2019-2020年高二通用技术-第3-4章考点和知识点教案.doc
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1、2019-2020年高二通用技术 第3-4章考点和知识点教案一、 系统的结构1、系统:由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。2、构成系统的必备三个条件:a、至少要有两个或两个以上的要素(部分)。b、要素(部分)之间相互联系、相互作用,按照一定方式形成一个整体。C、整体具备的功能是各个要素(部分)的功能所没有的。3、对于较大、较复杂系统,根据一定标准可划分若干子系统。(子系统同样符合系统的基本特性,同样具备三个必备条件)4、系统的基本特性整体性:系统最基本的特性,也是观察和分析系统的最基本的思想和方法。系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能和。(
2、系统必备条件3)相关性:组成各个要素之间或系统针体与部分之间的相互作用、相互联系。从相关性出发,处理好系统各方面的关系,才能事半功倍,高质高效。(系统必备条件2)目的性:系统具有某种目的,实现一定功能是区别不同系统的标志。动态性:运用系统动态的观点,有助于预测系统的将来,掌握系统发展的规律。环境适应性:系统只有具备对环境的适应能力,才能保持和恢复系统原有的特性,才能发挥自身作用,实现可持续发展。二、 系统的分析1、 系统分析:运用科学的方法对系统进行分析、比较、试验,从而拟定一套经济有效的处理程序,或对原有系统提出改进方案的过程。决策包括经验决策和科学决策,系统分析是一种科学决策的方法。2、
3、系统分析的一般步骤:A、明确所要研究的问题的性质和范围,设立所要达到的目标,明确约束条件 B、收集相关资料,制定解决问题的各种方案,预计可能产生的各种结果。C、对各子系统进行分析,对资料和数据作必要的计算,再进行系统的整体分析,将各种方案进行评价比较,选择最佳方案。D、检验核实,作出决策。3、系统分析的主要原则A、整体性原则:(结合系统的必备条件和系统的基本性质理解,能够结合案例说明针体性原则在系统分析中的重要性)例79页马上行动B、科学性原则:运用科学方法和数学工具进行定量分析。(优选法是快速找到最佳方案的科学方法:黄金分割、对分等)C、综合性原则:综合分析,统筹兼顾,不可顾此失彼,因小失大
4、。4、系统优化:在给定约束条件下,根据系统优化目标,采取一定方法和手段,使系统的目标值达到最优。数学模型是系统优化中常用的一种方法(将现实中的原型抽象成数学语言分析求解)。三、 系统的设计(对简单案例进行设计)1、 明确系统设计的目的与要求(根据目的主次罗列)2、 对系统进行设计分析(参看系统分析的一般步骤的A、B、C)3、 制定系统设计方案(优化选择系统方案并检验实施。参看系统分析的一般步骤的D)控制与设计一、 控制的手段与应用1、控制:人们按照自己的意愿或目的,通过一定手段,使事物向期待的目标发展。2、控制手段:(根据案例分析控制手段)A、 手动(人工)控制:人直接全程干预下进行的B、自动
5、控制:无人直接参与(机械控制、气动控制、液压控制、电子控制等)二、 控制系统的工作过程与方式1、 控制系统:实现控制的若干环节构成的系统(符合系统的基本条件和性质)2、 开环控制系统:控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响(根据案例分析出对应项) 控制量输入量控制器 执行器 被控对象 输出量3、 闭环控制系统:控制系统把输出量返回到输入端与给定值比较构成一条闭合回路(根据案例分析出对应项)给定量 控制器 执行器 被控对象 被控量 检测装置三、 闭环控制系统的干扰与反馈1、 干扰因素:控制系统中,除输入量以外,引起被控量变化的各种因素。干扰因素可一个也可几个。(根据控制案例分析干扰因素,能够
