技术试验及其方法--教案

技术试验及其方法一、教材内容分析1.教材的地位和作用从全书编写的内容来看，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。本内容是让学生“经历观察、设想、安装、测试、调试、测量等简单的技术试验过程，学会简单的技术试验方法，理解技术试验在技术发明、技术革新中的作用，形成初步的技术试验能力”的同时，感受技术试验是一种重要的技术方法。二、教学对象分析在理、化、生的学习中，学生对科学实验已经很了解，知道科学实验目的在于甄别真伪，但对技术试验是很陌生的，甚至将两者等同起来。他们不知道技术试验目的在于选择和优先，是一种很重要的技术方法。技术试验的实施方法以及试验报告的撰写和科学实验的区别，学生并不了解。由于思维定势的影响，学生不能将技术试验和科学实验两者很好的区别开来，这成为本节内容教学上的难点。三、教学目标1、知识与技能①知道什么是技术试验；②了解技术试验的方法和分类；③使学生能从生活、学习中的案例中分析出所用的试验方法，并能根据不同的试验内容选择适当的试验方法；④明白技术试验的重要性。2、情感目标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；使学生能利用技术的相关知识分析和解决实际问题，让他们有一种成就感，增强对技术未来的信心；并积极培养学生爱国主义热情和增强民族自豪感。四、教学策略与方法情景引入，充分的利用案例，以通过航天航空为主线案例分析，观察、思考和讨论，让学生正确理解为什么要进行技术试验及掌握技术试验的分类。并设计好情景让学生体验简单的技术试验，增强学生对技术试验的认识。教学方法：体验法、讲授法、讨论法。五、教学过程：1、问题引入用问题“怎样拍掌拍得最响？”来设置情景，让学生不由自主的动手拍掌进行试验。[教师分析]拍掌拍得响不响，同学们不知道答案不能直接回答，所以同学们要拍掌来试一下，而这种尝试，可以称之为试验，怎么样拍得最响，我们用试验的方法很容易得到答案。那我们在技术领域出现的未知问题又该怎么办呢？这就是今天要和大家一起探讨的主题。引出课题技术试验及其方法。２、新课讲解[案例分析]大家都知道我们国家的载人航天的成就让我们每一个中国人感到骄傲和自豪，那么为什么只有神舟5号和6号真正的载人上天，神舟1、2、3、4号又干什么去了呢？[学生思考讨论][教师评析]一项新产品设计生产出来后，其设计是否合理，性能和质量是否符合要求，都需要通过技术试验来验证，同样的航天火箭发射也一样，我们开始不能保证我们的火箭能载人航天，所以我们分别进行了神舟１号到４号火箭的发射，这四枚火箭相对神舟５号６号而言都可以说是在进行技术试验。请同学们看下面“神舟飞船返回仓回收试验”的视频。[提问]请问这是正式的火箭发射吗？[学生思考讨论][教师评析]其实我们为了神舟５号６号的发射，并不仅仅只是发射舟1、2、3、4号来进行试验的，我们还进行“神舟飞船返回仓回收试验”这样或其它的各种技术试验很多次，这样才保证了我们的神舟５号６号的发射成功。那么到底什么是技术试验呢？[概念]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。[提问]技术试验与科学实验是不是一样的呢？[学生思考讨论][教师评析]科学实验——验证假设，形成结论。技术试验——验证方案的可行性与合理性，并实现优化。科学实验的目的在于甄别真伪，而技术试验的目的在于选择和优化。[提问]前面同学们拍掌及神舟飞船都进行了技术试验，那我们为什么要进行技术试验呢？可不可以不进行技术试验呢？[案例分析]青梅素皮试试验[提问]这个案例给了我们什么启发？[学生思考讨论][教师评析]技术试验是技术研究不可缺少的基本方法和手段，它对技术应用的实现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。我们知道了技术试验的重要性了，现在我们一起来学习一下，技术试验的分类。对技术实验，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。性能试验：通过改变所给的条件，测量试验对象的状态变化并分析其原因，明确试验对象的性能或性能故障，如：对产品的高（低）温试验、振动颠簸试验等。优化试验：对试验对象进行条件优化或条件组合。如农业中不同的品种的对比试验预测试验：通过试验，预测被试对象状态的变化及产生的后果。如：天气预测。如预测台风韦帕。信息试验：通过测量、采集、识别和处理信息来影响试验效果。如航测。[教师评析]当然对技术试验类型的划分不是绝对的，有时同样的试验，因为目的的不同，也可以从不同的类型来理解。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。下面我们来对常用的方法进行学习。