普通高中教科书通用技术必修 技术与设计2（第一单元）教材.pdf

学习 是一个 螺旋上升的过程 它永无止境 同学们 欢迎你们进入 技术世界 将本单元所学内容与本学科 其他内容 与其他学科知识 与 自己已有知识和经验综合起来 可以提高综合能力 领略学习的 最高境界 对学习过程和学习结果作一 回顾总结和反思 有助于学习目标 的真正实现 有助于核心素养的有 效形成 生动活泼 形式多样的作业 使我们所学的内容得以巩固 同时 也打通了与课外活动结合的通道 在学完一单元后 以思维导 图形式 对学习内容进行概括和 归纳 有助于我们学会学习和自 我建构 穿 插 在 课 文 之中 形式多种多 样的活动使我们所学 的知识与技能得到及 时的巩固 应用和内 化 也是我们学会技 术学习的有力工具 技 术 试 验 是 在技术活动中为了 某种目的所进行的尝 试 检验 优化等探 索性的实践活动 使 我们的实践才能和创 新能力得到展示 亲临其境 亲自 动手 亲身体验是本 栏目的宗旨 这里的 一系列精彩项目将使 我们经历激动人心的 操作实践 使我们感 受到技术实践的特有 乐趣 感悟到技术世 界的丰富多彩 每节有2 4个相互联系 的任务 我们将在完成一个 个任务的过程中 建构积极 价值观 必备品格和关键能 力 形成核心素养 基于学生生活经验和技术学科 基本特点的情境 带领我们走进真 实的技术世界 发现复杂而真 实的技术问题 进入富有意 义建构的学习过程 技术与设计2 Technology and Design 2 通用技术 必修2 人们长期伏案学习或工作 时常感到腰酸背痛 有研究者提出站立式办公的 理念 作为普通办公的一种调节方式 站立式办公不仅可以有效缓解疲劳 提高效 率 还维护了身体健康 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列 结构是普遍存在的 不 同的事物往往有不同的结构 任务一 感知丰富的结构 学习目标 学习目标会使我们 明确学习的方向 为进入 学习过程做好心理准备 技术与设计2 Technology and Design 2 通用技术 必修2 图4 1 家庭雨水收集系统示意图 制作盆栽植物自动浇水装置 体验目的 经历制作盆栽植物自动浇水装置的实践过程 体会控制的含义与意义 情境展示 陈晨一家假期要外出两周 家里阳台的盆栽植物无人定期浇水 她想制作一 个自动浇水装置 从而解决植物无人照料的难题 问题分析 制作一个浇水装置 能把饮料瓶里的雨水灌注到花盆下方的接水盘中 使接 水盘中保持一定量的水 泥土自动从接水盘里吸取水分 从而保持植物生长的湿润环境 怎 人们利用收集的雨水进行园艺浇灌 汽车冲洗 路面冲洗和厕所冲刷等 减少 了不必要的浪费 体现了充分利用水资源的可持续发展理念 陈晨设计了一套适用 于家庭使用的雨水收集系统 利用收集的雨水浇灌家中阳台的植物 冲洗拖把和冲 刷厕所 任务一 理解控制的含义 学习目标 1 通过分析生活中常见案例 阐述 控制的含义 2 通过案例分析 辨析手动控制 自动控制 智能控制的特点 3 观察生活中的案例 概括控制在 生活和生产中的应用 任务一 理解控制的含义 任务二 感知控制的应用 一 控制的方式与应用 了解本书章节和任 务的构成 能使我们总 揽全貌 形成关于课程 学习的宏观架构 随着科学技术突飞猛进的发展 技术日益成为我们生活中几乎无时不在 无处不在 无所不在的客观存 在 成为引起社会变化 塑造社会变化和应对社会变化的重要因素 也成为实现中华民族伟大复兴的重要支 柱 因此 技术素养是当代青少年的基本素养 通用技术课程是普通高中学生人人必须修学的课程 通用技术是指当代技术体系中较为基础 在日常生活中应用较为广泛 育人价值较为丰富并与专业技术 相区别的技术 是学生适应社会生活 高等教育和职业发展所必需的技术 普通高中通用技术课程 以提高学 生的学科核心素养为主旨 以设计学习 操作学习为主要特征 是一门立足实践 注重创造 体现科技与人文 相统一的课程 它的学习过程是同学们主动建构知识 