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第一章：结构与设计（一）、常见的结构的认识：一、结构（structure)是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
1、自然界：天体结构、植物的结构、动物的结构例：生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？如：锯子（植物的叶）潜水艇（鱼）雷达（蝙蝠）等2、技术领域：汽车的结构、微机的结构、数字控床的结构（案例：魁北克大桥的坍塌P4）3、社会领域：教育管理系统的结构、通用技术的学科结构、课堂教学结构二、结构与力1、内力：当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。
应力：是构件的单位横截面上所产生的内力。
用公式表示应力为：σ= F/s , 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
2、构件的基本受力形式：①拉力：物体所承受的拉拽力②压力：挤压物体的力③剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力④扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力⑤弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力三、结构的分类物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别分为：实体结构，框架结构，壳体结构1、实体结构-----通常是指结构体本身是实心的结构。
受力特点：外力分布在整个体积中。
主要承受压力如墙壁、柱子、实心球等2、框架结构-----通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。
如窗户、画框、房子的架构等等受力特点：实体结构是通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力3、壳体结构-----通常是指层状的结构。
如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等壳形结构受力特点：外力作用在结构体的表面上（壳形结构是通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散）。
（二）、稳定结构的探析一、结构的稳定性结构的稳定性—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。
影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。
地质版高中通用技术《技术与设计的关系》教案一、教学目标1. 理解技术与设计的关系，掌握技术的基本概念和设计的基本原则。
2. 能够分析实际问题，运用技术和设计的方法提出解决方案。
3. 培养学生的创新思维和动手能力，提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 技术与设计的定义和区别2. 技术的作用和意义3. 设计的原则和方法4. 技术与设计的相互关系5. 实际案例分析三、教学过程1. 导入：通过展示实际案例，引发学生对技术与设计关系的思考。
2. 讲解：介绍技术与设计的定义和区别，阐述技术的作用和意义，讲解设计的原则和方法。
3. 实践：学生分组讨论，选取一个实际问题，运用技术和设计的方法提出解决方案。
4. 展示：各小组展示自己的解决方案，进行互评和教师评价。
5. 总结：总结技术与设计的关系，强调实际应用的重要性。
四、教学资源1. 教材：《技术与设计的关系》相关章节。
2. 案例素材：实际案例图片或视频。
3. 设计工具：如画图软件、模型制作材料等。
4. 展示平台：如黑板、投影仪等。
五、教学评价1. 学生参与度：观察学生在课堂中的积极参与情况和合作意识。
2. 理解程度：通过提问和讨论，检查学生对技术与设计关系的理解和掌握程度。
3. 实践能力：评价学生在实践环节中提出解决方案的创新性和可行性。
4. 总结反思：检查学生在总结环节中对技术与设计关系的深入理解和反思能力。
六、教学策略1. 案例分析：通过分析具体案例，让学生理解技术与设计的相互作用，提高学生的兴趣和参与度。
2. 小组讨论：鼓励学生进行小组讨论，培养学生的团队合作能力和批判性思维。
3. 实践操作：提供实际操作机会，让学生亲身体验技术设计和创新过程，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
