的能力。
四、教学重点与难点
重点：分析影响结构稳定性的因素。能够联系“应力”，理解强度的概念。
难点：1、支撑面积不等于受力面积。
2、了解结构稳定性与强度的联系与区别。
五、教学资源
三脚架、A字形梯。
六、教学策略
引导学生根据自己的生活经验总结出影响结构稳定性的因素，然后由学生扮演教师角色进行讲解，分析，其他同学可以补充，提问。最后针对每个因素教师进行总结，补充。从热点话题出发，引入强度的概念，通过课本的案例分析，学习影响结构强度的主要因素，再通过视频展示图片，分析生活中的例子，让学生能关注身边的生活，将所学知识运用到生活中。
七、教学过程
（1）导入：前几节课我们学习了结构的一些知识，接下来我们看一下影响结构有哪些因素。由学习目标这里我们可以看到它与结构的稳定性，结构的强度有关。（强调该课的学习方法，阅读学习目标部分）那这节课我们来学习结构与稳定性。
（2）和学生一起总结影响结构稳定性的几个因素（不一定局限于课本上的几个因素，学生可以举的更多，然后由他们自己来讲解。强调课本上基本的几个因素）。
[影响结构的几个因素：]
[1、几何形状]
[2、支撑面大小]
[3、重心位置]
（3）由学生自己推荐或其他同学推荐选择其中的一个因素进行讲解。（老师作为学生进行发问，引导学生将内容讲解完整，可以引导学生对课本或生活中的案例进行分析）
（4）每个因素讲解完后，由老师将刚才学生讲解的过程进行简单复述，然后在这基础上进行补充总结。
“几何形状影响因素”的总结：强调三角形的稳固结构。讲解“三脚架”和“A字形梯”的例子。
“支撑面大小影响因素”的总结：举水坝的例子，金字塔的例子，并且和前一节课学习的结构类型结合起来。举三脚架的例子，强调影响结构稳定性的因素不是单一的，孤立的，解释支撑面大小不等于受力面积。
“重心位置影响因素”的总结：详细分析“重心所在点的垂线落在结构地面的范围内，就是稳定的”。举比萨斜塔的例子。然后提出问题：1、为什么不倒翁不倒？2、装了半杯水的杯子稳定还是装了满杯水的杯子稳定？
（5）导入：我们前面讲过结构的稳固性探析包含了两个内容，一个是结构的稳定性，一个是结构的强度。我们学习了结构的稳定性，接下来学习结构的强度。
（6）结构强度的概念：我们知道结构的稳定性是指结构在负载的作用下维持其原有平衡状态的能力。那么结构的强度是什么呢？例如我们现在坐的椅子，它要承受我们的重力，大家想想，如果有一个体重很重的人坐在这张椅子上，很可能椅子无法承受他的重力，椅子坏了，人跌倒在地上。（就像我们前两节课做的鸡蛋的试验，有个同学坐在上面，鸡蛋被压碎了。）那我们如何来评价这张椅子呢 我们就要用到我们今天学习的内容：强度。这张椅子的强度是怎样的，也就是指它受到外力作用的情况下，它不被外力破坏的能力如何。
所以说结构的强度是指：结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
（7）强度与稳定性的联系与区别：那么它和结构的稳定性的区别在哪里呢？我们知道稳定性是研究物体的保持平衡状态的能力，强度是研究不被外力破坏的能力。例如我们刚才举的椅子的例子，椅子能够承受人的重力这是一个强度问题，那么椅子会不会左右晃动，摇摆，那就是一个稳定性问题了。（通过例子让学生有感性的认识，不必要进行深入分析）
（8）应力和强度的关系：这只是我们一个笼统的说法，我们如何来衡量一件东西的强度呢。那就要用到我们以前学习的应力的知识。
联系前面的内容讲解应力与强度的关系，如何用应力来衡量强度。举鸟巢结构钢卸载的例子说明（只要有感性的认识即可，不必要有量的分析。）
（9）影响结构强度的主要因素
1、总结出影响结构强度的几个主要因素
①完成课本P17页案例
②学生回答
③由学生的回答，引导学生得出影响结构强度的几个主要因素。
2、因素一：结构的形状
①三角形形状。展示幻灯片，通过钻石的例子进行分析。
②横截面形状：具有相同截面积，但不同截面形状的同种材料的坚固性就不同。利用图片介绍同种材料、相同横截面积、不同截面形状的构件的强度排列顺序。
③强调学生注意对结构的影响有两点，一是结构的外部形状，二是结构的构件截面形状，结构的外形相同，构件的截面不同，其强度不一样。
3、因素二：材料
①展示幻灯片图片，从纸杯到塑料杯到无锈钢杯，说明强度和材料有关。
②介绍混凝土材料。从应用广泛的钢筋和混凝土到工程人员新发明的纤维混凝土、聚合物混凝土、轻质混凝土等，一系列新型高强度混凝土。
4、因素三：构件的连接方式：
①构件连接的类别：
铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动。（图片举例）
刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动。（图片举例）