不断拓展关键能力 铸造积极价值观和关键品格的过 程 是一个富有生机 充满探究 方式多元的活动过程 相信通用技术的学习一定会成为同学们高中时光中夯实基础 练 就素养 挑战自我 享受创造与发展乐趣的美好生活的一部分 本栏目富有典 型意义的范例 素 材 话题是学习中对 话的平台 使我 们享受到由丰富 的技术感性走 向深刻的技术 理性的快乐 第二单元 流程及其设计 凡为甲 必先为容 然后制革 权其上旅与其下旅 而重若一 以其长为 之围 这是 考工记 对皮甲制作工艺的记载 体现了我国古代劳动者对制作 工艺中的操作流程与规范的高度认识 科学合理的流程就是高效率 就是高质量 科学合理的流程并不是自然而成 的 它是人们不断实践 不断探索 不断设计 不断改进的结果 第二单元 流程及其设计 一 流程的探析 二 流程的设计 三 流程的优化 单元 节 选用 选用 选用 这些是我们技术 学习中拓宽视野 深化 认识 铸造精神 品味 技术信息的 美味佳 肴 不要错过哟 基于关键的技 术问题 立体化地加 以呈现 这是我们 思维互联 智慧众 筹 头脑风暴的广 阔天地 第一单元 结构及其设计技术与设计 2 通用技术 必 修 008009 实体结构通常是指结构体本身是实心的结构 如实心墙 大坝等 如图 1 16 所示 框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构 其构件的几何特征是横截 面尺寸比长度小得多 如铁架塔 建筑用脚手架 厂房的框架等 如图 1 17 所示 思考 为什么鸡蛋能够承受如此大的压力 瓶盖在其中起什么作用 通过该试验 分析 部分建筑以及工业用贮液罐采用壳体结构的原因 壳体结构通常是指层状的结构 其几何特征是厚度比长度和宽度小得多 如摩 托车头盔 飞机外壳等 如图 1 18 所示 图 1 16 实体结构 图 1 17 框架结构 图 1 18 壳体结构 因为试验中鸡蛋会 破碎 所以试验前可用 塑料薄膜均匀包住鸡 蛋 在试验时要戴防 护眼镜 穿防护衣 技术提示 记录鸡蛋所能承受的最大砝码质量 并填写下表 有无瓶盖 能承受的砝码质量 kg 有 无 任务三 辨析结构的类型 结构的分类多种多样 从形态方面考虑 通常有实体结构 框架结构和壳体结 构等基本类型 壳体结构的受力分析 试验目的 体验壳体结构 鸡蛋 的强度试 验 研究结构的形状对其强度的影响 情境展示 孙宇参观了恢宏的中国国家大剧 院 其外部采用壳体钢结构 外形似一颗椭圆的 珍珠 半浮于如镜水面 如此宏大的建筑为什么 要选用壳体结构进行设计呢 这激发了孙宇强烈 的探究兴趣 问题分析 鸡蛋的外壳是天然的壳体结构 要对其进行壳体结构的受力试验 就要先研究鸡蛋壳的力学特征 然后设计符合试验规范的 试验方法和试验步骤并对其进行试验 试验准备 材料 大小相近的生鸡蛋若干 大小合适的瓶盖 6 个 工具 砝码若干 防护眼镜若干 鸡蛋强度测试架 有条件 的学校可准备压力测试仪 试验过程 1 将 3 个大小合适的瓶盖以三角形状摆放在测试平台边缘 将 3 个鸡蛋分别立于瓶盖上 再在鸡蛋上盖上另外 3 个大小合适 的瓶盖 如图 1 14 所示 将上测试板盖上 轻轻地将砝码放在 上测试板上 砝码应放在鸡蛋所组成的三角形的中部 逐步增 加砝码 直至鸡蛋被压碎 记录砝码总质量 如图 1 15 所示 2 不垫瓶盖 将 3 个鸡蛋直接摆放在测试平台边缘 将上 测试板放在上面 轻轻地将砝码放在上测试板上 砝码应放在鸡 蛋所组成的三角形的中部 逐步增加砝码 直至鸡蛋被压碎 记录砝码总质量 图 1 13 中国国家大剧院 从力学角度来看 结构对技术产品及其功能实现具有什么样的独特价值 图 1 14 压力测试仪 图 1 15 鸡蛋受力试验 第一单元 结构及其设计技术与设计 2 通用技术 必 修 034035 3 高度调节固定结构由圆木棒和圆钢棒组成 其结构如图 1 62 所示 在圆木 棒两端面钻直径为 7 mm 的孔 嵌入直径为 8 mm 的圆钢棒作为限位销 当限位销 卡入卡槽中 