1、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2009 年 2 月修订活动一 扑克牌建筑模型的制作杭师大附中 何威年老师提供一、本活动说明根据通用技术学科教学指导意见 ，结构与设计单元第二节稳固结构的探析安排 3 课时，本节教学可让学生通过试验来感受结构的稳定性和强度。 “扑克牌建筑模型的制作”活动设置的目的就是让学生通过扑克牌建筑模型的制作、试验，感受结构的稳定性和强度，加深对稳固结构的理解。本活动时间约需 45 分钟，可以用在学生学习稳定性和强度之后，按照活动手册中的“活动提示”一步步进行活动。教师可以根据实际情况，灵活处理该活动，可以将它用在学生学习稳定性和强度之前，让学
2、生探究影响稳定性和强度的因素；也可让学生边学习理论知识边活动。二、教学建议1.活动的导入可以用相关的新闻报道，以激发学生的活动兴趣。2.活动提示 1 的填写可以先请同学回答前面课程中所讲的有关结构强度和稳定性的知识，然后填写。参考答案：影响结构稳定性的因素（1）建筑模型的重心位置；（2）结构与地面所形成的支撑面的大小；（3）结构的形状。影响结构强度的因素（1）建筑模型所使用的材料；（2）结构的形状；（3）各构件之间的连接方式。3. 活动提示 3。让同学分组讨论扑克牌这种材料在制作建筑模型时的特点和如何进行连接和固定？参考答案：纸牌这种材料用在制作建筑模型结构时的特点：表面光滑、便于裁剪；硬度
3、较大，能 够承受比较大的拉力，但是受压力非常小。胶水直接粘连；用剪刀剪开口子后，两 张牌插接；随着连接部位和材料多少的不同，强度和稳固性各有不同的变化。4活动提示 4。教师还可以提示学生进行几个关于结构受力的小测试：（1）可以折叠、可以卷曲，折叠成三棱柱或者卷曲成圆柱体后可以承受比较大的压力，但是卷曲时表面很难光滑；（2）多张扑克牌叠加后，能够承受更大的力。另外教师可以事先先制作完成一个符合要求的模型，用指定的方法进行试验，让同学们形象地了解稳固性的试验方法。同学设计的方案可以用草图加说明的形式来表达。建议要求每位学生都有自己的设计方案，然后分组讨论并确定建筑模型的结构设计方案，将小组讨论确定
4、的设计方案画在各自活动提示 4 的空白处。5设计图完成后，让学生按照图纸开始制作模型。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2009 年 2 月修订提示：两个同学合作完成一个模型的方式比较好。如果教 师另行 设计强度和稳定性的试验，可以安排 4 位同学组成一个小组，每个小 组制作两个相同的建筑模型 结构。因 为进行结构强度试验的模型一般会被破坏；而进行稳定性试验的模型不会被破坏；所以我们可以使用这个没有破坏的模型进行最后的结构稳固性的分析。另外，学生制作模型时容易忘记时间，教师应控制好时间，并提醒学生注意时间；可以制作一个电子倒记时的课件以便记时。6模型制作完成后，进行
5、结构的稳固性试验，得到数据后完成活动提示 6 的技术试验报告。提示：（1）进行强度试验时，如果砝码 不够的情况下，可以 让学生自己携 带足够的 1 元面值的硬币进行试验。（2）进行稳定性试验时，可以先 让学生用力吹一下结构，如果已经失稳，就没有必要上讲台进行稳定性试验了。如果条件允 许的情况下，每小 组自行携 带一个电吹风，那样就可以自己完成稳定性测试了。7所有小组都完成测试后，教师选择合适的模型引导学生根据影响结构稳定性和强度的因素对这些结构进行技术分析。完成问题讨论 1。提示：让学生分析的结构可以是技术试验效果比较好的结构，也可以是同学们制作最多的结构，还可以是那些典型的符合受力的 经典结
6、构。9把问题深化，如果使用少量橡皮泥可以如何改进自己的作品。让同学们讨论并完成问题讨论 2。提示：教师可以根据需要，把橡皮泥改成橡皮筋或者棉线等其他材料。10.教师在评价学生时，应兼顾各个方面，不能偏重某个方面。可以参考如下的评价表。评价表活动名称制作人 日期 最终得分（三者平均分）自评 他评 教师评比重 得分点 得分点X 比重得分点 得分点X 比重得分点 得分点X 比重方案构思草图绘制模型制作技术试验问题回答总分三、补充资料扑克牌建筑模型之最据报道，现年 33 岁的布赖恩伯格是美国新墨西哥州圣达菲市的一名建筑师。然而，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2009 年
7、 2 月修订布赖恩却并非用砖头石块来造房子，他的“建筑材料”是一张张削薄的扑克牌。布赖恩用扑克牌搭建出来的“房子”有的高达六七米，它们有的是“摩天大楼”的模型，有的是“圆形穹顶”模型，有的是“大教堂”或“大型体育场”的模型。令人惊讶的是，布赖恩搭建的“扑克牌房子”虽然高达数米，但布赖恩却完全是一张张垒叠上去的，他在搭建“扑克牌房子”的过程中从来不使用任何胶水、胶带或其他粘合剂。布赖恩称，他并非随意地将扑克牌堆叠起来，而是使用了一种系统的“建筑方法” ，他的“扑克牌大厦”的几何学结构，有点类似蜜蜂搭建的蜂房。布赖恩称，每 7 副扑克牌重达 0.45 公斤，他每天大约会使用 11.3 公斤的扑克牌
8、搭建“扑克牌房子” ，布赖恩称，正是扑克牌的重量和特殊的格子状结构共同产生作用，才能使这些“扑克牌摩天大楼”屹立不倒。布赖恩搭建的“扑克牌建筑”总是能“藐视重力”地稳稳竖立着，直到布赖恩认为可以让它们坍塌时，才弄出一阵轻风将它们刮倒。不过，参观“扑克牌建筑”的人绝对不能打喷嚏，因为说不定一个喷嚏就能毁掉布赖恩花几周时间造出来的“扑克牌房子” 。布赖恩的“扑克牌建筑”已经屡屡创下了吉尼斯世界纪录。最近，布赖恩在达拉斯市的得克萨斯州展览会上再次搭出了一座惊人的“扑克牌摩天楼” ，从而再次刷新了世界纪录。布赖恩搭建这座“扑克牌摩天楼”时，使用了顶到天花板的脚手架，这座“扑克牌摩天楼”之所以无法再建得