举纽曼MP3的例子，激发学生的兴趣，让学生感受到课本知识与生活紧密相连。
②提出：结点是从连接的效果来划分。一个结点可以有多种连接方式。不同的材料有不同的连接方式；构件的连接方式不同，结构的强度也不同。
（10）结构与功能:
结构不仅是事物存在的一种形式，而且对事物的功能和作用产生着直接的影响，结构的改变可能导致功能的变化。（展示各种自行车的图片）
讨论对于自行车还有什么改进。
七、作业：练习第1题。
第三节 简单结构的设计
一、教学内容分析
结构设计和技术设计一样，具有明确的目的性，方案的多元性和创新性。所以，在教学过程中，应当重视满足使用者的需要、多方案的形成和強调设计的创新。
二、教学对象分析
采取以小组为单位的形式进行分工合作, 进行讨论、设计，引导学生打开思路, 形成多种设计方案, 在多方案中进行选择。
三、教学目标
知识与技能： 分析理解能力——— 能够对日常生活中的简单结构设计进行比较合理正确的分析。
过程与方法：交流与表达能力———陈述平衡状态的概念
实践能力———鸡蛋放在桌面上提高其稳定性的试验
情感态度价值观：观察能力和分析问题的能力———手机座试验
同伴间相互合作能力———设计一个简单结构
四、教学策略
教师在教学时,应引导学生用人文的眼光看待设计, 设计是为了满足人们的需要, 设计是与实际生活情景相联系。
五、教学重点和难点
重点：运用结构设计应考虑的主要因素，从而初步体验结构设计的方法。
难点：多方案的构思与设计。
六、教学准备
多媒体课件等。
七、教学过程
（一） 引入新课
请学生欣赏不同样式的服装，并选择自己喜欢的服装。
设问：问为什么要选择自己喜欢的？同学们从中发现了什么与技术设计有关的内容？
回答导入：设计考虑的因素。回到结构设计上来，
服装设计离得开设计吗？
结构设计应考虑哪些因素呢？
（二）学习结构设计的重要性。
结构设计对于我们的日常生活、对于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, 产品将会造型单一、功能单调, 那些大型建筑物、交通运输工具等 更是无法产生; 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。
（三）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, 满足使用者的基本需要。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, 如自行车的链轮、链条、车把、车闸有一定的要求，否则设计应视为不合格。
（四）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: 符合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需求, 使用者的个性化需要, 对设计对象的成本控制要求和一定 的使用寿命等。
在工程的结构设计中, 应考虑结构的安全性、适用性和耐久性。在考虑结构的稳定性和强度, 使结构在规定的条件下和规定的使用期限内, 能实现一定的功能的同时, 还要考虑经济因素, 如做到用料省、成本低等, 也就是说, 力求以最低的成本使所建造的结构达到预定的要求。
不同的结构设计, 应考虑的因素各有侧重, 但无论在哪一类用途的结构设计中, 安全都是至关重要的因素。
在结构设计中还有一些需要考虑的因素, 如材料、民俗文化、地域特点等, 还可以引导学生思考是否还有其他需要考虑的因素。
（五）简单结构的设计案例
1、讲解简易相片架的设计过程与方法
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关系等。例如,房间内的桌子比较小,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的特点,并构思其他设计方案,列出方案要点。
2、让学生根据所学知识为设计简易相片架作好准备。
（1）小组讨论制作简易相片架应考虑那些方面的因素并落列出来。
（2）在相框和支架的设计上都要有创意，并画出草图
（3）目标激励：
a、有创意的设计方案要到学校存档，
b、你所做的模型或原型还可送给你最要好的同学，因是自己亲手所做，比买贵重物品相送更能表达纯洁的友谊。
c、作品要在网上发表，并在高三毕业对作品进行拍卖。
3、探究：在某些地震灾区, 居民采用“木板夹心”结构筑墙建房,这种由当地农民创造出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。
（六）学生作品展示