4. 反馈与评价：鼓励学生互相评价和自我评价，及时给予教师反馈，帮助学生不断改进和提高。
七、教学实施步骤1. 导入：通过展示一个实际案例，引发学生对技术与设计关系的思考，激发学生的学习兴趣。
通用技术技术与设计（地质版）第四章控制与设计第六节控制系统的实现教材分析天津市蓟县教研室牛世诚天津市蓟县城关二中马丽娟天津市蓟县杨家楼中学王春英一、本节内容在课标及教材中的地位：根据技术课程标准，《技术与设计2》第五章内容涉及到“什么是控制”、“控制系统的基本组成与工作过程”、“控制系统框图”、“控制系统的干扰”、“控制系统方案的初步设计”、“控制系统的实现”六个方面的内容，是实现控制系统实现的最后环节。
第四章与前三章联系非常紧密，引领学生经历简单控制系统设计制作的完整过程，是全书的结束章。
本节内容包含三方面：在控制系统制作中显身手、学会控制系统（装置）调试、评价与改进。
本节内容是存在于控制系统设计、优化方案的思想基础之上。
注重学生创造潜能的开发，突出学生创新精神的培养，注重加强学生动手制作能力的培养，是通用技术的一个很重要的课程理念，通过动手制作主要帮助学生学会理论联系实际，增强团结协作意识，以培养学生动手实践的积极性和创造性。
对于整个控制系统的实现过程来说是控制与设计的必然结果，通过实现控制过程，才能体现设计过程和结果的完整性，并可作为制定优化方案的依据。
二、本节教学目标：(一)知识与技能：1．了解亮度可调台灯、减压水箱的基本特征、基本组成。
画出系统方框图，形成初步设计方案2．能根据系统方框图设计制作控制方法，能进行模拟控制并调试。
（二）过程与方法：通过同学之间的探讨和实践改良的技术活动，提高分析能力，培养探究精神。
团结协作意识。
（三）情感、态度和价值观：1．通过对控制系统的设计与实施的分析，体会产品设计中人性化的设计思想。
2．培养认真严谨的态度，进而树立“以人为本”的设计理念。
3．通过同学的参与和交流活动，提高学生学习技术课的兴趣。
三、对教材内容的分析与理解本节学习的重点放在制作或实施——调试——评价与改进等方面。
只是探究了一些简单控制系统。
只是为了从思想和方法的角度学好和适当掌握控制和控制设计及基本的动手能力。
普通高中通用技术课程“技术与设计2标准解读苏教版必修二课程标准解读“技术与设计2〞模块是在“技术与设计1〞模块的根底上，对技术与设计过程中所涉及的一些根本问题的进一步深入，其目的是培养学生对技术与设计的思想和方法的理解以及应用技术解决实际问题的能力，使他们具备利用和评价技术的方法和策略，以及受用终身的技术管理能力。
模块内容构成了技术设计过程中特有的、具有广泛的应用价值和可以有效迁移的思想方法，它远超出了人们一般意义上的习得性的知识和技能，使对事物的事实认定，上升为指导实践的规律并渗透在人们处理各种问题的过程中，即对事物的价值认定。
“结构与设计〞强调从力学的角度理解结构、结构的强度和稳定性等问题，关注简单的结构设计；“流程与设计〞强调对流程和流程优化的理解，以及简单流程和流程改良的设计；“系统与设计〞那么侧重对系统的理解，以及运用系统的思想解决一些生活中问题的设计；“控制与设计〞应注重理解控制的涵义和控制的应用，以及生活生产中的简单控制系统的设计。
本课程内容的四个主题之间既有一定的独立性，又具有一定的关联性。
其中所运用的一些思想与方法：例如，“系统与设计〞中整体与局部、独立与关联、优化思想与方法；“控制与设计〞中的反响调节方法；“流程与设计〞中流程改良的思想等等具有广泛的应用价值和可迁移性，均可运用在其他主题的一些技术问题的解决中。
这些思想与方法使技术与设计由经验上升到了理性，由单纯的展现设计技巧提升到了形成设计的思想和方法。
本模块与“技术与设计1〞共同构成了本课程的选修模块的根底。
二、内容标准及相关活动的说明〔一〕结构与设计本主题共有5条标准。
1、了解结构的涵义，能从力学的角度理解结构的概念和一般分类从不同的角度理解结构的涵义与作用：广义上讲，结构是指物体各个组成局部之间的搭配和排列。
结构的作用：结构决定了事物的性质和形态。
从力学角度的理解：结构是指可承受一定应力的架构形态。
结构的作用：结构可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
地质版高中通用技术必修教材解析及教学设计随着科技的快速发展和全球化的推进，技术教育已成为高中教育的重要组成部分。
通用技术课程作为高中新课程的重要组成部分，旨在提高学生的技术素养，培养学生的创新能力和实践能力。
本文将以地质版高中通用技术必修教材为例，对其教材内容、特点及教学设计进行深入解析，以期为相关教师提供一些参考。
地质版高中通用技术必修教材主要包括《技术与设计1》和《技术与设计2》两册，每册均包含四个主题模块：走进技术世界、理解设计、学会操作和简单产品设计。
其中，第一册主要涉及日常生活中的技术问题，帮助学生了解技术的本质和作用，掌握设计的基本知识和技能；第二册则更加深入地探讨了技术与设计的融合，引导学生通过实践操作掌握更多的技术手段，提高其解决实际问题的能力。