6、举克服干扰的例子和利用干扰的例子)2、 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。3、 反馈法: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。 (根据案例分析输入、输出及检测装置)4、 功能模拟法:以功能和行为的相似性为基础,用“模型”模拟“原型”的功能和行为的方法。5、 黑箱方法:把将要研究的系统作为黑箱,通过对系统输入与输出的关系研究,进而推断出系统内部结构及其功能的方法。6、 闭环系统的工作过程:(根据案例分析,画出闭环控制系统工作方框图。例112页)7、 开环系统与闭环系统的比较(控制系统设计方案制
7、定思路)开环系统控制精度较低,结构简单,适于控制精度要求不高而系统本身的元件比较稳定的场合。闭环系统控制精度高,但控制系统的设计比较麻烦,结构相对复杂,构成控制系统的成本较高。适用于要求高精度和高可靠性的场合。四、 控制系统的设计与实施(与系统设计比较着理解)1、明确系统设计的目的与要求(根据目的主次罗列)同2、对系统进行设计分析(A、明确被控对象是什么?B、被控对象有哪些特征。C、被控量和控制量分别是什么?D、外界主要干扰因素有哪些?E、选择怎样的设计方案既能达到目的,由经济、易于实现。F、如何选择设备和零件)不同3、制定系统设计方案(A、根据对控制精度的要求和条件的可行性选择开环或闭环。B
8、、方案构思,画系统方框图。C、设计并优化选择系统方案并检验实施。)不同24 2019-2020年高二通用技术 第一单元第二节“稳固结构探析”教学设计 苏教版必修2【教材版本】通用技术必修2技术与设计2(江苏教育出版社)【设计理念】根据新课程理念,培养学生的技术素养,培养他们自主探究精神,因此教师在教学中应该突出学生的主体地位,教师则在学生需要之时给予适当的帮助。秉承着这样的教学思想,在教学中采取合作探究的教学方式,通过小试验验证和探索,结合案例分析,激发学生探究热情,促进学生理解掌握相关知识。强调学生的直接经验和亲身经历,通过“做中学”的方式,以学生的亲历情境,亲手操作,亲身体验为基础,在做中
9、发现问题,学习知识。【教材分析】1、教材地位作用分析本单元内容属于技术与设计2 的第一个主题,该单元总的设计思路是:认识结构探析结构设计结构欣赏结构,“结构”和“设计”共同构成本单元两个核心概念。而结构的稳固性又是结构的重要性质之一,结构体现了空间的概念。因此,本节内容在结构与设计中起到举足轻重的作用。教材通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的稳固性、探究影响结构稳定性的主要因素。这样不仅可以使学生对结构的基本概念有更深的认识,而且也为以后结构的设计等奠定了良好基础。2、教材内容分析让学生通过技术试验,学会分析影响结构的稳定性和强度的因素,教师应注意在技术试验中对学
10、生引导。本节讲述了结构的两大重要性质:结构稳定性和结构强度,以及结构与功能的关系。教材先从实例出发,分析影响结构的稳定行的主要因素,再从结构的形状、材料、连接等方面,分析影响结构的强度的主要因素,并简单分析了结构与功能的关系。【学情分析】1、原有认知发展分析处在高中阶段的学生具有了一定的认识事物的能力,他们具备了细致的观察能力、归纳、推演的能力,初步具有了探究现象背后本质规律的能力。能够通过试验手段认识事物的能力。2、原有知识结构分析在本课时之前,学生已经学习过了常见结构的基本知识。学生已经初步明白了“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。和构件的五种基本受力形式,通过有趣的小试验