下面这些桥不仅是外形美观的工艺品，更重要是它们具有承重3000g以上重力的结构。而所用的承重物都是统一规格的纸板。（8幅图片）
（七）作业
根据所学结构的知识，准备材料，设计出一个作品。突出结构的稳定性、强度、美观、实用。（作品可以是报架、鞋架、书架、相片架、桥梁的模型等等。材料可用硬纸壳、木料、塑料、金属等。）
第四节 经典结构的欣赏
一、教学内容分析
《经典结构的欣赏》是通用技术必修模块“技术与设计2”第二单元第四节（苏教版）的内容。通过对赵州桥、飞檐、斗拱、蛋形椅、补充案例的欣赏，引导学生赏析具有典型人文意义的结构，开阔学生的视野，拓展学生对结构设计的文化特性的理解和评价，在以后的设计中注入更丰富的文化内涵。
二、教学对象分析
高中学生已有一定的生活经验，对艺术的欣赏具有较好的基础，加上前三节的学习，对结构的欣赏有一定的知识准备。但大多数都是零散、片面的。学生通过讨论、探究、师生互动、观看视频、作品的赏析等环节，进行积极思考，形成欣赏角度，加深对结构的理解，丰富设计的内涵。
三、教学目标
1、知识目标：
通过对典型结构的欣赏，学会观察结构的实用性和美。
2、能力目标：
能从技术和文化的角度欣赏，并评价典型结构设计的案例。
3、情感态度价值观：
通过典型结构的欣赏，提高自身的技术素养，拓展学生对设计文化特性的理解和评价，增强学生对中华民族的自豪感。
四、教学重点、难点：
重点：透过经典结构的欣赏，让学生学会观察结构的实用性和美。
难点：学生能从技术、文化等角度欣赏并评价典型结构的设计案例，并在自己以后的设计中注入更丰富的文化内涵。
五、教学策略
在本节的教学中，借助多媒体教学，分析经典案例，播放补充案例的视频，引导学生讨论、自主探究、自动构建知识，实现学生能力拓展，开阔学生视野，达到知识迁移目的。总体教学流程为：“复习回顾——情境导入——合作探究、能力展现——归纳、讲授新课——能力拓展——开阔视野——总结”。本节内容按排2课时（连排）。
六、教学准备
多媒体课件、图片等
七、教学过程
师：（展示几幅景点结构的图片 ：如悉尼歌剧院、赵州桥、中国故宫、飞檐、等国内外经典结构）同学们先看这样几幅图片，说说此时此刻你有什么感受？
生1：我感到这些建筑特别宏伟、壮观，给人一种振奋的感觉。
生2：令人惊叹，人类这么聪明，能建造出这么伟大的建筑来。
……
师：是啊，这些建筑中所采用的结构林令我们每个人折服。自古至今，不管是中国，还是其他一些国家，都留下了一些经典的结构，那么，你们认为怎样的结构才算优秀的结构？
省1：结构稳固。
生2：形式上特别。
生3：体现出一定的文化。
……
师：通过刚才同学的回答，我们可以总结出：对于优秀的结构设计不仅表现在结构的实用功能上，也表现在形式上，特别是功能和形式的统一上。因此我们欣赏结构的设计作品，可以从技术和文化量个角度进行。请同学们阅读课本p30页有关赵州桥和飞檐的介绍。
[介绍赵州桥并观看图片] 赵州桥原名安济桥，俗称大石桥，建于隋炀帝大业年间（595-605年），至今已有1400年的历史，是今天世界上最古老的石拱桥。石拱桥是用石块拼砌成弯曲的拱作为桥身，上面修成平坦的桥面，以行车走人。而赵州桥的特点是“敝肩式”，即在大拱的两肩上再辟小拱，是石拱桥结构中最先进的一种。
（５分钟后）
师：下面我们请同学分别从技术和文化角度分析赵州桥为什么能称之为经典结构。
生：赵州桥结构稳定，形式特别，１４００多年来依然坚固，所以说是经典结构。
生：结构上非常美，有丰富的文化寓意。
师：下面我们再来看这样一幅图片［展示蛋形椅图片并介绍其特点］
中国建筑从古至今经历了一定的发展过程不同时代有不同的特点，与外国建筑又有不同之处，下面我们就查阅到的资料进行交流。（教师提前布置学生查阅有关建筑方面的资料）
学生激烈交流，气氛热烈。
[为了弘扬中国文化，让学生寻找有关中国古典建筑的资料，在课堂上交流]
生1：
徽派建筑的背景及特点:[配图片]
背景:徽州地区（安徽南部黄山与齐云山之间）出现成片建筑群，是古代“中原衣冠”入徽的结果。徽州避开了历史上多次战祸，包容了大量从中原迁来的人群。北方人口南迁，到此聚族而居。明代中叶，徽州村落就形成了独特的景观。
特点:白色的马头墙，有灰而黑的薄瓦，还有精美工巧的砖雕、石雕、木雕，它们一笔一划地拼写成徽式乡村的图腾。
[中国山西王家大院] 山西晋中的王家大院被誉为“华夏民居第一宅”。大院包括东、西两个大院和孝义祠：东堡院为全封闭式院落，占地约1.2万平方米。26座院落以不可想象的精妙方式隐约连接，既成整体，又保持相对独立，形成若离若合的复杂结构。西堡院拥有28座院落，呈“王”字对称分布，且充分体现着“一关辖三门，三门通四院”。这种层层深入的封闭格局是王家大院，乃至山西大院共有的特点，体现出强烈的封建礼教的等级性和威严感。
