通用技术必修一技术试验及其方法教学设计

技术与设计1     第二章   技术世界中的设计

第三节   技术试验及其方法

课    时： 1课时

一、教学目标

1. 知识与技能目标

（1）了解技术试验的重要性。
（2）了解技术试验的方法。

（3）能进行简单的技术试验，并写出试验报告。

2. 过程与方法目标

通过引导、体验、协作等教学过程，让学生明白技术试验往往会经历一个曲折的过程。
3. 情感态度和价值观目标

（1）增强学生的民族自豪感；

（2）培养学生严谨的科学态度；

二、教学重点

能进行简单的技术试验。

三、教学难点

了解技术试验的方法。

四、教学方法

游戏法、讲授法、讨论法、体验法。

五、设计思想

1. 教材分析

本节是全书的重点内容之一，是真正学习如何设计之前的铺垫，属于设计进行和完成阶段伴随设计并检验设计的一项必不可少的环节。

本节通过案例引出技术试验的定义，再通过反面案例说明技术试验的重要性，并介绍了几种常用的技术试验方法，然后亲自动手进行简单的技术试验。

    2. 学情分析

高中生对于技术试验在认识上是模糊不清的，对技术试验的实施方法以及试验报告的撰写也不是很了解，但是生活当中应该亲身经历过很多技术试验的例子，因此可引导学生自主分析和总结。

3. 教学建议

技术试验不同于科学实验，对于这部分不太熟悉的知识需要举案例分析引导。最好让学生自己动手进行试验，初步掌握简单技术试验的方法和试验报告的写作。
六、教学准备

在多媒体教室内进行；准备所需的试验器材。

七、教学过程

请大家思考：怎样拍巴掌，才能拍得最响？动手试一试。
     我们通过拍手这个实践活动，很容易得到答案。在发明创造时，遇到了未知问题，又该怎么办呢？这就是我们今天要探讨的内容，即第三节《技术试验及其方法》。三个学习目标，大家齐读。

     在解决第一个目标之前，我们得搞清楚：什么是技术试验？
    1.技术试验：通常是指技术活动中为了某种目的所进行的尝试、检验等探索性实践活动。   

解释涵义：是在技术活动中而不是在科学活动中。技术活动和科学活动区别是什么？技术活动是发明过程，科学活动是发现过程。发现自然界有青霉菌，这是科学活动还是技术活动？把青霉菌提炼成青霉素，然后注射到人体内治病，属于科学活动还是技术活动？为什么说技术试验是探索性实践活动？因为发明创造，对于人类或者说对于发明者而言，往往是第一次做，是自然界中原本没有的东西或方法，所以是尝试，是探索性的。
   我们经常做物理实验、化学实验。请思考：物理实验和技术试验有什么区别？首先，注意两个词的读音、写法不一样；其次，物理实验，是对科学规律的实际验证，验证规律到底是对还是错的。技术试验往往是初次尝试，目的在于选择和优化产品。从今以后，这两个词就不能再混用了。
    完成P36“讨论”第二题:  你在日常生活中接触过技术试验吗？  青霉素皮试做过了没有？这是技术试验还是化学实验？植物嫁亲眼接见过没有？沙湾县大泉乡的牛奶西瓜，听说过吧！那个西瓜之所以大，是因为把西瓜苗嫁接到葫芦苗上，葫芦苗根系发达，至于浇灌牛奶很可能是商家的噱头（吆喝）。上述两个例子都是我们身边的。你们还听说过哪些技术试验？（新药研发给猴子吃试验、大桥通车试验、防弹背心击穿测试试验、橡皮筋弹性试验等。）

 讨论：为什么要进行技术试验？先让我们重温一下，辉煌的历史时刻吧！请看投影，这是——神舟一号，这是神舟二号，这是神舟三号，这是神舟四号，这是神舟五号。请大家牢牢记住——神舟五号吧，因为它载着我们的航天英雄，谁？（杨利伟）大家思考：为什么神舟5号才载人上天，神舟1、2、3、4号为什么不载人呢？
    说得好！我们开始不能保证宇航员的安全，所以我们分别进行了神舟１号到４号飞船的发射试验。  刚才我们以神舟飞船为例讲了做技术试验可以让危险降低。请大家快速阅读37页的[案例分析]——阿什塔比拉河桥的垮塌。这个案例给了我们什么启发？（直接原因是有一个气泡，人为原因是设计师轻视技术试验、没有做技术实验而造成严重事故。）

通过正反两个案例总结就得出结论：技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，它对技术应用起到了有力的保障作用。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最低。所以无论什么产品，大到航天飞机，小到生活用品都要进行一系列的试验,来检验你的设计是否合理。

完成p37“马上行动”：1.李宁要检测小凳的承重力，在上面逐渐加重物，把压垮前的最后一次记录，作为小凳的承重力，你认为李宁的检验方法合理吗？（看清题目，是逐渐加重物，一点一点地加，应该是合理的。）待会，我们测试纸张的承重力就是用这种办法。
    第二题：李宁要检测小凳的稳定性，在小凳上装挡风屏障，然后用风扇吹，这样检测稳定性，合理吗？（这个挡风屏障对小凳的影响太大了，即使很稳定的小凳，加上屏障也不稳了，所以这样测试不合理。）

