高中通用技术二水火箭的设计教学设计学情分析教材分析课后反思.docx
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高中通用技术二水火箭的设计教学设计学情分析教材分析课后反思
系统的设计
——水火箭模型制作教学设计
【指导思想与理论依据】
美国著名教育家杜威在批判传统学校教育的基础上,提出了“从做中学”这个基本原则。
杜威认为,应该给一个开放的空间,让他们自己去发现问题,自己去做,在做中学,使他们有机会亲历探究科学的过程,这样会形成一种积极的自主、合作、探究的学习方式,变被动学习为主动探究的学习。
【教材分析】
通过实践来培养学生的技术素养,把知识内容贯穿于学生体验活动中,是通用技术“学中做、做中学”教学理念的体现。
学生亲历技能学习的实践过程,从中可以体验和领悟技术操作的要领和方法。
它对学生掌握技术设计的过程,实现方案到产品的转化具有重要作用。
《水火箭模型的制作》一节是在设计方案制定的基础上进行的,通过动手制作把抽象的纸介设计实体化的过程,是极大激发学生兴趣、和创造力的过程,其过程不仅包含着技术及其设计的重要思想和方法,还蕴藏着能迁移到学生日常生活、学习等广泛领域的思想和方法,让学生在亲切自然的氛围中获得知识。
本节课虽然是系统设计的内容,但它以结构与流程的知识为基础,同时又为控制内容打下了基础,形成知识的前勾后连。
【学情分析】
[学生经验及知识背景分析:
]
在对系统的结构、系统的分析、系统的设计有了初步的了解,对系统设计应考虑的问题和简单系统的设计步骤有了一定的了解,但是他们对设计一个完整的系统还缺乏信心,部分学生对系统的知识掌握还不够,一定程度上对系统的设计综合实践造成障碍。
但是高一、二的各种方案制作和模型的具体制作,学生的动手能力有很大提高,小组合作学习、探究学习、自主学习的学习方式比较习惯,小组捆绑式作业的方式对学生创造力的发挥和作品的完善都有很大帮助。
[学生学习和发展分析:
]
通过小组合作制作系统模型,把对系统的理论理解转化为实际制作,使学生进一步理解和运用系统设计的基本思想和方法,对系统理论的整体把握在实践得以锻炼而升华
【教学目标】
1.知识目标
初步掌握系统设计应考虑的主要因素及系统设计的一般过程和方法。
2.技能目标
学生亲历技能学习的实践和交流过程,从中体验和领悟技能操作的要领和方法,培养运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力。
3、情感目标
(1)通过模型与原型的制作,形成认真严谨的做事态度,提高探究和创造能力。
(2)培养学生的协作精神与团队精神。
【重点难点】
1.教学重点:
运用系统设计的知识进行简单的系统设计,提高实践能力,培养学生技术素养。
2.教学难点:
系统设计的实践操作,运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力
【设计思路】
环节解析
1、点评引入:
①宣布小组评分,激发学生参与和竞争意识。
②对方案的科学性和技术的严谨性和实用性等多个方面进行点评,为接下来的模型制作作好准备。
2、实施制作:
①分发工具,明确责任保护工具。
②小组分工:
组长明确分工任务,这是通过小组合作快速有效完成任务的前提。
③通过时间控制和纪律评价方式维持制作课堂高效运行。
3、测试评价
每组按照自己组所分的任务(测箭头、水量、发射夹角)进行测试数次,发现其中问题,有针对性的进行修改完善。
不断测试,找出自己所负责部分的最佳值。
小组发言人分析自己小组测试过程中发现的问题及修改方法。
4、总体完善
各组根据不同小组测试的最佳结果整体修改完善水火箭模型,达到整体优化。
5、总结反思
学生从知识联系实际,制作收获、感悟、体会以及活动对习的帮助等不同方面进行总结反思