滑动支撑板处于限位状态 不能往下滑动 当将桌面往上提时 齿形 槽的斜面将限位销往外挤 限位销克服弹簧弹力往槽口移动 滑动支撑板可向上 滑动 要将桌面向下调节到坐姿高度 只需将桌面提到最高处 这时限位销被滑 动支撑板下端更宽的侧面往外推压 滑落到竖直槽中 失去限位作用 桌面可往 下滑动 再次调高桌面时 只需将限位销往上提即可复位 图 1 60 支撑板图 1 61 框架组合方式 甲 乙 图 1 62 高度调节固定结构图 1 63 限位杆 图 1 65 整体效果图 方案 C 周华所在的第三小组经过分析后认为 直立式升降操作更方便 设计了直立式 升降的方案 1 桌面采用实木长条板制作 下方用自攻螺钉安装两根方木料加固 滑动支 撑板和方木料之间用圆头螺栓 螺母连接 和书桌的后支撑脚之间用滑轨连接 可相对支撑脚上下滑动 如图 1 60 甲所示 在滑动支撑板上加工齿形槽若干 如图 1 60 乙所示 2 支撑框架由方木料和实木板组成 板材之间主要以自攻螺钉连接 其结构的 组合方法如图 1 61 所示 图 1 64 折叠桌高度调节结构 甲乙 实木集成板 三合板 三聚氰胺板 铝板 不锈钢型材等 连接材料如自攻螺钉 铆钉 铁钉 螺栓螺母等 工具设备如木工锯 手电钻等 按照选定的设计方案规划制作过程并进行制作 方案 B 的高度调节结构见图 1 64 这几个方案的优缺点各是什么 结构的稳定性 强度是否能保证 在制作方面是否具有 可行性 有哪些需要改进的地方 试验 根据 GB T10357 1 2013 家具力学性能试验 第 1 部分 桌类强度和耐久 性 GB T10357 7 2013 家具力学性能试验 第 7 部分 桌类稳定性 进行强 度 稳定性试验 并撰写试验报告 优化 根据试验结果 优化设计方案 制作 选用合适的制作材料 连接材料以及工具设备 制作材料如方木料 实木板 第二单元 流程及其设计技术与设计 2 062063 通用技术 必 修 采用先进的工艺技术 不仅能够大大缩短工期 而且能够提高产品的质量 因此 谋求工艺设备的改进和工艺方法的优化 是进行流程优化的主要手段之一 最初是用一个钻头在竹块上钻孔 钻两个孔需要两个环节 效率低下 后来改为用两个 钻头同时钻孔 即一期优化 两个钻头同时完成 效率有了显著的提高 一期优化后 用两个钻头同时钻孔 钻通竹块需要较长的时间 钻孔较深 容易开裂 二 期优化采用四个钻头从竹块两侧同时钻孔 每侧钻孔深度减小 提高了效率 在把串行工序改为并行工序时 要考虑并行工作需要的人力和物力的增加 要把人力和 物力增加的成本与工期缩短的成本进行比较 如果改进后的总成本是降低的 那么改进方案 就是可行的 工期优化对于大型建筑施工 修路 水利工程等项目 可大大减少工程成本 提高经济效益 讨论 以上案例说明 并行工序比串行工序的作业方式效率更高 工期更短 但事物总是相 对的 在生活或工作上有没有这样的案例 并行工序比串行工序的作业方案效率低 工期 长呢 早期加工一期优化二期优化 加工 方法 先钻一个孔后 再钻一个孔 采用两个钻头同 时钻孔 采用四个钻头同 时钻孔 问题效率低效率较低 竹块 电钻 竹块 电钻 快速分拣传送AGV 在分拣 口自动卸货 AGV 过龙门架人工码货到 AGV 中转站货物 上分拣线 货物打包 根据快递区域 直接发运 条码识别 图 2 28 智能分拣流水线 从自动分拣到智能分拣流水线作业方式 自动分拣流水线作业方式是 贴有信息标签的商品进入流水线后 通过射频识别技术 进行识别 控制装置接收识别信号后 控制商品进入分拣道口 然后再进入集货区 智能分拣利用了 AGV 自动导引运输车 当分拣员将货物放在 AGV 的平台上时 识 别检测装置自动检测货物的目的地 根据目的地自动规划出线路 快速送到目的地 并将货 物送至下落口 尽管同时作业的机器人数量众多 但都能在自己的路线上运行 秩序井然地 完成传送 加工方法一个法兰的质量材料利用率加工 1 万个法兰的切削总量 切削法 3 8 kg 40 少切削法90 工艺优化 法兰是以钢。