落地式立体衣帽架的设计与制作

《技术与设计2学生活动手册》教师参考版权属浙江省教育厅教研室活动二落地式立体衣帽架的设计与制作浙江师范大学附属中学何威年老师提供一、本活动说明通过前面有关结构知识的学习，同学们已经初步具备了简单结构的设计能力，所以我们安排学生开展本次活动。教材中原有的“简易相片架的设计”由于已经有了参考答案，所以并不适合学生开展设计，应该作为例题来使用更加恰当。因此我们建议用“落地式立体衣帽架”来代替。这个作品不仅能体现结构设计中稳定性和强度这两个重要因素，而且方案多、可供选择的材料也比较多。本次活动建议分两部分完成，其中落地式立体衣帽架方案的设计、修改和确定为第一部分，模型的制作为第二部分。第一部分内容建议在学习完“结构设计应考虑的主要因素”这节内容时来进行，让学生参考课本的设计案例，在课堂内分小组讨论完成。初次设计的时间为15分钟，如果课时紧张的话，讨论、修改并且确定的过程可让学生在课后完成。第二部分的模型制作和测试建议使用完整的一节课时间来完成。二、教学建议1.活动的导入可以用教材中的相片架作为案例，也可以使用其他作品。建议教师使用自己设计并制作的简单作品，这样更能激发学生的活动兴趣。2.活动所需要的工具为剪刀、美工刀、刻度尺、螺丝刀、尖嘴钳、钢丝钳、手锤、木工锉、木工锯、手摇钻，这些工具都在浙江省高中通用技术教学器材配备目录中，每个活动小组分配一套。活动中所使用的材料主要有五夹板、钢丝、杉木木档、空饮料瓶、挂钩、大号透明胶带纸、玻璃绳、各种规格的普通螺钉和铁钉等等。虽然这些材料都非常容易找到，但是由于上通用技术课的班级和学生非常多，教师自己准备的难度太大。所以建议除三夹板和一些木档、木条外，其余材料可以让学生自己准备。3.开始设计前，让学生认真思考设计要求，教师可以提示学生使用日常生活中常见的产品作为材料来使用，例如脸盆、夹子、衣架凳子等等。提示：如果没有条件进行衣帽架模型制作的，可以制作1：4的缩小模型来代替，用4块湿毛巾来代替校服进行试验。4.活动提示3是关于立体衣帽架的设计分析。参考答案：（A）—落地式立体衣帽架是为了放置使用过未清洗的或者使用频率最高的衣服、围巾、帽子等物件。它与普通衣柜最大的不同就是取、放都比较方便。落地式立体衣帽架在设计和制作前应该充分考虑前面讲过的关于结构稳定性和强度的知识，所以这里建议让学生再次回忆影响结构稳定性和强度的主要因素。影响结构稳定性的因素有：建筑模型的重心位置、结构与地面所形成的支撑面的大小、结构的形状。影响结构强度的因素有：建筑模型所使用的材料、结构的形状、各构件之间的连接方式。对于落地式立体衣帽架，最基本的要求就是可以挂4件校服，而且整个结构保持稳定，各个构件和构件之间的连接没有被破坏。（B）—本次活动学生会使用的常见材料有两类。一类是衣帽架的主体支撑结构，一般会使用竹、木料、金属、塑料或者泡沫；另一类是衣帽架中用来悬挂衣物的结构，一般会使用钢丝、绳子、挂钩、钉子、木条或者夹子等等。根据学生使用的材料，让学生自行分析这《技术与设计2学生活动手册》教师参考版权属浙江省教育厅教研室些材料的特点和用于制作时的优缺点。例如木板：材料取得的途径较多，价格便宜，容易加工，表面美化处理容易；但是易发霉、虫蛀，使用寿命短，材料强度一般。金属：材料强度大，金属结构使用寿命长，较美观；但是价格较高，难以加工。……绳子：购买方便，价格便宜，结构形式多样，处理方便；但是强度小，悬挂衣物不便。挂钩（超市中可以购买到的）：购买方便，样式多样、美观，加工简单，悬挂衣物方便；但是挂钩可以承受的重量相对比较小。……5.设计方案的呈现应注意达到如下要求：（1）结构对称性、垂直度要好；（2）在结构的强度和稳定性上达到较高要求；（3）结构有创新，新颖。（4）尽量使用家里已有的或者容易取得的废旧物品作为使用材料。（4）外形尽可能进行一定程度的美观。提示：设计说明的书写形式可以参考教材“简易相片架的设计”的案例。6.