强调技术素养的培养：地质版高中通用技术必修教材注重培养学生的技术素养，即学生对技术的理解、掌握和运用能力。
教材通过丰富的案例和实践操作，帮助学生了解技术的本质和作用，提高其解决实际问题的能力。
注重设计与创新的引导：地质版高中通用技术必修教材强调设计与创新的引导。
教材通过引导学生进行自主探究和合作学习，激发他们的创新思维和实践能力，培养其创新精神和创新能力。
体现地质特色：作为地质版教材，其特点在于紧密结合地质领域的实际需求和技术发展，将地质知识融入到通用技术的知识点中。
这使得教材更具有针对性和实用性，有利于学生更好地了解地质领域的最新技术和设计理念。
针对地质版高中通用技术必修教材的特点，教师在进行教学设计时，可以从以下几个方面进行考虑：注重实践操作：通用技术的课程特点决定了其注重实践操作的教学方式。
因此，教师在进行教学设计时，应尽可能地安排实践操作环节，让学生通过亲身体验了解技术的本质和作用，掌握相关的技能和方法。
引导创新思维：教师在进行教学设计时，应注重引导学生进行创新思维。
可以通过提出开放性问题、组织小组讨论等方式，激发学生的创新思维和想象力。
第一章结构及其设计第一节初识结构一、教学目标(1)理解结构的本质和含义。
(2)能对生活中常见的简单结构进行分类，能指出三种不同结构的应用场合。
(3)能初步认识到结构在日常生产、生活中广泛应用的重要性，拓宽思维和想象空间。
二、教学策略1．学情分析高中生已具备一定的物理知识，可以从物体受力的角度去理解结构的作用。
学生在日常生活中，常看到一些诸如生活、学习用具、生产器械等，也知道它们都具有一定的结构特点，但不能从理论上科学地对其定义。
通过本节内容的学习，学生对于结构的概念和分类比较容易理解掌握，但要对生活常见的实例进行归类可能会有困难。
因为现实中的结构往往是多种结构类型的结合，需要探讨交流，获得共识，教师应从力学架构与形态分类的角度对引导学生学习。
2.教学准备教学中，应尽量结合实例对生活中常见的简单结构进行归类，区分三种结构的不同应用场合。
教师选用不同结构类型的实物模型给学生观摩，如小板凳、台灯、球形建筑等；利用多媒体播放不同结构的图片和视频介绍故宫、赵州桥等，体会物体的结构是由物体的功能和需要决定的，而物体的结构又决定了物体的性质和形态。
三、教学重点结构含义及其分类结构的受力分析四、教学难点结构分类五、教学过程：利用多媒体播放典型结构，探索结构的奥秘。
引出图片所示物的技术核心是结构，它们的共同特点是承受和抵抗各种各样的作用力，抵抗可能由此引起的变形或损伤。
它们都是结构设计的成果。
引导学生，激发学生们对结构探究的兴趣。
从身边的生活入手，让学生们自行设计、制作一个简易衣帽架！要达到我们所提出的要求，那么选用什么架构、材料、几何形状与尺寸，采用怎样的连接、装配与安装方式呢？为了解决这一些技术问题，我们应先从基础学起——结构及其设计。
引导学生从“架构”的角度进行归纳总结：板凳（a）4条腿，“八”字形态，由两根橫橕分别把左右2 条腿连接在一起。
板凳（b）在（a）的基础上去掉了2根橫橕。
板凳（c）在（a）的基础上加了1根橫橕，将左右两端凳腿之间的橫橕连接在一起。
第一章：结构与设计（一）、常见的结构的认识：一、结构（structure)是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
1、自然界：天体结构、植物的结构、动物的结构例：生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？如：锯子（植物的叶）潜水艇（鱼）雷达（蝙蝠）等2、技术领域：汽车的结构、微机的结构、数字控床的结构（案例：魁北克大桥的坍塌P4）3、社会领域：教育管理系统的结构、通用技术的学科结构、课堂教学结构二、结构与力1、内力：当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。
应力：是构件的单位横截面上所产生的内力。
用公式表示应力为：σ= F/s , 其中 ,F 是内力 ,S 是受力面积 , σ是应力。
2、构件的基本受力形式：①拉力：物体所承受的拉拽力②压力：挤压物体的力③剪切力：两个距离很近，大小相等，方向相反，且作用于同一物体上的平行的力④扭转力：反方向向物体两端均匀施力，使物体发生扭转形变的力⑤弯曲力：作用于物体，使它产生弯曲的力三、结构的分类物体结构形态在受力时承受和传递力的方式差别分为：实体结构，框架结构，壳体结构1、实体结构-----通常是指结构体本身是实心的结构。
受力特点：外力分布在整个体积中。
主要承受压力如墙壁、柱子、实心球等2、框架结构-----通常是指结构体本身由细长的构件组成，支撑空间却不充满空间。
如窗户、画框、房子的架构等等受力特点：实体结构是通过条状物的连接来承受荷载，可以承受压力和拉力3、壳体结构-----通常是指层状的结构。