【教法与学法】
在教学实践中让学生分成学习小组进行设计并给出设计方案,让学生在技术实践中学会系统设计的方法,教师引导学生进行总结和提升。
通过对简单系统进行设计,把系统的思想贯穿于整个设计当中,初步学会简单的系统设计的基本方法,学习如何进行系统设计。
以竞赛的方式组织教学,实行任务驱动进行组内合作和组间竞争。
在制作过程中明确分工进行流程优化,对流程优化的小组进行奖励以提高制作效率。
在测试评价的过程中组织学生对作品存在的问题及原因从结构和系统的观点进行分析以达到知识的学以致用。
【教学资源】课前准备
1、工具材料分组
工具:
剪刀8把、壁纸刀8把、钢直尺8把、铅笔4支、自制漏斗4个
材料:
大胶带8卷、硬纸板4*4张,3*4个饮料瓶(矿泉水瓶)喷嘴4个。
公共材料:
沙(1桶)
2、方案
各组上交的方案
3、发射试验工具
发射架4个,打气筒4个、水1桶
【教学过程】
教学环节
教学内容设计
设计意图
导入新课
点评
方案
对上节方案设计比赛结果进行总结(草图清晰、装配图、尺寸标明确,可操作性强,细节考虑周全),表扬方案设计最好的小组和纪律、小组合作最好的小组。
见附表1,附表2
多媒体展示:
教师对各组上节课制作的方案从系统的进行点评
点评方案中体现的系统知识
点评方案中存在的问题
点评参考:
从系统设计的观点来看,这个方案具有以下优点:
1、此方案能够用子系统的观点和系统的定义来考虑系统的整体,从箭头、载人仓、动力仓、箭翼等子系统的组合达到系统整体的目的性。
这样处理便于分工合作,优化制作流程,提高效率。
2、能够考虑动力仓中装水量和空气量的比例对水火箭动力的影响,这正是对系统的相关性的应用。
3、为达到系统的目的性,精心设计了箭翼的形状和大小,还有整个箭体的流线形设计。
4、把水火箭系统和发射系统作为一个大的系统进行把握,体现出了系统的层次性,
方案制定过程中同学们主要存在以下几处问题.
文字说明部分表述模糊,如箭翼和箭体的连接方式没有说清楚。
在实际制作过程中就会遇到连接不牢固的问题。
这个细节在制作方案的过程中没有考虑清楚。
尺寸标注不规范,数值和尺村标注线应该平行,尺寸标注线两端应该有箭头。
从方案设计和小组纪律、小组合作两个方面对学生作评价,宣布比赛结果及鼓励成绩好的小组,以激发学生的竞争意识和小组合作精神。
让学生明确方案中存在的问题进行适当修改
明确系统的知识在方案中的应用。
明确
任务
多媒体展示:
重申本节课的制作任务和要求:
小组合作制作一个水火箭模型,要求射程最少10米。
明确制作任务和要求,引导学生以树立目标意识以提高制作制作质量。
实施制作
分发
工具
小组长领取工具,对照工具材料配备表进行检查。
工具材料配备表:
工具:
剪刀2把、壁纸刀2把、钢直尺2把、铅笔1支
材料:
大胶带、硬纸板4张,三个饮料瓶、漏斗1个,喷嘴1个。
发射用工具:
发射架,打气筒
公共材料:
沙桶
让学生形成工具使用管理意识,爱护工具,节约材料。
对照
方案
明确
分工
各组对照本组方案明确分工,快速完善装配图和尺寸标注
明确分工,优化制作流程,提高制作效率。
小组
合作
实施
制作
15分钟时间,各小组按分工进行水火箭模型制作。
教师巡回指导,发现其中一些提高制作效率的小技巧。
教师记录学生合作表现情况和小组课堂纪律,对合作和课堂纪律不好的小组进行提醒。
每组找好记录员(负责测量、记录、填写表格。
如发射夹角的大小、火箭头的轻重、装水量的比例、机翼的大小和形状等)
按组分好发射架、打气筒、喷嘴
多次提示剩余时间
强化时间和竞争意识,有利于加强小组合作,提高制作效率。
模型制作让学生体验从技术图样到模型这个把图纸加工成实物的操作过程,体会技术交流和重要作用。
在想和做之间存在着冲突时,在操作过程中学生能够创造性的解决问题。
培养学生在实践中完善方案的能力。
制作
结束
好!