在学生分小组进行模型制作的时候，教师应巡视教室，观察各小组的活动情况并提供相应的指导。提示：落地式立体衣帽架模型的制作除结构稳固、外观美观外，教师还应重点关注——模型与设计方案的是否具有一致性；学生使用工具是否安全、正确、合理；功能、结构或者材料是否有创新；制作工艺是否精良（连接稳固、表面光洁）。7.模型制作完成后，教师让同学们将校服一件件挂到衣帽架的结构模型上去，以测试结构的功能、强度和稳定性是否满足要求。本次所完成的结构模型不必进行具体和细致的评价，作品达到基本的需求即可。本次活动的主要目的是让学生了解结构稳固性设计的重要性，增加学生动手能力的训练。8.测试结束后，让学生结合刚才的测试结果，完成问题讨论的两个题目。（1）一般的结构设计应该考虑的主要因素有哪些？以本次活动所要求设计的结构为例，应该侧重哪些因素？参考答案：针对一般的结构设计——功能、安全、寿命、成本、美观、强度、稳定性、重量、维修、清洗、使用习惯、人机关系等。针对落地式立体衣帽架应侧重——安全（不损坏衣物、不伤害使用者）、功能（可以比较方便的放、取4件以上的校服）、强度（悬挂结构不脱落、不破坏）、稳定性（整个结构始终保持稳定，不倾斜或者翻倒）。（2）如果本小组作品没有达到设计要求，试分析在结构稳固性的设计上存在的问题。参考答案：一般会有两种常见的情况发生。一种是悬挂结构出现问题，一般是因为结构的连接处强《技术与设计2学生活动手册》教师参考版权属浙江省教育厅教研室度不够。可以更换悬挂结构的材料或者对连接处进行必要的加固。另一种结构的稳定性不足，整个倾斜甚至翻倒；又或者挂2件、4件衣服可以，但是挂1件或者3件衣服就不行。遇到这种情况，可以增加结构底部的支撑面；还可以通过增加整体或者底部的重量，来降低重心的位置，以达到更好的稳定性。三、补充资料浙江省嘉兴三中的徐桑丹老师有一份完整的项目设计测评报告可以提供老师借鉴。网址：可以给出部分上次省级培训中教师自己制作的作品图片。《技术与设计2学生活动手册》教师参考版权属浙江省教育厅教研室活动三用筷子支撑铅球长兴三中费根法老师、安吉孝丰高级中学顾翔立老师提供一、本活动说明本活动是配合《技术与设计2》结构与设计单元第三节简单结构的设计所开发，本节教学的目标是让学生熟悉设计一个简单结构应考虑的主要因素，能对一个简单对象进行结构设计，并绘制设计草图，做出模型或或原型。“用筷子支撑铅球”的制作活动设置的目的就是让学生通过用筷子支撑铅球的制作，掌握设计的一般过程，进一步理解结构稳定性和强度的相关概念，理解结构与功能的关系。以提高学生的设计能力，动手实践能力，养成负责、进取的良好品质。本活动时间约需45分钟，可以用在学生学习简单结构的设计之后按照《活动手册》中的“活动”提示一步步进行活动。为提高活动的质量和效率，活动可分二部分进行，在第三单元第一课时结束时布置该活动，由学生利用课余时间进行设计分析和制定设计方案和画出草图，在上第三课时时让学生动手制作、试验。二、教学建议1、器材准备。应选用木质方便筷以便于用钉子连接，并尽量选用质量好一点的，直径粗一点的，不要选有伤痕的方便木筷。为了富于挑战、便于测评，筷子的数量以四根为限，要充分利用截下来的部分，作为连接用。2、活动提示3设计分析A。建议每位学生都有自己的设计分析。为了解决设计分析中的支撑面小稳定性不够，支撑面大支架侧面会产生较大的压力，在活动中可提示学生用多种方法解决，如：一是把支架做成锥体的，上小下大可增加稳定性。二是把支架支撑面做大一点，在连接时靠近铅球处进行连接，在支架的中部再连接住，以增加支架侧面的强度。三是因为筷子的截面是矩形的，如做成三条立柱的用钉子无法连接，可改用四根立柱的便于制作。3、活动提示3。其中的填空可以让学生讨论后再结合上过的结构的强度和稳定性的知识进行填空。参考答案：1）你认为支撑铅球的结构的稳定性与支架的重心位置、支架与地面所开成的支撑面大小等因素有关。