[边交流边观看图片]
师：不仅在中国，在世界各国的历史中也都留下了许多经典的结构：
生2：[配图片]
米拉公寓： 俗称“采石场”(La Pedrera)高迪的杰作。这幢建筑完工时因其先锋性质和大胆的手法而引起了极大的骚动。许多人认为这幢房子代表了现代派的顶峰，20世纪全世界最奇特的建筑物。
这是一尊由波浪型的曲线构成的巨大石造纪念碑，形状扭曲奇特的通风口，石块好像都是液体的，有机的，房顶上的烟囱和通风口成了幻影似的战士，抽象的陶瓷拼花螺旋，惊人想象力的魔幻森林。米拉公寓使得Passeig de Gràcia大街上的其他建筑多少有些平淡无奇。
[英国霍华德府邸]18世纪初，英国少数大贵族执掌内阁，他们的庄园府邸不仅规模赶上了王宫，而且风格也力图宏伟。这类府邸中最著名的有霍华德府邸。它们的一般形制是：正中为主楼，包括大厅、卧室、书房、餐厅、休息厅等。主楼前是宽阔的三合院，它两侧又各有一个四合院，一个是厨房和其它杂用房屋及仆役们的住房，另一个是马厩。布局很不方便，厨房远离餐厅，主楼房间不够明亮，只是一味追求豪华的气派。
生3：[配图片]
[西班牙塞维利亚阿拉米罗大桥] 大桥的设计创造了一种新型的斜拉桥样式，采用半边支撑的拉索结构，利用倾斜桥塔的自重代替以往的后部钢索，形成具有轻盈感的桥梁结构。整座大桥犹如一把竖琴，典雅美观，散发着高雅的神韵。
设计者桑地亚哥·卡拉特拉瓦是西班牙当代建筑的代表人物，他对建筑技术非常入迷，特别是对钢筋混凝土和钢铁钩架的支撑能力及形式有着深入的研究，因此作品有着突出的强调工程技术的倾向。
[智利鲁特住宅] 鲁特住宅是一个富有的出口商的假日别墅。它修建在一个长满松树的斜坡之上，一座30米长的铁桥将公路和住宅的屋顶联系起来，然后从屋顶上通过一个下降的楼梯才能进入室内，具有非常有趣的戏剧性效果。
主体由一大一小两个箱体互嵌而成，大箱体外表覆盖木条，内部是起居室、厨房和餐厅，两面侧墙为玻璃门窗，因而木条具有木百叶的效果；小箱体外表覆盖铜皮，内部是卧室和浴室，有一排水平窗面对树林，创造出安宁的睡眠环境。卧室和起居室可以方便地沟通，从而将两个箱体接合起来。一个阳台面对大海。
[澳大利亚悉尼歌剧院] 悉尼歌剧院，澳大利亚的标志性建筑，耸立在新南威尔士州首府悉尼市贝尼朗岬角上。建筑造型新颖奇特、雄伟瑰丽，外形犹如一组扬帆出海的船队，也象一枚枚屹立在海滩上的洁白大贝壳，与周围海上景色浑然一体，富有诗意。
不为世人所知的是，其设计师乌特松不愿因建设资金问题修改设计方案与州政府吵翻后，愤然辞职离开澳大利亚，再也没有重登这块大陆，至今没有亲眼实地看看这座自己呕心沥血奉献的闻名遐迩的建筑奇迹
[意大利罗马竞技场] 位于意大利罗马的威尼斯广场南面，它是迄今遗存的古罗马建筑工程中最卓越的代表，也是古罗马帝国国威的象征。科洛塞奥(Colosseo)语出意大利文,意即竞技场或斗兽场，它建于古罗马的佛拉维奥皇朝时代，所以其正式名称是“佛拉维奥竞技场”。公元72年，由维斯巴西安皇帝开始修建，公元80年其子蒂托斯皇帝隆重揭幕。竞技场的外观象是一座庞大的碉堡，占地20000平方米，围墙周长527米，直径188米，墙高57米，相当于一座19层楼的高度，场内可容10.7万名观众。
[美国圣路易市杰斐逊国家纪念碑]
埃罗·沙里宁是20世纪中叶美国最有创造性的建筑师之一。他设计了一系列新奇独特的作品，表现了丰富多彩的建筑语汇。埃罗·沙里宁1961年9月1日死于脑科手术中。1962年美国建筑师协会追授他金质奖章。使沙里宁名闻世界的是圣路易市杰斐逊国家纪念碑。这座高宽各为190米的外贴不锈钢的抛物线形拱门，造型雄伟，线条流畅，象征该市为美国开发西部的大门。
师：通过这节课的学习，同学们了解了许多的国内和国外的优秀结构，感受了经典结构蕴含的寓意和文化内涵。让我们感叹人类的伟大智慧和力量。
教学反思： 由于经验有限，在把握课堂气氛上还有待提高，另外，讲本堂课需要有丰富的历史及文化知识，这一点还很欠缺，以后应加强自身学习，丰富自己的知识。学生在语文、历史、美术课中已学习了有关经典结构方面的知识，对艺术作品欣赏有比较好的基础，对故宫、飞檐等典型结构有了一定的了解，但多数学生分析结构在技术上的突破还有一定的困难。本节课题内容简单但实施起来较难，尤其是各个学校的条件不一样，如能带领学生去参观一些典型的建筑会更好的激发学生的积极性和创造性。第三单元 第三节 系统的设计
(第一课时) 系统的设计
一、学习目标
１．知识与技能
通过简单的系统设计案例分析,初步学会简单系统设计的基本方法
２。过程与方法
通过案例进行系统设计,在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去,考虑到系统各要素之间的作用和联系, 进行系统分析和优化.