   完成教材p38 插图，这些是具体测试材料性能的一些示意图，大家看一看。第一幅图，拉断力测试，测试多大的力把易拉罐拉开。现实生活中该结实的不结实，不该结实的死结实，就是因为没有进行拉断力测试。过年我家买了一种糖，手撕不开，还得找剪刀，特别麻烦；第二幅图，延伸拉力测试，测试橡皮筋延长的极限。

 2、进行目标2：了解技术试验的方法

在技术发展的漫长过程中，人类总结了许多技术试验的方法。这些方法有着各自的特点，也有着各自的适用范围。下面我选择一些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。书上的定义非常严谨，但不好理解。实际上，我们经常在用优选法，怎样挑选优秀学生？卷子一发，比分数。看投影，袁隆平如何挑选水稻的？一亩地水稻杂交，一亩地水稻不杂交，测哪个产量高。这个过程就是优选试验法。  杨利伟，在飞天之前，也进行了优选——当时有5名宇航员，进行了反复的比较，当时杨利伟心理素质最稳定，最后就选他。
   (2)模拟试验法：分两种，第一种 模拟现实情况来试验的方法。如汽车碰撞试验，我们不可能用真人，进行汽车碰撞试验，只能模拟。来看一段视频。还有一种模拟法，就是通过模型来试验。例如大型建筑的设计，不可能——去建设一个一样大小的鸟巢体育馆进行测试，完了再建一个。

（3）虚拟试验法：请看投影，这是一个什么东西？美国的勇气号火星探测器。然而这张图片不是真实场面拍摄的，是怎么得来的呢？是利用计算机虚拟出来的，这就是我们要学习的第三个试验方法——虚拟试验法。虚拟试验法最大的特征就是利用计算机——对现实中无法进行或者不允许进行的项目来试验。虚拟试验方法有什么优点呢？（可以大大缩短研制周期与研制成本等等）插个题外话，朝鲜进行了地下核试验，受到了全世界的谴责！可是我要问的是，其它核大国真的停止了核试验吗？这些国家利用已经取得的数据，用计算机虚拟核试验。由此我也感叹：没有绝对的公平！现实世界仍是强者主宰的世界！

（4）强化试验法。什么是强化作用呢？对试验对象高温、高压、低温、低压等等进行极限测试。请看投影，通过高温、高湿度、盐水、搓板路来测试汽车各项性能的极限，就是强化试验法。当然这个极限也是有限度的，我对汽车进行一千度高温测试有没有现实意义？现实中的地面温度最高可能就是七八十度，你测试一千度到哪儿去用呢？测试鞋子的耐磨试验、测试凳子的耐压极限、测试灯泡的寿命极限，都可用强化试验法。

请看投影，这个渔民一看大连人养海参发财了，大连在哪儿？就直接往福建引进大批海参苗，合适吗？福建在哪儿？最后是血本无归。渔民正确的做法先要试验，也就是我们要学的

（5）移植试验法 ：把一种生物移到另外一个地方，把器官移到另外一个生物体上而进行的试验。例如皮肤的移植，农作物的嫁接，果树从南方移到北方的试验法，都叫移植试验法。

   我再把这五种试验法区别一下：优选法，就是挑好的；模拟法，就是模拟现实情况或者用模型代替；虚拟法，就是用计算机；强化法，就是对试验对象加强作用，测试极限；移植法，关键就是移植。大家把这五个试验法再背一遍。

具体试验的时候，我们要会选择试验方法。请大家把书翻到p40，看 “马上行动”，是个连线题。测试椅子的稳定性用哪种方法？测试椅子的舒适度用哪种方法？测试椅子的结构强度用哪种方法？

3.目标3：怎样进行技术试验，并写出报告。

在技术的征途中，我们要记住这两个伟人。原子弹之父是谁？这是火箭之父——钱学森。没有他们，就没有我们现在的大国地位！

下面，我们通过《纸张的结构造型与强度的关系》这个小试验，来体验一下怎样做技术试验。怎样做呢？两个木块作为支架，内距为15厘米，统一，否则大家的数据相互间就没有可比性。然后放上一张平板纸，测出最大承重力；再放一张折扇纸，大家看清楚这样放，测出最大承重力；再放一张圆筒纸，测出最大承重力。平放在上面，然后加砝码，压垮前的最后一次记录为最大承受的重力；强调一下：及时做好试验记录。

下面我们开始写试验报告，跟物理实验报告写法相似。

【试验名称】：《纸张的结构造型与强度的关系》

【试验器材】：

【试验目的】：

【试验过程】：

【试验记录】：

【试验总结】：哪种造型强度最大？哪种造型强度最小？

八、教学反思：

   尽可能多给一些动手试验的时间。