如贝壳、头盔、汽车飞机的外壳等壳形结构受力特点：外力作用在结构体的表面上（壳形结构是通过壳形来传递力和承受荷载，特别是当顶部受到压力时，它能将力均匀扩散）。
（二）、稳定结构的探析一、结构的稳定性结构的稳定性—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。
影响结构稳定性的因素有多种，主要有重心位置的高低、结构与地面接触所形成的支撑面的大小和结构的形状等。
1、结构的重心（独脚茶几为重心降低，以提高稳定性）。
2、结构的底座（建筑、桥梁这类大型的固定结构，底座越大越坚实，稳定性越好）。
3、结构的形状（照相机的支撑架常使用三角架而不用其他形状）二、结构的强度结构的强度是指结构具有的抵抗被外力破坏的能力。
1、影响结构强度与结构的形状、使用的材料、构件之间的连接方式等因素有密切的关系。
2、三角形是框架结构中最基本的形状之一，它结实、稳定，所有材料最少。
结构构件的连接通常有以下两类：a、铰连接：被连接的构件在连接处不能相对移动，但可相对转动，具体有松螺栓、松铆等，如折叠伞伞骨间的连接、门与门框的连接等。
b、刚连接：被连接的构件在连接处既不能相对移动，也不能相对转动，具体有榫接、胶接、焊接等，如固定铁床架的连接、不可移动的桌腿与桌面的连接等。
不同的材料有不同的连接方式。
构件的连接方式不同，结构的强度也不同。
3、结构与功能（案例：自行车的结构与功能P21）三、简单结构的设计1、结构设计应考虑的主要因素有：符合使用者对设计对象的稳定性和强度要求，安全因素，公众和使用者的审美需求，使用者的个性化需要，对设计对象的成本控制要求和一定的使用寿命等。
（教材P25）2、设计简单的案例要求（参考：如：设计相框P26）：①设计项目②设计要求③设计分析④设计方案⑤呈现草图四、精典结构欣赏赏析结构设计作品，可从技术与文化两个角度进行。
技术的角度主要有：结构的使用功能的实现，结构的稳固耐用，结构造型设计的创意和表现力，材料使用的合理性，工艺制造的精湛程度等。
文化的角度主要有：结构的文化寓意与传达，公众认可的美学原则，反映的时代、民族、习俗方面的特征，结构的个性特征等。
第二单元：流程与设计一、流程的涵义：1、流程的概念：流程是一项活动或一系列连续有规律的事项或行为进行的程序。
任何流程都反映了一定的时序，体现出一定的环节。
⑴环节：活动或事件在其发展的过程中，依据某种特征或方式，可将该过程分解为若干个小过程，称这些小过程为环节。
如：切种、布种、掩种环节，冲片和印片环节等。
⑴时序：过程的经历中，各环节按照一定的时间顺序先后出现、完成。
这种时间顺序关系，称为时序。
时序体现了具体活动内容的先后关系，在这种先后关系中，有些步骤之间的时序是可以颠倒的，不些不可颠倒。
2、流程的表达（流程图）：依据流程的性质及人们的表达习惯，流程图有文字表达、表格表达、图示表达、模型表达、动画演示等。
二、流程的分析：1、生活与流程：科学合理的流程，可以指导我们正确地做事，提高工作和学习的效率，是我们的生活变得有序、合理，为我们的安全提供保障（例洗衣、煮饭与烧菜的流程安排，碘盐和味精佐料的加放流程，青霉素注射流程等）。
2、生产与流程：运用科学合理的流程可以有效地组织生产、提高生产效率、保证产品质量、保证安全生产、保护环境等。
流程中工序的作业方式——串行和并行。
上一道工序完成之后才能进入下一道工序——串行。
几项工作同时进行——并行。
3、简单流程图的识读：识读流程图的要点：⑴找流程的环节，明确每个环节的功能和作用；⑵弄清流程中时序的体现与特征；⑶流程是技术的核心概念之一。
不同的流程，产生的效益往往不同，“理解流程就是质量”、“流程就是效益”等。
三、流程的设计：1、流程设计的基本要求：⑴提高效率。
⑵提高质量。
⑶节省资源。
⑷安全生产。
⑸提高经济效益。
⑹提高管理水平。
2、流程设计中的基本因素：生产活动中的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境等。
不同行业的流程设计中考虑的基本因素各有差异。
流程设计要依据事物内在属性和客观的变化规律，科学地设计时序和环节，以达到设计目标。
3、流程设计的步骤：第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。
第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。
第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。
第四步：分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。
第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。