３。情感态度与价值观
（１）学会运用系统思想进行设计
（２）培养正确处理和分析事物能力、学会全面解决问题的方法
二、重点、难点分析
1．重点：系统设计
2．难点：如何运用系统的基本方法进行设计
三、教学策略
通过案例分析理解和学会对简单系统进行设计，让学生总结和归纳，初步学会简单的系统设计的基本方法。学习如何进行系统设计。
四、教学过程
引入：我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。
讲解：系统的设计是建立在对系统进行有效的分析基础上的，设计出满足预定目标的系统的过程，它既包含了对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。
例如：1．连锁店的货物配送的设计
问：货物配送的目的是什么？
学生：用最少的时间、最短的路程把货送到目的地。
问：怎样做到合理货物配送呢？
学生讨论：
（1）调查都有哪些连锁店，这些连锁店的位置都处在什么地方、通过什么路线才能够到达，
（2）设计通向连锁店的路线图，计算货物按不同路线配送时所需的时间，制定出几种路线方案,
（3）配送车按照制定的路线行驶,计算行车时间,观察道路的状况,
（4）对行车路线的实际情况进行比较后，对路线进行优化，最后确定行车路线。
（5）送货车在运行一段时间后，可以对不合适的行车线路进行调整不断完善。
2．某单位远程视频会议系统的设计
问：远程视频会议的目的是什么？
学生：远程视频会议就是召集不同的地点的人，同时召开会议。
问：怎样才能实现远程视频会议的召开？
学生讨论：
（1）调查有哪些地方、哪些部门参加会议。
（2）参加会议的这些部门要具有多媒体功能的专门会议室。
（3）专门会议室都要有电视网络和多媒体的技术的支持。
3．企业资产的管理设计
问：企业资产的管理的目的是什么？
学生：就是以最小的投入，获取最大的经济效益。
问：怎样才能实现企业资产的最有效的管理？
学生：（１）调查分析企业资产的占用情况，哪些是闲置资产，哪些是可用的资产。
（２）听取各部门的资产使用情况，合理的建议，调查研究哪些资产发挥的作用大，哪些资产利用的不合理等。
（３）研究企业资产的作用是否发挥到最大的有效使用
（４）对企业资产的配置情况及合理性进行分析，调整不合理的资产使用情况，实现企业资产最有效管理的设计。
4．假期旅游行程的设计
问：假期旅游的目的是否明确？
学生：根据假期的天数，确定旅游路线
问：怎样实现假期旅游的行程设计？
学生讨论：
根据个人的财力情况，确定以什么方式进行旅游？是以团体形式还是个人方式出行？
选择行程的交通工具
考虑旅游地点、食宿的安排
带上所需要的行李及常用的药品
…
5．个人形象的设计
问：明确设计成什么角色和形象？
学生：（1）将个人定位在什么角色上
（2）要有一定审美能力
（3）具有化装技巧
（4）体现人物的外在美，
（5）具有轰动的效应
…
教师：无论简单系统，还是复杂系统的设计，都要对设计系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善，直到完成一个能协调工作的实际系统，这一过程就是系统设计。
系统设计：
设计满足预定目标的系统过程
包含整个系统进行技术设计本身内容
运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计
系统设计应考虑的主要问题
系统设计的目的与要求
理解：从系统的整体出发，以系统整体功能的最优为目的
系统各部分之间的相互联系与相互作用
理解：运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。依据系统的基本特性，既要考虑当前，也要考虑长远。
3．系统设计方案的优化
理解：从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善个部分的设计。
学生阅读讨论：马上行动
思考：从系统设计 的思路出发，怎样理顺这些关系？
学生：路向选择——地质勘探——资金分配——人员调配——材料购置——施工进度
（1）要实现筑路工程的总体目标是：经济、快速、安全、方便地选择路向。
（2）进行地质勘探，哪些路段适合筑路，哪些路段不适合筑路，哪些地段适合架桥，哪些地段要避开耕地。
（3）选择筑路技术方案，不同的地段实施不同技术方案，
（4）进行资金合理的分配
（５）考虑工期、人员、材料安排方案，合理安排人员，各段工程同时进行，实行并行施工，在不增加总资金的情况下，降低材料成本，减少材料的浪费，就近取材，就地取材，选择合理路线购置材料。 在不增加过多人工的前提下，提高工程进度，提高劳动生产率。
系统设计的一般步骤
将系统分解为若干子系统
确定各子系统的目标，功能及其相互关系
对系统进行技术设计和评价
对系统进行总体技术设计和评价
小结：（1）系统设计
（2）系统设计应考虑的主要问题
（3）系统设计的一般步骤
五、教学反思；
本节教学内容围绕熟悉的事例作为系统展开，根据系统的目标和要求、各子系统之间的相互关系，对系统进行整体设计、评价和优化，教学中让学生分析系统设计应考虑哪些主要的问题和一般步骤，组织学生对每个简单的系统设计讨论，注意对不同系统设计的方法和要求有所不同。
第三单元 第三节 系统的设计
（第二课时 简单系统的设计的实现）
一、学习目标
１．知识与技能
(1)通过简单手电筒的系统设计,初步学会简单系统设计的基本方法
(2)掌握系统的设计方法和过程。
２。过程与方法
通过手电筒进行系统设计,在设计中将系统的基本特性考虑到设计中去,考虑到系统各要素之间的作用和联系, 进行系统分析和优化.