时间到,同学们放下手下中工具。
进行我们的第二个环节,对模型进行测试。
全体起立,各小组立即放下手中制作工具并放在包里,请各组长到前面领取发射架和打气筒等工具。
各小组带好水火箭、制作工具、和发射架、打气筒到操场集合。
为测试做好准备
测试
优化
测试
准备
按组分发水火箭测试记录表和原因分析表(附表3)
重申一次操作员、记录员、观察员各自的任务分工
优化发射流程,让学生在测试过程中达到有条不紊的进行,以提高测试效率。
分配
任务
各小组听清楚发射要求:
每组各发射3-5次
一组测试火箭头子系统对水火箭系统的影响,需要我们每次改变火箭头的装沙量并进行测试。
测试多次,找出最佳箭头重量,并做好记录。
二组测试动力仓中装水量多少对水火箭的影响,每次测试改变装水量的多少观察试验效果。
找到最佳水/气体积比。
三组测试发射夹角对射程的影响,在多次测试中不断改变发射架夹角,找到一个最佳发射角度。
四组测试箭翼的形状和大小对水火箭的影响,改变箭翼的形状和大小后测试多次。
观察每次射程的远近。
时间是10分钟
通过比赛和测试让学生体验成功的快乐。
分子系统进行优化,进行小组间合作,提高测试效率,使测试结果更有针对性,结果更准确。
教师巡查并指导
例一组指导语言
提示:
除了每次测试火箭头中装沙量不同外,其他的变量(发射仰角、箭翼、装水量多少)都要尽量一样。
提示学生注意安全。
通过测试优化子系统,找到水火箭子系统的最优化结果,为系统整体的优化做准备
测试过程中找出问题原因并运用所学的知识进行分析,达到学以致用。
小组讨论:
现在各小组针对你们组的试验问题,进行小组讨论,对试验结果进行系统分析。
各小组整理一下你们的发言材料,确定好发言人
时间5分钟
本环节是一个理论联系实践的过程,各组对试验中的问题进行系统分析,用系统的理论知识分析、解决试验问题,是学生素养提高的一个关键点。
小组
发言
教师
点评
要求:
各小组认真听取其他小组的发言,我们要综合利用各组的试验结果对你的作品进行修改完善。
每组分析各部分子系统优化结果,并从系统的观点来分析发射中存在的问题,并提出处理措施。
教师对学生的点评进行理论概括,形成实践与理论的联系。
一组——四组学生到前面说测试分析
点评参考:
点评:
如1组同学观察细致,能够从水火箭的发射轨迹上看出箭头太重影响着水火箭的射程
点评:
2组同学认真分析了动力仓中水和气压的关系,适当调整水和气体体积的比例来达到目标最优化。
水和气压的关系调整正是运用了系统的相关性来解决的问题。
点评:
3组同学视野比较开阔,他们不但注意了水火箭系统自身的调整,还能从发射系统上来优化目标。
这正是体现了系统的层次性思想。
点评:
4组同学能够把系统所处的外部环境及其影响因素分析得比较透彻底,如改变箭翼的大小和形状来减弱风向和风速对水火箭系统的影响。
对系统的完善正好体现出了系统的环境适应性这一特性。
总结
整体
测试
教师:
各小组在水火箭制作和发射环节中活动认真,参与积极,并且能够从水火箭系统的整体性出发考虑问题,每个子系统的优化都围绕着整体目的出发进行修改完善。
经过试验,我们每个小组对每部分子系统作了不同的优化,并且得出了每部分子系统的理想结果,现在我们每个小组利用优化后的结果综合优化一下你的水火箭模型,进行最后一次测试。
运用试验得到的结果对模型进行改进,形成对整个系统的整体目的性,完成本节课提出的目标。
各小组对水火箭系统进行整体优化、完善,测试。
完成发射不低于10米的要求。
完成本节课的制作目标,激发学生的成就感
附表1:
水火箭方案制定表
班级:
组别:
组长:
组员:
草图
说明
效果图
装配图及尺寸标注
箭头
箭翼
载人仓
水火箭发射人
问题
1、箭头应设计成什么形状才能减少飞行时的空气阻力?
2、箭头是否越轻或越重越好?
3、水火箭为什么要装上箭翼?
箭翼形状和大小是否可以随意设计?
4、动力仓中是否加水越多动力越大?
你认为应该多少合适?
5、发射架的夹角是否越大越好?
你认为合适角度应该是多少?
6、打气时频率快一点还是慢一点射程更远
方案制定细化要求
方案说明
箭头
要求
在纸板上画出尺寸
确定装多少沙子
箭头和载人仓的连接如何达到稳固
纸板如何防水
制作人:
箭翼
要求
箭翼由几块组成
箭翼形状如何确定才能最大限度的减少阻力?
箭翼粘放位置以起到最佳平衡作用?
在纸板画出尺寸
箭翼和箭体如何连接才能稳定
纸板如何防水
制作人:
载人仓
要求
认真思考后在饮料瓶上画好剪切线
箭头、载人仓和动力仓的连接牢固
制作人:
水火箭发射人
要求
动力仓中是否加水越多动力越大?
你认为应该多少合适?
发射架的夹角是否越大越好?
你认为合适角度应该是多少?