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：有没有施肥水稻的对比试验。[提问]还有没有优选试验法的应用？[教师评析]优选试验法有很多。比如说我们前面讲到了神舟５号航天飞船，那我们为什么选择了杨利伟做为第一位上天的航天员啊？其实这里也用到了优选试验法，当时一定是在所有的航天员中反复的选择、比较，最后认为杨利伟最合适所以选他的对不对？下面我们来看一看宇航员的一段训练视频“航天员失重训练”。[提问]航天员为什么要进行这样的训练啊？[学生思考讨论][教师评析]因为在太空中是没有空气没有重力的，宇航员在太空时都是处于失重状态的，为了让宇航员很好的适应失重状态，所以要地球上对宇航员进行失重训练，而这种训练是模拟的太空环境来进行的，利用失重飞机完成的。它可以使宇航员感受、体验和熟悉失重环境，在失重的时间里可以做各种试验，如吃东西、喝水、穿脱衣服、闭眼与睁眼的定向运动，训练太空的出舱活动。而这种通过再现的形式来模拟现实发生情况的方法称为2、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。[案例分析]汽车碰撞试验[提问]在汽车碰撞试验中为什么要用模拟人试验呢？[学生思考讨论]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。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。鸟巢模型分析，鸟巢它设计过并不是说立刻可以建好的，为了很好的把鸟巢建好，是做了很多的模型来反复认证的。同学们前面我们看了航天员失重训练的视频，现在我们再来看看凤凰号火星探测器模拟登陆动画。[提问]这段视频是真实发生的吗？[学生思考讨论][教师评析]对，我们暂时还无法直接把火星探测器登陆的视频拍下来，可是我们可以利用计算机技术来虚拟实现，这就是我们要学习的第三个试验方法。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。除了刚才我们看到的凤凰号火星探测器模拟登陆动画外，还有虚拟人等采用了虚拟试验法。虚拟人――研究者利用来源于自然人的解剖信息和生理信息，集成虚拟的数字化人体信息资源，经计算机模拟构造出虚拟人，可以开展无法在自然人身上进行的一系列诊断与治疗研究。[提问]同学们我想大家应该都知道，要成为一个宇航员不容易，要经过层层的选拔，选拔成为宇航员后还要经过很多高强度的体能训练。宇航员的训练远比我们想象的艰苦，有些训练甚至让人难以忍受。当初苏联宇航员在一年内，要骑自行车1000公里，滑雪3000公里，越野跑步200多公里。当年美国的宇航员登月前要穿几十千克重的宇航服，在炎热的佛罗里达沙漠中，每天行走二三十千米。而今我国的宇航员也在进行高强度的训练。请问为什么他们要进行这么多高强度的训练啊？[学生思考讨论][教师评析]宇航员进行这么多高强度的训练，是为了让他们在执行太空任务时能更好适应太空的环境，并能很好的处理各种突发事件。而在技术试验中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4、强化试验法。[提问]在前面我们讲到了宇航员要进行“失重训练”。同学们失重训练的这个环境在我们地球上本来是有没有的？[教师评析]这种失重的环境实际上是我们模拟的太空环境，是不是也可以说是把太空的环境移植到了地球？而这种移植也是一种技术试验方法。5、移植试验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的方法。如橘子从长江以南移植到长江以北的种植试验。这就是一种非常典型的移植试验。[提问]同学们还知道些什么样的移植试验法的应用？[教师提示]小白鼠、普通班参加实验班的考试六、教学反思技术试验在技术活动中是必不可少的一项内容，它是技术成功与否的关键，更是发现问题、探究规律、优化技术的关键。因此，它是本书的重点内容之一。然而它对学生来说又是很陌生的。教师必须在教学中引导学生将它与他们早就熟悉的科学实验区别开来。为了打破学生对技术试验的神秘感，我用学生很熟悉的神舟飞船录像引入新课，将学生的注意力吸引到技术试验这个内容上。通过耳闻能详的袁隆平的杂交水稻试验、汽车破坏性碰撞试验、青霉素皮下注射试验、原子弹试验等等这些例子让学生理解技术试验与科学试验的区别，使学生初步理解技术试验的概念及它在技术活动中的重要性。为了提高学生的兴趣，我还增加了析因试验法，介绍了美国世贸大楼在911事件中倒坍的析因试验研究，学生果真很感兴趣。这两节课，学生的兴趣很高的，很积极地参与课堂活动。课后都认真完成了技术试验报告的写作。从学生呈上来的技术试验报告发现，绝大部分的同学是按技术试验报告的格式来完成，但还有极少部分学生受思维定势的影响，仍将试验报告写成了实验报告，还是按物理实验报告的格式来书写。这说明这部分学生的头脑里还没有完全将技术试验与科学实验区分开来。