11、,强化对不同类型结构的特点的理解。所以本课时是在第一节认识结构的基础上,具体对结构的两个重要性质:稳定性和强度做详细分析。同时,学生在物理课上已经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,可以说物理的力学知识和上节课常见结构的基本知识为本课时做好了知识的准备。此外,学科试实验(物理、化学、生物)的方法也为学生开展学习奠定了基础。【教学资源】本节课的教学在技术多媒体教室完成。通过试验,幻灯片呈现诸多的图片、实物,借以加深学生对本节知识的掌握。【主要教学方法】讲授教学法 探究式教学法【所需课时】3课时【第一课时教学目标】1、知识与技能理解结构的稳定性/与强度/的含义。2、过程与方法通过
12、讲授、试验、分析总结出影响结构稳定性的几个主要因素,并写出试验报告。理解结构与功能的关系。3、情感、态度与价值观通过分析讨论等方法得出结论,激发学生结构探究兴趣和欲望,培养学生探究的思想和意识,培养学生的观察、思维能力,主动参与意识,体验学习乐趣、渗透安全教育。【第一课时重点难点】1、教学重点影响结构稳定性的因素。2、教学难点(1)用实验方法探求影响结构稳定性的因素及其应用。(2)分析影响结构稳定性因素。【第一课时教学过程】序号内容教师活动学生活动备注1导入【想一想】我们经常会几个人一起坐在长凳子上,当其他人站起来离开凳子时,坐在最边上的人一不小心就会摔倒。这里到底蕴涵着什么样的技术知识呢?这
13、是一个稳定性的问题。同样,我们所研究的结构也具有稳定性问题。通过这节可的学习我们就会有所感悟了。【试一试】创新意识培养,老师拿一熟鸡蛋,请学生让它站起来。方法一:当从侧面让它旋转起来时,它就会竖直地站立起来,生鸡蛋是不成的,里面的蛋清、蛋黄等液态的东西由于惯性,不随外壳一起转,所以这就成为鉴别生鸡蛋和熟鸡蛋的方法。方法二:轻轻一敲,那稍微碎了一点壳的蛋就稳稳地立在桌上,讲的是脑筋急转弯,是个逻辑问题,因为大家下意识的前提是鸡蛋不能损坏,这也是创新意识,要打破传统凝固思维。引出问题:静止状态下,到底什么样的结构是稳定的,什么样的结构又是不稳定的?学生思考参与(设计意图:1、以活动形式开始上课容易
14、使学生迅速集中注意力;2、活动过程结果有助于结构稳定性概念的理解;3、在后面的知识拓展环节将会要求学生依据本节课所学知识,对活动中如何获胜进行分析)4分钟1基础知识复习通过上一节课的学习,我们知道,结构是指事物的各组成部分之间的有序搭配和排列。从力学角度来说,结构又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。 【观看体会】展示07年我国发生了几起台风,台风过后的一些录象、图片给了我们很大的震撼。如果我们的建筑物更加稳定、更加坚固,就可以在很大程度上减少台风等给我们带来的危害。那么结构的稳定性指的是什么?又受那些因素的影响呢?带着问题观看看后思考4分钟21稳定性含义解析什么是
15、结构的稳定性? 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。它是结构的重要性质之一。2分钟22影响结构稳定性的因素探求【实验探究】重心的影响不倒翁试验第一步:在不倒翁脖子上逐个放置铁环,并记录每个铁环放置后不倒翁的稳定状况。第二步:直到不到翁不能恢复原有的平衡位置,记录此时铁环个数。第三步:比较在增加铁环前和增加后不倒翁各方面的参数增加铁环前增加铁环后外观形态没变没有改变质量小大重心高低是否稳定稳定不稳定讨论稳定性影响的因素:质量?还是重心?【设计实验证明】引导:实验材料,铁环,不倒翁,橡皮泥。【结论总结】重心的高低影响结构的稳定性。重心越低,稳定性越好;重心越高,稳定性越