9、更高，纯粹是因为受到了天花板的限制。据悉，这座“扑克牌摩天楼”是布赖恩花了一个月时间搭建出来的，它使用了 1800 副扑克牌，高达 7.86 米，一举打破了他以前创下的 7.7 米的“最高扑克牌建筑”世界纪录。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2009 年 2 月修订活动二 落地式立体衣帽架的设计与制作杭师大附中 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
10、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
11、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三夹板、五夹板、钢丝、杉木木档、挂钩、大号透明胶带纸、尼龙绳、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。所以建议除木板、木档和木条外，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
12、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。立体可移动式衣帽架一般可以分为底座、支架、挂钩 3 个部分。（B）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。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2009 年 2 月修订底座的结构设计所需要考虑的是：（1）不能
13、与墙体和地面有任何形式的固定，最好在底座上设计轮 子以方便移动。（2）底座与地面的接触面要比较粗糙，用来增大摩擦力；底座与地面的接触面所 围成的支撑面也要大。这样可以增加 结构的稳定性。（3）底座要相对重一些，降低结 构的重心，以此来增加 结构的 稳定性。支架的结构设计所需要考虑的是：（1）要适合使用者的身高和使用习惯，不能 过高，也不能 过宽 ；（2）安放位置，应该注意尽可能把整个 结构的重心在底面的垂 线，接近 结构支撑面的中央，增加结构的稳定性；（3）材料不能太重，太重不仅不利于移 动，也会升高重心；也不能太轻，太轻不利于安装承受重物的挂钩。挂钩的结构设计所需要考虑的是：（1）挂钩形式可
14、以多样，不一定要要 钩子的样子，只要能 够悬 挂衣物，不损坏衣物、不伤害使用者就可以了；（2）要有足够的强度，挂上衣服后不破坏、不脱落；（3）挂钩安装的位置要适当，太高、太低都不方便使用。底座、支架、挂钩之间的连接方式所需要考虑的是：（1）底座与支架的连接要尽可能的牢固，最好使用支撑结构来 辅助；（2）挂钩与支架的连接要能够承受一件厚衣服繁荣重量，用胶水 连接并不太可行。（C）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
15、学生自行分析这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
16、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。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2009 年 2 月修订提示：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、
17、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
18、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。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2009 年 2 月修订活动三
19、 木桥模型的设计与制作杭师大附中 何威年老师提供一、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。木桥模型的制作活动设置的目的就是让学生通过用设计、制作和试验的过程，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。本活动时间约需两节课，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
20、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。如果时间紧张，还可以让学生在课外完成材料的加工过程，再用一节课的时间进行组装和测试。二、教学建议1.由于选用桐木条和松木条的价格比较高，大量的使用，会有一定的成本。所以条件不允许的情况下，可以用木质方便筷来代替。挑选筷子时，应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。另外，最好不要使用最常见的竹筷子，因为用钉子连接竹筷时，很容易裂开，加工不便。2.活动提示 3A。可以先让学生讨论后再结合学过的结构的强度和稳定性的知识进行填空。参考答案：你认为
