一 技术与设计的关系多媒体教案及点评

《技术与设计的关系》的教学设计

一、教材分析

（一）．教材内容及其地位

本节课是第二章“技术世界中的设计”第一节“技术与设计的关系”。这节分为“设计是技术发展的重要驱动力”、“技术发展对设计产生重要影响”、“设计的丰富内涵”三个部分。而本节的重点在技术与设计的辩证关系上，因此它是由技术向设计过渡的重要小节。此外，本节还对全书涉及的设计进行了界定，指出这里的设计侧重指技术产品设计。从整册书的章节分布来看，本节课既是对前面“技术的价值”、“技术的性质”、“技术的未来”内容的进一步深化，更重要的是为后面的“设计中的人机关系”、“技术试验及其方法”及第三章以后内容的学习进行了铺垫，可以说本节内容在整个必修1模块中起着承上启下的作用。

（二）．教学目标

1.知识与技能

（1）理解设计的丰富内涵，知道技术设计和艺术设计的侧重点。

（2）理解技术与设计的关系，学会分析设计在技术发明和革新中的作用。

（3）了解技术发展对设计产生的重要影响。

（4）理解技术与设计相互依存、相互促进的关系。

2.过程与方法

（1）通过案例分析的过程，使学生学会多角度地思考问题，发展辩证思维能力；

（2）提高小组协作分析问题、解决问题的能力。

3.情感态度与价值观

（1）通过小组合作讨论，加强团队合作意识；

（2）培养设计的兴趣，能更好的关注身边的事物。

（三）．教学重点和难点

教学重难点：技术与设计的辩证关系。

二、学情分析

通过第一章的学习，学生对技术的有关内容有了初步的了解。但高中阶段的学生对“设计”的概念比较粗浅和模糊，大多数同学没有经历过设计的过程。因此，学生既缺乏感性的

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认识，更缺乏理性的认识。设计本身又包含着很大的知识量，那么怎样铺垫本节的教学，激发学生的兴趣，对今后的教学来说是至关重要的。本节教学针对我校平行班的理科学生，他们的思维比教活跃，自觉性较好，学习能力处于中上水平。在此，我们就从飞行技术的发展入手，引入大量的设计案例，强调产品的设计是人类发挥主观能动性的结果，在此基础上让学生形成设计的概念，打破学生对设计已有的神秘感和畏惧感，从而培养学生对技术和设计的积极情感，并阐明技术与设计的辩证关系。这对后续设计的学习进行了很好的铺垫，也十分符合学生的认知规律。

三、教法和学法：

1．故事教学法

本节以飞行技术的发展为主线，采用故事的形式进行教学。用故事内容代替讲课内容，可以吸引学生关注、激发学生兴趣、启发学生的思考，并从故事中体会设计的涵义，领悟到技术与设计的辩证关系。

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案例教学法

为了突破本节教学的重难点，引导学生分析技术与设计间的关系，本人在此引入案例教学的方法，即在飞行技术发展的情境中，引领学生观看“莱特兄弟发明飞机”“飞机类型的发展”的案例，通过对案例的分析、讨论、交流等活动，从而让学生理解技术与设计的辩证关系，进而提高学生分析及解决问题的能力。

3．动手实践法

设计是基于一定设想的、有目的的规划及创造活动。为了说明科学原理在设计中的重要性，在此我们引入“吹纸实验”的实践活动，让学生在动手中体会“空气流速与气压的关系”，理解飞机升力产生的原因。从学生的动手实践的效果来看，他们参与的热情非常的高，并提升了他们的知识应用能力和迁移能力。

四、教学过程：

飞机的发展

历史的回顾

飞机的诞生

早期的试验

新课的导入

飞行的向往

飞行的发明

最初的尝试

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新课的导入

通过第一章学习，我们已经清楚地知道了技术的根本目的是要解决实际问题，而要产生的解决方法，主要通过设计这个手段。因为通过设计，人们可以把自己或他人的创造性想法

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具体化，制定出可供实施的具体技术方案。从今天开始，我们将一起走进第二章的内容——技术世界中的设计。在我们的身边有许多大家熟悉的设计，装潢设计、建筑设计、服装设计等等。设计有着丰富内涵，它是一项智力性的活动，必须考虑多方面的问题。比如我们考虑台灯的设计，台灯的设计要考虑它的功能、材料、性能、操作性等方面，主要侧重于产品的实用价值，我们称它为技术设计。再比如我们考虑雕像的设计，雕像的设计要考虑它的美观性，主要侧重于产品的欣赏、审美，我们称它为艺术设计。一般意义上的设计指的是综合设计，它涉及到广阔的领域，它往往将技术设计与艺术设计结合到一起。那么设计与技术间到底有着怎么的关系呢？接下来，我们就来学习本章第一节的内容：技术与设计的关系。今天我们讨论的技术是身边的交通工具——可以带我们飞上天的飞机。那么就让我们来看一下飞行技术设计与发展的过程。

2.

飞行的向往

从古代起，受鸟类飞行的启发，人类就对飞翔充满着渴望，但由于当时生产力过于低下，人类飞行的梦想一直都无法实现，于是就将寄托于神话和传说当中。例如：中国“嫦娥奔月”的故事、《封神榜》中的雷震子、《西游记》中的孙悟空，还有古阿拉伯神话《天方夜谭》中的飞毯等形象，都寄托着人类想要飞的愿望。

3.