2）你准备如何解决支撑铅球的结构的稳定性与强度的问题（1）尽量降低支架的高度（保证不低于10cm），（2）选取材质好一点、直径粗一点、无伤痕的方便木筷，（3）尽量增加支架与地面接触的面积，（4）支架的形状和连接方式要稳定牢固，可在支架的对角之间增加一根连接，使支架稳定。4、活动提示3C。同学们在上面设计分析的基础上，可用草图画出方案图并标上尺寸，建议每位学生都画出自己的草图。5、制作过程A。设计图完成后，让学生按照图纸开始制作支架。提示：1、两个同学合作完成一个支架的方式比较好，因为材料来源容易，增加学生的动手机会（选择一个方案好的进行制作）。2、要提醒学生制作的流程要合理。6、制作过程B写出制作的步骤。让学生事先要考虑好制作的流程，怎样又快又好、又便于制作。在制作时把步骤记下来，归纳整理后填到空格中去。《技术与设计2学生活动手册》教师参考版权属浙江省教育厅教研室7、试验过程。提示：1）为了安全起见，试验时把支架放在地面上进行，以免在桌上试验时不慎跌落造成事故。2）试验稳定性和载重性时可分别进行。（1）稳定性试验：把3公斤的铅球放在支架上，看是否支撑住，在支撑的情况下，用电风扇吹，从低档开始到高档，如不倒说明稳定性较好。（2）载重性试验：放上3公斤的铅球能住，可换4公斤的，逐渐加大重量，说明载重性较好。3）试验中要叫学生养成随时记录的习惯，在记录的基础上经整理、归纳写出试验报告。4）试验结束后教师可选出几个稳定性和载重性都比较好的支架进行讲评，使每位同学都能在试验进程中得到提高。8、问题讨论。对达不到设计要求的，也要组织同学进行讨论，找出原因，提出改进的意见，使学生在制作的过程中、在失败到成功的过程中，发展动手实践能力，解决问题的能力，培养学生不屈不挠的意志品质。9、教师在学生完成制作和试验后要及时评价，根据“项目测评”要求进行客观的评价，并纪录存档，是学年总评的依据。三、补充资料上海东方明珠塔的结构成锥型结构，保证上面的球型建筑的稳定。（参见图片）《技术与设计2学生活动手册教师参考》编写要求活动四路口信号灯工作流程的设计浙江师范大学附属中学何威年老师提供一、本活动说明流程的设计对于指导人们的生产、生活起着至关重要的作用，同时流程设计又是一项技术性很强的工作。在学习了流程设计的相关内容后，也让学生自己进行必要的流程设计练习，对于进一步理解本节知识是十分必要的。随着我国经济的高速增长和汽车工业的飞速发展，城市的交通情况越来越不乐观。而其中很重要的一个因素就是缺乏对交通信号灯的工作流程的深入研究。国外的交通信号设置要建立在大量调研基础上，而我们国家却从未做过相关调研。路口交通信号灯工作流程主要就是设置红、黄、绿灯的时间间隔。这种流程设计乍一想非常简单，但是仔细想想就会发现要考虑的问题很多，不仅技术要求高，而且还需要大量认真细致的观察和分析。如果设计的好的话，不仅可以最大限度的缓解路口的通行状况，还可以保证通行的安全性。本次活动难度比较大，建议安排在完成流程设计的教材内容后进行，活动时间为45分钟。活动可以按照《活动手册》中原有的“活动提示”一步步进行，也可以根据学生的情况和当地的具体道路情况，降低或者增加流程设计的难度。二、教学建议1.活动正式开始前的几周，教师先布置学生在平时的日常生活中，多观察各个路口的车辆、行人的通行情况，特别是交通信号灯的工作方式，并注意记录其优、缺点。活动开始前，同学们必须完成活动提示1的填写。参考答案：路口的通过方式所花费的时间老年人以较慢的步行速度通过一个双向4车道的马路25—40秒正常成年人按照正常的步行速度通过一个双向4车道的马路15—20秒自行车直行通过一个双向4车道的马路7—12秒自行车左转弯完全通过一个双向4车道的十字路口10—20秒2.这个需要安装信号灯的地点，其特点就是附近有公交车站和一个老年活动中心。针对该道路的实际情况，我们认为采用最简单的红绿灯即可（设计时不考虑黄灯）。设计时特别要注意的是路口人流比较密集，老人多，过马路速度慢。提示：设计工作流程前最好按照时间