16、差。【链接生活】思考:落地扇为什么不易倾倒?分析:落地扇的底座采用较重的材料,风扇比底座轻很多,使落地扇的重心降低。 学生分组合作,实验操作并记录设计拓展试验,完成,展示,并得出结论7分钟22影响结构稳定性的因素探求【实验探究】支撑面积的影响试验:(稳定性与支撑面的关系)1、将A、B两瓶矿泉水瓶(少量水)一正一倒放置课桌台上,打开风扇。学生观察哪个先倒,为什么?B瓶倒(直觉经验)2、屏幕显示大坝的图片思考:为什么大坝的横截面总是建成梯形?大坝需要承受很大的力,如自身的重力,水的冲击力、压力等等,要起到防洪的作用,大坝必须非常稳固。大坝建成梯形,增大了与地面接触所形成的支撑面,支撑面越大越坚实,
17、稳定性就越好。图片展示:支撑面 接触面,两者不同【试验结论总结】结构与地面接触所形成的支撑面的大小影响结构的稳定性。支撑面越大越稳定,越小越不稳定。【链接生活】请同学们想一想生活中有哪些事例是运用增大支撑面积来增加稳定性的?例如:相机三脚架课桌椅思考:为什么许多课桌椅的支撑脚要做成往外倾斜?分析:课桌椅的支撑脚做成往外倾斜是为了进一步增大与地面接触所形成的支撑面积,增加稳定性观察思考7分钟22影响结构稳定性的因素探求【实验探究】形状的影响怎样让一本书更好地直立在桌面上?分析:同样的一本书,把它的下端各书页展开一定的角度,仍旧将它直立在桌面上,它就能很好的挺立住。A字形梯为什么载人时能够保持稳定
18、?如果没有梯子中间的拉杆将会怎么样?师:分析,一般情况下,梯子打开的时候,梯面与地面组成三角形,梯子本身就能站得稳。当连接两个梯面的横杆拉直时,两个梯面的上半部分就与横杆构成了稳定的三角形,这就进一步加强了梯子的稳定性,保证梯子能承受人体的压力。如果没有梯子中间的拉杆,载人时就不能保持稳定。师:通过上面的分析,我们知道,结构的稳定性与它的几何形状有关。【结论总结】结构或构件的形状影响其稳定性。【链接生活】(三角形稳定性的应用):建筑中广泛运用了三角形的稳定性。房子、桥梁的桁架大多都是由多个三角形构成的;钢架结构的十字梁同样是运用这一原理,在四边形的框架中用两条杆件作对角线,形成多个三角形,既节
19、省了材料,减轻了结构的质量,又有效地加强了结构的强度和稳定性。十字钢梁也是建筑中常用的构件,如在高压输电的铁塔、悬索桥的塔架,以及摩天大楼钢架结构中都被普遍地采用。思考,并解释原因思考回答联系生活作出回答5分钟22影响结构稳定性的因素探求【思考】(1)重心和支撑面关系屏幕显示比萨斜塔的图片,比萨斜塔为什么不倒塌?(简单介绍比萨斜塔。) 能用我们刚学过的知识加以解释吗?【分析】长方体重心的垂线位置与稳定性示意图比萨斜塔不倒的原因是它的重心所在点的垂线落在塔的底面的范围内。当塔倾斜到一定程度,重心的垂线不再落在塔的底面时,塔就会倾倒。【得出结论】对于一个结构体而言,如果重心所在点的垂线落在结构底面
20、的范围内,就是稳定的,不会出现倾倒。(2)动态平衡现象一:鸡蛋的当从侧面让它旋转起来时,它就会竖直地站立起来现象二:硬币的旋转现象三:陀螺现象四:行驶中的自行车学生各抒己见列举生活中动态平衡的示例7分钟2实践应用利用结构稳定性分析:在开始上课的小活动中如何取胜?降低重心,两脚分开(支撑面扩大)或改变两脚站立姿势(改变结构形状)(设计意图:知道了结构稳定性影响因素后,应用于解决分析实际问题,将知识转化为能力)尝试回答2分钟3综合案例分析探究步骤:引入:生活中,我们经常会遇到需要爬梯子的情况,爬的越高我们就越是害怕。这是为什么呢?我们今天从技术的角度来分析其中的道理。第一步:根据搭建步骤1-5,与
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