21、木桥的结构的稳定性与木桥的重心位置、 桥墩与地面所形成的支撑面大小、木桥的形状等因素有关；其强度与所使用的材料、木 桥各部分的 结构形状和各部分之间的连接方式等因素有关。3.活动提示 3B参考答案：你准备如何解决木桥结构的稳定性与强度的问题？（1）尽量降低支架的高度（但要保证不低于 10cm）；（2）尽量选取材质好一点、直径粗一点、无伤痕和裂缝、大小一致的木条；（3）尽量增加桥墩与地面接触面积和支撑面积；（4）材料的连接方式一定要稳定牢固；，（5）尽可能使用三角形结构增加稳固性。4.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，建议每位学生都先画出自己的草图，然后讨论后对方案进行
22、修改，完成活动提示 3C。5.设计图完成后，让学生按照图纸开始制作木桥模型。提示：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2009 年 2 月修订（1）因为时间的原因，最好 4 个同学合作完成一个的方式比较好；（2）要提醒学生制作的流程和分工要合理。6.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 4B 的空格中去。7.木桥的模型制作完成后，要按要求进行结构的强度和稳定性试验，然后完成活动提示 5D 中的技术试验报告。提示：（1）为了安全起见，试验时把木 桥放在地面上进行，或者在底面防止防止撞击的垫料，以免在桌上试验时不慎跌
23、落造成事故。（2）试验稳定性时应随时进行，每增加一次重量，就用手摇晃一下桥梁模型，观察结构的稳定性。也可用电风扇吹，从低档开始到高档，如不倒说明稳定性较好。（3）试验中学生应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桥梁模型进行讲评，使每位同学都能在活动中得到提高。（5）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，可以作为学年总评 的重要依据。8.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，并完成问题讨论。这样会使学生在制作的过程中、在失败到成功的过程
24、中，发展动手实践能力，解决问题的能力。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2009 年 2 月修订技术与设计 2 学生活动手册教师参考 版权属浙江省教育厅教研室2009 年 2 月修订活动四 孔明锁的制作台州市临海第六高级中学 黎伟老师提供一、本活动说明本活动是配合通用技术流程的设计一部分教学活动，建议课时两课时完成。这个活动中，对教师最大的考验是，把活动组织好，把过程控制好。材料最好选择标准的木料，一般的装修市场都能购得，如果许可，事先把材料分割好并且截面为正方形。这样活动的重复性高，加工时间能基本上有个谱，学生自带材料，对加工时间基本上没法预计，加上学生对活动了解
25、少，可能会出现材料不合要求的现象。对学生的最大考验是，把分工加工的流程设计好，并且有负责的人。二、教学建议1本次活动所用的材料量少，占用空间也小，适合学校通用技术实验试完成。但加工过程相对来说比较复杂，对加工尺寸精确度要求还是相当的高，而且学生对木工工使用了解不足，需要花一些时间介绍木工简单操作技能，同时应让学生对加工中的难点，精确度的控制，有相当的了认识。3本次活动选用了美工刀采取雕刻的方式进行加工凹槽，适合于软木。有条件的学校建议选用凿子加工硬木。4加工所作的材料最好事先已经加工成截面为正方形的木料，这样能节省操作时间。加工过程可分为 2 大步：第一步：6 根构件中的每一个构件的制作中都要
26、历经 划线锯割雕刻锉削等工序。第二步：还要修整并最后组装，直到完全吻合 为止。在第一步时，6 根构件。要注意小组内分工合作，否则无法按时完成加工。分工时可采取每人加工一根构件的方法，或者每人负责一个工序（比如 2 人划线，1 人锯割并雕刻，1 人锉削，1 人雕刻等） 。这两种分工方法会有明显的差异，从实际情况来看，由于每个组的工具限制，第二种方法的分工和加工流程更为合理。采取第二种分工方式中，负责划线的 2 人中其中之一应为这次活动的主要负责人（不一定是组长，也可以是其他成员） ，在加工过程中应对其他成员沟通加工中的要求等，这样的分工合作才能保证明确而高效。整个活动成功的关键也在于组长对组员的
27、加工过程的管理，要避免一个做事，其他人在旁边观看而无所事事不知道应该干什么的局面。第二步是修整并组装，这个过程必须有相对长的时间才能保证质量，对构件尺寸不断的修改直到完全符合，这也就是说，在第一步的加工过程中，我们对尺寸应该有所预留一定余地，用以在这一过程对尺寸作出调整以保证精确的吻合。5参考答案这一部分主要写一些学生的体验，如果每个小组都能顺利的体验加工全过程，在这一定会有一些切深的体会。分工合作的好坏对加工时间的影响是非常大的，特别优秀的 50 分钟多一点能完成，而且作品质量非常高。分工不好，出现一人包干的 80 分钟未必能完成，即使完成也是匆忙了事，作品会相当的粗糙。1每个木条需要经过划线 锯割雕刻锉削等工序。每一处环节的加工，都会对最后作品精确度产生影响，尤其是划 线和锉削环节， 对尺寸影响 较大。划线时应根据尺寸有所预留，锯口会有一定宽度； 锉削可让表面平整而光滑； 锯割和雕刻时的失误会让工件报废，用美工刀雕刻时要注意安全，不要伤到手，刀片伸出长度应该稍短。2略
