高中通用技术苏教版 (2019)必修《技术与设计1》任务二 选择和规划材料获奖教学设计

二、材料的性能与规划

任务二选择和规划材料

一、教学内容

1.通过案例分析，比较常见材料的应用环境。

2.通过活动体验，比较常见材料的特性。

3.能根据设计方案和产品用途，选择合适的材料，并对材料进行合理的规划。

二、学科核心素养要求

模型制作是产品设计过程中的一个重要环节，包括材料的选取和工艺标准的设定等一系列复杂的过程，蕴含着独特的思维方式和方法。模型制作是构思、分析、交流和评价设计方案的一种方法， 在社会生产和生活领域有着广泛的运用。

三、教学重点、难点

1.通过案例分析，归纳模型或原型在产品开发过程中的重要性。

2.经历简易模型的制作过程，理解模型制作在产品设计的不同阶段有不同的作用。

四、教学准备

教学课件。

五、教学过程

1. 引入

<<考工记》记载: “天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者然后可以为良。”由此看出，古人很早就意识到材料选择的重要性。材料选用适当与否，直接影响着产品的内在功能和外观质量。任何一个产品设计， 只有选用材料的性能特点与其加工工艺性能相致，才能实现设计的目的和要求。

2. 新课

任务二选择和规划材料

马上行动
   周华所在的小组完成了台灯的设计方案后，便开始选择确定合适的材料。实践室里可供选择的材料很多，按材质分有木材、金属、塑料、纸类、布类等，按形态分有板材、线材、管材、型材等。经过讨论，周华小组决定选用实木板材制作台灯底座，选用铝管制作台灯的灯F，选用PVC管制作台灯的灯罩。
周华小组选择的材料合适吗?你准备用哪此材料制作台灯?请将所用材料及原因填入下表。

材料的性能
   在产品设计选择材料时，首先应该考虑材料的性能是否能满足产品的使用功能、使用环境、结构要求等。例如，设计微波餐具，就要选择耐高温的材料，如塑料;设计空调支架，就要选用抗压的材料，如金属材料;设计交通工具，就要选用强度性能高的材料，如工程塑料或者金属材料等。

案例分折
泰坦尼克号沉没与其钢材的选用

思考:
1.若材料的性能不能满足产品的要求，会有怎样的后果?
2.在选择台灯材料时，应该从哪些方面考虑材料应具有的性能?

   选择材料时，还需要考虑材料应具有良好的加工性能，符合造型设计中成型工艺、加工工艺和表面处理的要求，优先选择技术难度小、工艺简单、材料利用率高，并与加工设备及生产技术相适应的材料。

材料的成本
    材料的价格和加工成本直接影响着产品的性价比。应在满足设计要求的基础上，结合材料的成本，优先选用资源丰富、价格低廉、质量上好的材料。

马上行动
请为自己准备制作的台灯进行材料成本预算。
部件名称       材料名称与规格       预算

选择材料时，安全是最基本的因素，材料的选择应充分考虑可能遇到的各种危险。

材料的规划
    为了提高材料的利用率和劳动效率，保证产品质量和正品率，应对材料进行合理的规划。在规划材料时，- 要做到料尽其用，优材不劣用，大材不小用，长材不短用。二要充分考虑材料的颜色、花纹和光泽，外用料要选择材质好、纹理美观、涂饰性能好的材料。三要考虑材料的加工余量和损耗等因素，保证各部件的顺利装配和作品的尺寸精度。

技术体验
合理规划材料，制作体积最大的人工鸟巢
体验目的:学会依据设计方案，对所选材料进行合理规划。
走入情境:近年来，由于人们保护野生动物意识的提高，城市的鸟儿多了，但适合鸟儿个栖身之所， 可以帮助鸟儿遮风避雨。
问题分析:对材料的合理规划既要合理裁勇充分利用材料，又要依据材料特性和产品结构对材料强度、美观等方面的要求进行考量。

活动准备:
材料:尺寸为300 mm x 200 mm的KT板或三合板、热熔胶棒。
工具:热熔胶枪、美工刀、钢直尺。
主要过程:
1.规划设计排料图。
2.将规划好的排料图画在KT板或三合板上。
3.使用美工刀分别将各部分进行切割。
4.使用热熔胶枪将各部分黏合组装。
5.比较每组制作的鸟巢空间大小。
讨论:为了更好地利用和节省材料，在规划人工鸟巢材料时，你有哪些经验和考虑不周的地方?请总结并交流。
木材在规划配料时要注意以下几个方面:
1.要预先在毛料上规划画线，根据产品所需部件的尺寸，在长、宽、厚等方面都放宽，留有锯割、刨削操作的余量。
2.尽可能避开毛料上对质量有影响的结疤、虫眼、弯曲、扭纹、变质和裂缝等缺陷，做到因材使用。
3.注意木材的纹理趋向，顺纹锯割便于加工，并能提高木材的利用率。4.将没有疵点、纹理美观的一面作为正面，把有缺陷的部分放到背面。

拓展阅读：手工排料与计算机辅助设计排料
 

学习反思
1 种材料会有多种性能，怎样才能抓住主要性能?
2.选择了性能优良的材料是否一定能够得 到性能优良的产品?能、安全、成本、工艺等因素?
 

3. 实践练习

1.查阅相关资料，列出除了木材、金属、塑料以外的其他常用材料的名称、性能和主要用途，填入下表。
材料名称   材料性能    主要用途
2.以2~3人为一个小组，按照下图所示简易小书架的设计图样选择适当材料制作该书架模型，并根据设计要求对其结构、功能进行检验，提出改进建议。

4. 拓展提升 

六、教学总结

本节课的教学过程中，采用了大量生活中的案例，利用图片、教学案例等资源，全面调动学生兴趣，让学生在学中做、做中学，充分培养学生的创新精神与实践能力。

七、教学反思

本节课的案例均源自于生活，激发学生的学习兴趣。但不同案例之间的关联性不强，如果能以一条线索整体展开分析，教学目标的达成度会更高。