打气时频率快一点还是慢一点射程更远,
附表2:
方案制定评分表
班级
组别
组成员
方案详实可行(20)
课堂纪律(10)
小组合作(10)
方案总
得分
1组
2组
3组
4组
5组
6组
7组
8组
附表3:
水火箭原因分析表
班级:
组别:
试验目的:
研究箭头子系统对水火箭系统的影响
试验次数
箭头重量
(估量)
发射角
(估量)
水量/空气(比例)
打气次数
箭翼大小形状
(画出形状标明尺寸)
射程
(目测)
试验一
试验二
试验三
存在问题
从系统的观点分析原因
处理方法
学情分析
学生对系统的结构、系统的分析、系统的设计有了初步的认识,对系统设计应考虑的问题和简单系统的设计步骤有了一定的了解,但是他们对设计一个完整的系统还缺乏信心,部分学生对系统的知识掌握还不够,一定程度上对系统的设计综合实践造成了障碍。
但是通过高一学年中各种方案制定和模型的具体制作,学生的动手能力有很大提高,小组合作学习、探究学习、自主学习的学习方式比较习惯,小组捆绑式作业的方式对学生创造力的发挥和作品的完善都有很大帮助。
通过小组合作制作系统模型,把对系统的理论理解转化为实际制作,使学生进一步理解和运用系统设计的基本思想和方法,对系统理论的整体把握在实践中得以锻炼而升华
模型制作课效果分析
(学生体会)
问题一:
谈谈你在水火箭模型制作测试课中的体会
学生一(8班侯弦弦)
在水火箭模型制作课的制作过程中,我学到了不少课本中所学不到的知识。
平时看到一些简单模型,心里大不以为然,以为很简单,谁都会做,可是在这堂课上,在自己亲手制作时,才发现,原来不是那么简单。
要想达到目标,必须使各部分统一协调,要利用科学的思维来考虑水火简明的每一部分。
如我负责的箭翼的裁剪,要让水火箭整体飞得更快一些,箭翼大了不行,小了也不行,如何达到恰到好处现在还真说不准。
需要不断改变大小和形状进行试验。
再如箭翼和箭体的连接如何实现稳固,我也变换了好几种方案,通过借鉴其他组的方法并加上了一点自己的创意使得连接起来更牢固,在发射过程中除了关注射程外,我更加关注了自己负责的部分——箭翼,看到发射后没有变形并且帮助我们小组拿到了好的成绩,到现在还有点沾沾自喜的感觉。
系统部分知识本来就很抽象,但通过体验了水火箭模型的制作和试验的全过程后,对系统的整体性、动态性、相关性有了更深层次的理解。
我希望以后多开展这样的课程,因为它比让我们坐在教室里看书,听老师讲解更容易被接受,更容易被理解,更容易被消化。
学生二(7班郑洁)
通过这堂技术活动实践课,我除了感到制作的艰辛,更体会到团结的快乐。
小组合作中每个人都是重要的,都应该积极地融入到活动中来,除了组员间的帮助,每个人应该自我督促,积极的活动。
虽然我在其中并没起大作用,可毕竟在那个模型上有我的创意的印迹,有勇气表现出来已经会很满足,这是我参与团结合作的开始。
在集体中不要太在乎自己,只要以集体利益为最终目标,就不会患得患失,就如最终我们小组也完满成功的完成了作品,其中就凝结了我们对生活的热忱,凝结了所有组员的智慧。
通过技术课的实践,把理论课上所学的知识应用到制作实践中,使我们学有所用,这样的学习方式我们更容易接受。
问题二:
你是怎样理解在水火箭制作课中理论与实践的结合的
在本节水火箭制作测试课中,我们分工进行了制作和测试,在制作中我负责制作的箭头,由于考虑到箭头太轻会影响火箭发射的方向,所以把箭头中多装入了一些沙子,但在测试环节中却发现因为箭头太重出现发射轨迹的严重变形,不是一种近似弹道的形状。
所以我得出子系统的设计必须从系统整体的目的性为目的,对1+1>2这个理论有了更深的理解。
问题三:
你是怎样理解技术素养的?
在本节课中怎样体现出技术素养的培养?