注意：流程设计的基本要素是环节和时序。
4、学画流程设计的框图：画流程设计框图的一般方法：⑴根据对事物的内在属性和规律的分析，以及有关的考虑，将流程的全过程，按每个阶段的功能、作用的不同，分解为若干小过程——环节，并用方框表示环节。
⑵按照每个小过程应该经历的时间顺序，将各环节依次排开，并用箭头线连接起来。
四、流程的优化：1、流程的优化及目的：在设计和实施流程的过程中，经常需要进行不断的修改和完善，这种对流程修改的过程，叫做流程的优化。
目的：提高工作效率、降低成本、降低劳动强度、节约能耗、减少环境污染、保证安全生产等。
2、流程优化的内容：一般流程优化的主要内容有：工期优化、工艺优化、成本优化、技术优化、质量优化等。
对一个流程的优化，可以是整体的全面优化，也可以是对某一个指标进行优化。
经常会有这样的情况发生：某一个指标得到了优化，而使另外的指标下降了。
比如，技术优化，可能使成本提高。
成本优化了，也可能使质量下降。
因此，在进行流程优化时，要综合平衡，以取得整体优化的成效。
3、流程优化的条件：流程的改进和优化需要一定的条件，它建立在设备和工艺水平提高的基础上，建立在对流程内在机理进一步研究的基础上。
流程与材料、设备、工艺有着密切的关系，在优化流程时，需要充分考虑到这些条件。
第三单元：系统与设计一、系统的涵义：1、系统的概念：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，称为系统。
构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；第二，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；第三，这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。
2、系统的类型：系统是普遍存在的，也是多种多样的。
根据需要，可以对系统进行不同的分类。
如，可把系统分为自然系统和人造系统，自然系统是自然形成的系统（如生态系统），人造系统是由人工制造加工而成的系统（如计算机系统和机械传动系统）；也可把系统分为实体系统和抽象系统，实体系统是实物形态的（如生物系统、机械系统），抽象系统是非实物形态的（如哲学系统）。
3、系统的基本特性：系统的基本特性主要有整体性（全局、集合）、相关性（匹配、关联）、目的性（功能）、动态性（更新）和环境适应性（自适应）等，这些特性都体现了一定的思想与方法。
（结合课本相关案例，学会运用系统的基本特性，分析身边的系统）二、系统的分析：1、系统分析及其目的：系统分析是指为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程。
目的：寻求解决问题的最佳决策。
2、系统分析的一般步骤：（结合田忌赛马案例）3、系统分析的主要原则：系统分析应遵循整体性原则（丁谓修复皇宫）、科学性原则（三三进九不如二五一十）和综合性原则（孝襄高速公路）。
三、系统的优化：1、系统优化的目的：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）。
最小的成本——最大的利润；最短的工期——更多的工程量；最少的能耗——更多的产品；单位面积土地——更高的农业产量。
（案例：农业间作套种，家具利润问题等）几个关键字：优化目标；目标函数；约束条件；影响因素。
2、系统优化的方法：数学模型——最优解；科学估算、试验——满意解。
四、系统的设计：1、系统设计的目的、方法与过程：系统设计是对各种各样的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。
系统设计要考虑其目的与要求（以系统的整体功能的最优为目的）、系统各部分之间的相互联系与相互作用、对系统设计方案进行优化（整体优化，统筹兼顾）等问题。
2、系统设计的一般步骤：系统设计的步骤包括：将系统分解为若干子系统，确定各子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术设计和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。
3、简单系统的设计：了解系统设计应解决的主要问题和基本的设计过程，写出系统设计或系统优化设计的书面方案，包括必要的设计草图以及量化数据。
（案例：手电筒照明供电部分的设计）第四单元控制与设计一、控制手段与应用1、人们按照自己的意愿或目的，通过一定的手段，使事物向期望的目标发展，这就是控制。
理解任何控制现象，都要明确控制的对象是什么，控制要达到什么目的和采取什么控制手段。
例如，人力三轮车转弯过程中的方向控制问题，其控制的对象就是人力三轮车，控制的目的是为了改变三轮车行驶的方向，控制的手段是骑车人通过双手转动车把，改变前轮的方向并带动后轮。