３。情感态度与价值观
（１）学会把系统思想和方法运用到自己的生活、工作和学习中去进行设计
（２）培养学生动手动脑实践能力。
二、重点、难点分析
1．重点：手电筒系统设计
2．难点：如何运用系统的思想进行设计
三、教具准备：玩具电动机、灯泡、齿轮、手摇柄、导线等
四、教学策略
在教学实践中让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案，让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。通过案例简单系统进行设计，把系统的思想贯穿于整个设计当中，初步学会简单的系统设计的基本方法，学习如何进行系统设计。
四、教学过程
引入：我们每个人都会在日常生活中遇到系统设计，系统设计运用的案例比比皆是。
系统的设计多用于比较复杂的系统工程，为了方便理解系统设计的方法和过程，就简单的设计项目来说明如何进行简单系统的设计呢？
分析案例：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
（一）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。
（二）设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。
（三）设计分析：
1．手电筒的结构：
（1）可把手电筒看成一个整体
（2）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。
（3）照明子系统的要素是灯泡、导线。
（4）供电子系统的要素是电源、开关。
2．手电筒的功能
（1）手电筒的功能就是照明，取决于各个组成要素
（2）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
（1）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
（2）合理选择元器件
（四）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：
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。
（五）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：
在电动机的接头上连接小灯泡
在电动机的转轴上绕十几圈的棉线
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。
讲解：试验获得成功后，他们开始动手制作。
设计简单电路，画出电路图
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
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怎样进行优化的？
略
（六）作业：写出设计报告和系统分析，
五、教学反思：
通过案例系统设计，分析各要素之间的关系，课前充分准备玩具电动机及相关的部件，第一课时系统设计，第二课时试验和制作，针对学生的生活经验和实践不足的实际，教师及时指导学生的问题，讨论总结。
第三单元 第三节 系统的设计
（第三课时 简单系统的设计的实现—室内住宅电气系统设计）
一、学习目标
１．知识与技能
(1)学习住宅电气系统的设计,学会简单系统设计的基本方法
(2)进一步掌握系统的设计方法。
２。过程与方法
通过室内住宅电气系统的设计，分析设计中系统的基本特性，系统各要素之间的作用和联系，将这些特性考虑到设计中去, 并对系统进行优化，得出一套完整的电气装修图。
３。情感态度与价值观
（１）学会把系统思想和方法运用到系统的设计中
（２）提高学生分析问题和解决问题的能力。
二、重点、难点分析
1．重点：室内住宅电气系统设计
2．难点：如何运用系统的思想进行室内住宅电气系统设计
三、教学策略
在教学中以室内住宅电气系统的设计为事例进行简单系统的设计，确定系统设计的目的与要求，分析各要素之间的关系，根据室内照明的电线敷设的安全标准，制定设计方案，让学生讨论并进行设计，给出设计方案。通过案例把系统的思想贯穿于整个设计当中。
四、教学过程
引入：现在人们最大消费就是购房，当房子买下后，面临的就是装修问题了。在装修过程中，许多业主和装修公司都十分重视“木工活”、“瓦工活”的施工质量和效果，人们容易忽视住宅的室内电气设计，导致装潢完成后才发现有设计不合理之处，或住户对每条线路的走向一无所知，殊不知，对将来的使用影响最大的，既不是地上的砖铺得平不平，也不是墙壁上的涂料刷得是否牢固，而是室内电线、电话线、有线电视光缆的铺设是否安全合理，使用后出现了故障能不能检修，所以进行住宅室内电气线路设计很重要。
随着住户各类家用电器的逐渐增多，特别是空调、电热水器等大功率电器的使用，住宅电气设计由原来的纯照明向多功能的方向发展。为避免住户使用过程中的电气线路过载等状况的发生，运用系统的思想整体地进行电气线路的设计是非常必要的。
下面我们就对杨辉购买的一套135.6m2的三室二厅的新房室内电气线路进行系统的设计.
组织学生讨论并分析教材第89页案例: “室内住宅电气系统设计”明确室内住宅电气系统的设计从以下方面考虑
（一）系统设计的目的与要求：
1．分析室内照明的功能需求，书房、卧室、客厅、厨房、卫生间和凉台的照明要求是如何的？
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？
3．如何计算家居总用电量？