我认为的技术素养不仅仅是动手能力的培养,还是一种思维方式的培养,是一种解决问题的综合能力的培养。
水火箭方案制作不仅仅是做好哪一部分子系统的问题,它是一个整体,必须从系统的整体目的性出发进行设计,因些在此过程中我们不但要考虑箭头、载人仓、箭翼等的分工制作,并且还是认真研究水火箭发射过程中的影响因素,如风向、风速和发射夹角对射程的影响。
制订方案的过程培养了我们思考问题、解决问题的能力。
在水火箭制作过程中培养的是我们的动手制作能力,箭翼的和箭体的连接没有考虑清楚,所以导致对方案的重新修改完善。
教材分析
水火箭模型制作是广东版《技术与设计2》第三章第四节的制作实践内容,通过水火箭的设计与制作,引导学生学会系统分析的基本方法和系统的优化。
《水火箭模型的制作》是在设计方案制定的基础上进行的,通过动手制作把抽象的纸介设计实体化的过程,是能极大激发学生兴趣、和创造力的过程,其过程不仅包含着技术及其设计的重要思想和方法,还蕴藏着能迁移到学生日常生活、学习等领域的思想和方法,让学生在亲切自然的氛围中获得知识。
本节课虽然是系统设计的内容,但它以结构与流程的知识为基础,同时又为控制内容作了铺奠,形成知识的前勾后连。
知识目标:
初步掌握系统设计应考虑的主要因素及系统设计的一般过程和方法。
技能目标:
学生亲历技能学习的实践和交流过程,从中体验和领悟技能操作的要领和方法,培养运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力。
情感目标:
通过模型与原型的制作,形成认真严谨的做事态度,提高探究、创造能力和团队协作精神。
教学重点:
运用系统设计的知识进行简单的系统设计,提高实践能力,培养学生技术素养。
教学难点:
系统设计的实践操作,运用系统的思想分析和解决问题的思维方式和能力
水火箭原因分析表
班级:
组别:
试验目的:
研究箭头子系统对水火箭系统的影响
试验次数
箭头重量
(估量)
发射角
(估量)
水量/空气(比例)
打气次数
箭翼大小形状
(画出形状标明尺寸)
射程
(目测)
试验一
试验二
试验三
存在问题
从系统的观点分析原因
处理方法
系统的设计
——水火箭模型制作课后反思
模型制作课是一种系列课,需要有方案的设计、模型的制作、测试评价、修改优化、反思总结等环节,本节课是一节模型制作课和测试优化课,它是建立方案制定基础之上,同时又为下节的评价总结作准备。
本节课的设计思路主要有以下三个环节:
环节一:
根据方案小组合作制作模型
环节二:
对水火箭模型进行测试
环节三:
评价总结,联系课本知识进行知识素养的拔高。
在整个课程中我努力以培养学生的技术素养为目标,强调了学生动手参与制作,在制作中体验课本知识的应用,把知识贯穿在操作过程中,让学生学以致用。
如利用结构的两个性质稳定性和强度指导水火箭的制作;利用方案上的草图、装配图和尺寸标注来加强分工和辅助制作,以提高同学们的读图交流能力。
利用流程的知识来解决小组合作分工,以提高制作效率。
利用系统的整体性和相关性解决水量的多少、和装沙量的多少问题。
本节课克服了制作课那种为了制作而制作的套路,让学生的技术素养在最后测试和评价中得到升华,即让学生通过测试和评价发现制作中存在的问题,利用学过的结构和系统的知识来进行问题分析。
优点主要表现在以下两点:
一是采用比赛的方式来控制课堂,让学生优化流程来加强小组合作,小组合作中提高效率,培养学生既合作又竞争的意识,也有利于组织课堂。
二是最后让同学们从结构和系统的知识来分析存在的问题。
使学生真正明白学了知识是来用的,通过发现问题、分析问题和解决问题三个环节使技术素养的培养得以实现。
同时本节课的二个不足
对于制作课常遇到的一个难题即课堂纪律的控制问题上处理乏力。
测试过程中的流程没有很好的控制,虽然我采取把纪律纳入了成绩总分和让班长控制纪律这两个努力,但测试水火箭发射的过程中纪律还是太乱。
最后是本节课最能提高学生技术素养的评价阶段教师包揽过多,没让学生深入思考,通过现象分析出问题本质原因效果会更好。
课标分析
课标中对本节课的要求:
1、通过简单的系统设计案例的分析,初步学会简单系统设计的基本方法
2、确定一个生活或生产中的简单对象,根据设计要求完成系统的方案设计
在设计本节课时我根据课标的要求选择了水火箭模型的制作,一是该水火箭方案目标和性能指标容易确定,如射程的确定与测量;二是学生已有的物理知识为水火箭案例的选择奠定了基础,如动量守衡定律和弹道;三是影响因素易于分析,控制影响变量易于实现,如发射夹角的调整和动力仓中水和气体比例的调整;四是因为该案例设计简单,成本低,试验效果明显;五是子系统明确,适合学生的分工合作,能充分调动学生参与的积极性;六是试验适合对不同的子系统分组进行测试,体现出实现系统整体效果最优化的整体目的;七是各个子系统之间的矛盾冲突及其解决易于测量和观察。
这七个原因决定了我选择水火箭案例来达到课标要求是切实可行的。
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