高中通用技术苏教版 (2019)必修《技术与设计1》任务一 厘清技术与设计的相互关系教案

第三单元 系统与设计

第三节 系统设计的优化与实现（第二课时）

任务二 投石车系统的实现

一、教学目标：  

1.技术意识——通过简单系统的案例分析，引导学生理解系统的含义，帮助学生形成系统的概念，有意识的应用系统的思想去思考问题。   

2.创新设计——通过教师的引导，从新的角度去思考问题，能对教师提出的系统问题应用创新的方案进行解决。能够通过不断的测试和评价对自己的作品进行优化和改进。

3.工程思维——对于多因素的系统问题，能够分析系统的主要目标和次要目标，并为了实现主要目标而进行统筹兼顾，综合考虑各方面因素，提出解决方案。

4.图样表达——能够应用技术图样表达自己的设计方案。

5.物化能力——能够使用简答的材料将自己的设计想法变成现实中的作品或产品。

二、教学重难点:

根据优化方案重新制作投石车。

三、教学方法:  讲授、演示、小组讨论。  

四、设计思想:

1.教材分析 

本书主要是让学生通过上一节课提出的优化方案，对投石车进行重新的制作，培养学生的创新设计，然后在课后对学生的作品进行测试，或者可以结合科技节对学生的作品进行测试和评价。

2.学情分析 

通过上节课的学习，学生已经具备一定的优化意识和技术试验意识，但学生的专业知识较弱，不能建立严谨的数学模型，这就需要教师在课后对有基础的学生进行辅导，通过不断的测试和评价建立数学模型。

五、教学过程：    

导入：

在前面的学习中，老师让大家提出了优化的方案，那么这节课我们就来将优化的方案进行实践，看看优化后的方案能不能实现投石车的功能。

新课:  

1. 教师对投石车的制作提出三个问题：

（1）            如何实现最大的投射距离

引导学生建立投石车的数学模型，利用数学和物理知识分析投石车，并在课后的测试中逐渐建立关于投石车的数学模型。

（2）            如何保证投射距离的同时，保证结构的稳定性和强度

投石车的支架和底座，需要保证结构的稳度和强度，这与投石车的杠杆，在一定程度上是相互制约的，如何平衡三者之间的关系，需要引导学生去思考和测试。

（3）            如何设计触发机构

投石车的触发机构是一个加分点也是考验学生创新设计的关键点，学生需要从案例中和生活中得到启发，思考如何高效地进行触发。

2. 回忆系统优化的过程和方法：

系统的优化－－－是指在给定的条件(或约束条件)下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化(或最小化)。

3. 学生对投石车进行设计和制作

课堂小结：

（一）            投石车设计的要点

（二）            系统优化的过程和方法