4．室内照明的电线敷设的安全标准？
5．系统设计方案及其优化：
（二）设计要求:1.用电负荷:照明用电负荷800w，娱乐用电负荷1500w，厨房用电负荷1300w，
空调用电负荷3000w。最大功率P=800w+1500w+1300w+3000w=11100w
2．照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。
（三）设计分析；
1．设计的目的方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于维修，安装规范，确保室内电气线路的安全。
2．室内配电系统由电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电器线路系统的子系统。
3．当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作。
（四）设计方案：
1．电源配电箱
电源通过住宅的专用配电箱再进入室内房间，配电箱中应有短路、过载和漏电保护，具有过负载、
过电压和漏电保护功能。每户应设置强弱电箱，配电箱内应设动作电流30MA的漏电保护器，分路经过控开后，分别控制照明，空调，插座等。控开的工作电流应与终端电器的最大工作电流相匹配，一般情况下，照明10A，插座16A，柜式空调20A，进户40-60A。
2．电路的设计
杨挥家用电负荷最大值约为11.1kw，通过安全电流11.1kw/220v=21A,电流过大各线路必须采用单独的电路回路。室内配电系统采用多回路形式，本例设计有照明回路、插座回路、空调回路，对于厨房、浴室设立单独回路。
3．导线与电器设备选择
（1）导线:为了防火、维修及安全，最好选用有长城标志的“国标” 塑料或橡胶绝缘保护层的单
股铜芯电线，线材槽载面积一般是：照明用线选用1.5平方毫米，插座用线选用2.5平方毫米，空调用线不得小于4平方毫米，接线选用绿黄双色线，接开关线(火线)用红、白、黑、紫等任一种。但在同一家装工程中用线的颜色用途应一致。
（2）电器设备：电源配电箱、电表、控制开关漏电保护开关、电源插座、开关面板、插座的选材
面板的尺寸应与预埋的接线盒的尺寸一致；表面光洁、品牌标志明显，有防伪标志和国家电工安全认证的长城标志；开关开启时手感灵活，插座稳固，铜片要有一定的厚度；面板的材料应有阻燃性和坚固性。
（五）线路布置
1．智能系统：在住宅电气线路设计中应预埋电话线、有线电视信号线、视频线、网络线，在客厅和三间睡房预埋电话线、有线电视信号线、视频线、选择其中一间睡房作为书房，预埋网络线。
2．照明回路：在睡房、客厅、饭厅、厨房、浴室、凉台室安装一个主光源吊灯，在睡房和客厅的墙
壁上安装辅助光源壁灯。
3．功能电路：厨房放置冰箱、电饭堡、电热水器，排气扇电源插座，浴室安装淋浴器、洗衣机的电源插座，睡房和客厅安装空调的电源插座，书房安装娱乐电视机、音响、电脑等的电源插座都是独立的电源回路。
4．线路布置图：
在形成了住宅的电气线路设计方案后，绘制出线路走向位置尺寸图和线路布线图，编写《电气
线路设计说明书》草拟布线图。
划线。确定线路终端插座，开关，面板的位置，在墙面标画出准确的位置和尺寸。
（2） 开槽。
（3）电源线配线
（4） 埋设暗盒及敷设PVC电线管。
（5） 穿线。
（6） 安装开关，面板，各种插座，强弱电箱和灯具。
（7） 检查。
（8） 完成电路布线图，并向住户反馈设计方案，根据住户的意见进行修正。提交设计单位备案。
5．布线要求原则：(http://bbsz./forum/detai12771732_1.html)
（1） 设计布线时，执行强电走上，弱电在下，横平竖直，避免交叉，美观实用的原则。
（2） 开槽深度应一致，一般是PVC管直径+10MM。
（3） 电源线配线时，所用导线截面积应满足用电设备的最大输出功率。一般情况，照明1.5平方，
空调挂机及插座2.5平方，柜机4.0平方，进户线10.0平方。
（4） 暗线敷设必须配阻燃PVC管。插座用SG20管，照明用SG16管。当管线长度超过15m或有两个直角弯时，应增设拉线盒。天棚上的灯具设拉线盒固定。
（5） PVC管应用管卡固定。PVC管接头均用配套接头，用PVC胶水粘牢，弯头均用弹簧弯曲。
（6） PVC管安装好后，统一穿电线，同一回路电线应穿入同一根管内，但管内总根数不应超过8根，电线总截面积（包括绝缘外皮）不应超过管内截面积的40％。
（7） 电源线与通讯线不得穿入同一根管内。
（8） 电源线及插座与电视线及插座的水平间距不应小于500mm。
（9） 电线与暖气、热水、煤气管之间的平行距离不应小于300mm，交叉距离不应小于100mm。
（10） 穿入配管导线的接头应设在接线盒内，线头要留有余量150mm，接头搭接应牢固，绝缘带包缠应均匀紧密。
（11） 安装电源插座时，面向插座的左侧应接零线（N），右侧应接相线（L），中间上方应接保护地线（PE）。保护地线为2.5平方的双色软线。
（12） 当吊灯自重在3kg及以上时，应先在顶板上安装后置埋件，然后将灯具固定在后置埋件上。严禁安装在木楔、木砖上。
（13） 连接开关、螺口灯具导线时，相线应先接开关，开关引出的相线应接在灯中心的端子上，零线应接在螺纹的端于上。
（14）导线间和导线对地间电阻必须大于0.5MΩ。
（15）电源插座底边距地宜为300mm，平开关板底边距地宜为1300mm。挂壁空调插座的高度1900MM。脱排插座高2100MM，厨房插座高950MM，挂式消毒柜1900MM，洗衣机1000MM。电视机650MM。
（16）同一室内的电源、电话、电视等插座面板应在同一水平标高上，高差应小于5mm.
（17）安装开关，面板，插座及灯具时应注意清洁，宜安排在最后一涂乳胶漆之前。
6．各房间的布线：
（1）卧室：
一般应为6支路线：包括电源线、照明线、空调线、电视馈线、电话线、电脑线。
卧室各线终端欲留：床头柜的上方欲留电源线口，还应欲留电话线口。写字台或电脑台上方应
装电源线、电视馈线、电脑线、电话线接口。照明灯光采用单头灯或吸顶灯，多头灯应加装分控器，重点是开关，采用双控开关，单联，空调线终端接口欲留。
（2）走廊、过厅：
应为2支路线：包括电源线、照明线。电源终端接口欲留1—2个。灯光应根据走廊长度、面积而定、如果较宽可安装顶灯、壁灯；如果狭窄，只能安装顶灯或透光玻璃顶，在户外内侧安装开关。
（3）厨房：
应为2支路线：包括电源线、照明线。电源线部分尤为重要，最好选用4mm2线，因为随着厨房设备的更新，目前使用如微波炉、抽油烟机、洗碗机、消毒柜、食品加工机、电烤箱、电冰箱等设备增多，所以应根据客户要求在不同部位欲留电源接口，并稍有富余，以备日后所增添的厨房设备使用，电源接口距地不得低于50cm，避免因潮湿造成短路。照明灯光的开关，最好安装在厨房门的外侧。
（4）餐厅：
应为3支路线：包括电源线、照明线、空调线。电源线尽量欲留2至3个电源接线口。灯光照明最好选用暖色光源，开关选在门内侧。空调也需按专业人员要求欲留接口。
（5）卫生间：
应为3支线路：电源线、照明线、电话线。电源线以选用4mm2线为宜。考虑电热水器、电加热器等大电流设备，电源线接口最好安装在不易受到水浸泡的部位，如在电热水器上侧，或在吊顶上侧。电加热器，目前看好的是浴霸，同时可解决照明、加热、排风等问题，浴霸开关应放在室内。而照明灯光或镜灯开关，应放在门外侧。在相对干燥的地方欲留一个电话接口，最好选在坐便器左右为宜，电话接口应注意要选用防水型的。最好在坐便器旁再安个排风扇开关。
（6）客厅：
客厅布线一般应为8支路线：包括电源线（2.5mm2铜线）照明线（2.5mm2铜线）、空调线（4mm2
铜线）、电视线（馈线）、电话线（4芯护套线）、电脑线（5类双脚线）、对讲器或门铃线（可选用4芯护套线，备用2芯）、报警线（指烟感，红外报警线，选用8芯护套线）。
客厅各线终端欲留分布：在电视柜上方欲留电源（5孔面板）、电视、电脑线终端。空调线终端欲留孔应按照空调专业安装人员测定的部位欲留空调线（16A面板）、照明线开关。单头或吸顶灯，可采用单联开关；多头吊灯，可在吊灯上安装灯光分控器，根据需要调节亮度。在沙发的边沿处欲留电话线口。在户门内侧欲留对讲器或门铃线口。在顶部欲留报警线口。客厅如果需要摆放冰箱、饮水机、加湿器等设备，根据摆放位置欲留电源口，一般情况客厅至少应留5个电源线口。
（7）书房：
应为7支线路；包括电源线、照明线、电视线、电话线、电脑线、空调线、报警线。
书房内的写字台或电脑台，在台面上方应装电源线、电脑线、电话线、电视线终端接口，从安全角
度应在写字台或电脑下方装电源插口1-2个，以备电脑配套设备电源用。照明灯光若为多头灯应增加分控器，开关可安装在书房门内侧。空调欲留口，应按专业安装人员要求欲留。报警线应在顶部欲留接线口。
（8）阳台：
应为2支线路：包括电源线、照明线。电源线终端欲留1—2个接口。照明灯光应设在不影响晾衣物的墙壁上或暗装在挡板下方，开关应装在与阳台门相联的室内，不应安装在阳台内。
7．方案实施：
布线的时候的特别要求：
强电和弱电的管槽之间距离30厘米以上，因为并排走线强电和弱电之间会有干扰。
（1）插座多装，宁滥勿缺。楼梯间一定要有插座。炉灶旁边不要设插座，有安全隐患。
（2）开关不要放在门背后等距离狭小的地方。
（3）走道里最好设计一个双控灯，这头打开，那头关闭。
（4）插头最好买带有面板的，一些长时间不用的插座不容易损坏。
（5）餐厅灯要考虑餐桌摆放的位置，否则灯不在餐桌正中。
（6）小的射灯一定要装变压器，没有变压器，灯就像随时会爆炸的小炸弹，最后的结果是永远不
（7）多买2眼的插座，3眼的电器少。
（8）有线插座要买宽频的。
（9）原有的下水管、地漏的位置最好别改变。改不好的话，最容易泛水。
（10）电工管线铺完没封槽之前，画出走线图。
（11）为了省电，请精确规划平时微弱耗电电器(如电视、DVD机、微波炉、空调，DVD机等)的插座。不拔插头都处于待机状态的DVD最好装有开关的插座面板，因为待机所耗的电在普通电表里读不出来，但分时电表会读出来。
（12）穿好线管后要把线槽里的管道封闭起来，用水泥砂浆把线盒等封装牢固，其合口要略低于墙面
5cm左右，并保持端正。走暗线时通信线不仅不能和电源线的管路一起走，并且还要保持50厘米
以上的间距，否则会产生电磁干扰。
（六）小结：
在房屋还没有完工时，导线的敷设按照用户的要求，根据电气设计的规定进行施工，隐蔽的电气线路还要在住户验收合格后才可以走线。电气线路工程完工后，由住户根据电气设计的安全性、功能性、舒适性和维修方便进行验收评价或改进。
（七）作业：画出杨辉家室内电气装修图
五、教学反思：
这个室内住宅电气系统的设计案例，对于学生来说室内住宅电气经常接触使用,但对民用建筑照明
设计规范不甚了解,事先让学生了解有关室内照明的电气元件的规格和型号和相关资料，帮助学生分析和设计电气装修。
发电机
小灯泡
齿轮组
手柄