飞行的发明

（1）风筝

风筝是最早的飞行器，它是中国古代发明的，距今已有二千多年的历史。大约在公元五世纪，风筝传入太平洋诸岛和阿拉伯，到中世纪才传入欧洲。

（2）走马灯

另一项发明是中国古代的走马灯，它是利用加热空气冲动纸轮旋转工作的，早在公元十一世纪前就在我国出现。它是现代喷气发动机燃气涡轮的鼻祖。

（3）玛雅飞行器

玛雅飞行器是存在于公元500—800南美哥伦比亚繁荣文化的遗物，长6cm，宽5cm的这个装饰品在发掘当初，是王族使用和垂饰。但是现代航空力学专家分析认为，该物品的机头、座舱、主翼、机身、垂直尾翼、水平尾翼一应俱全，形态完全符合航天力学理论，于是被称为“黄金航天飞机”。

（4）飞行器草图

15世纪，意大利科学家、画家达芬奇绘制了大批飞行器的草图，如扑翼飞机、直升机等，当时的不少草图都给后期的设计带来了一定的借鉴，但由于当时的技术水平过于低下，并不

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能够满足设计的要求，所以当时的设计就都成了“纸上谈兵”。

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最初的尝试

早期和飞行相关的发明都没有带人飞上天，为了实现飞行的梦想，人们就必须要付诸于实践，于是在早期人们就做了一系列的尝试。

（1）鸟人试飞

观看微视频：早期的一位鸟人，打扮成飞鸟的样子，想要从高处进行试飞，可惜的是结果并不如人意。虽然是这样，但在当时生产力低下的年代，有这种想法的人有很多，但他却勇于去尝试。“失败乃成功之母”，他的试飞也告诉后人这样的飞行是行不通的。

（2）热气球

终于在1783年6月5日，法国人蒙哥尔菲兄弟制成了第一只热气球，成功的飞上于天空。

（3）飞艇

飞艇就是带动力的，可操控的的气球。1852年法国工程师在长44米，最大直径12米的橄榄形氢气球的吊舱内，安装了一台2.2KW的蒸汽机推进的三叶螺旋桨推进装置，制作成了第一只可操纵的气球——软式飞艇。

5.

早期的试验

轻于空气的热气球、飞艇能上天是很好解释的，那么比空气重的飞行器如何才能飞起来呢？早期的尝试激励着人们继续沿着这个方向去努力。

观看微视频：早期的飞行试验包括像鸟一样的扑翼式飞机、类似于放风筝的飞机、加上动力的自行车、早期的滑翔机等等。早期的飞行试验都面临着失败，那么和现代的飞机相比，早期的失败原因是什么呢？

【活动1】小组讨论：为了使机械动力飞行获得成功，存在着哪些问题需要解决？

（1）作为动力源的发动机问题

（2）飞行器在空中飞行时的稳定和操纵问题

以上的两个问题，哪个应该先解决，哪个应该后解决呢，据此当的探索家们分成了两大派别。一派别试图先解决前一问题，使飞行器升空，然后再解决后一问题，其代表人物是法国的阿代尔等。阿代尔在1890年制成的一架蝙蝠状的飞机，因为控制的问题坠地摔坏了。另一派别则先制作无动力的滑翔机，再在滑翔机上安装发动机，使之可成为能飞的飞机。在试验滑翔机的飞行方面，成绩最为显著的是德国的李林达尔，李林达尔由于在滑翔机方面做出了卓越的贡献，所以后人把他称为“滑翔机之父”，可惜的是，他在一次滑翔飞行中不幸

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坠机身亡。

6.

飞机的诞生

李林达尔遇难的消息震惊了当时的探索家，这里还包括美国的莱特兄弟。在报纸上得知李林达尔身亡的消息后，他们决定沿着李林达尔的思路，继续来进行飞机的设计。莱特兄弟本来是修理自行车的，他们就利用修理自行车微薄的技术和收入，拿来进行飞机的研究。于是，他们在学习前人著作和经验的基础上，分析其成败的原因，并用自制的风洞进行了大量的试验。于是，在1900年他们制成了一架双翼滑翔机，在进行成功的滑翔飞行试验后，又开始了动力的飞行试验，最终莱特兄弟获得了成功，为什么莱特兄弟的发明会取得成功？

观看微视频：莱特兄弟发明飞机的故事

【活动2】小组讨论：莱特兄弟的设计为何会成功？而前人却没有成功？

（1）信念：莱特兄弟对研究有执着的信念；

（2）经验：莱特兄弟吸取了前人失败的教训；

（3）技术：15世纪，达芬奇绘制了大批飞行器的草图，但由于当时的技术水平过于低下，因此所有的设计就都成了“纸上谈兵”。而到了莱特兄弟时期，飞机的设计已经有了一定的基础，两兄弟又将修车的技术运用到飞机的研制上来，最终他们将帆布、钢丝、木材制成了最早的飞机，并取得了试飞的成功。通过达芬奇及莱特兄弟时期的比对，说明技术是设计的基础，如果没有技术的平台，再好的设计也是无法实现的；

（4）科学原理：莱特兄弟可以成功，因为他们运用了科学的设计原理；那么飞机为什么能飞上天呢？飞机升空的原理是什么呢？

【活动3】动手实践：吹纸实验

吹纸实验后，发现纸条上方气体被吹走，吹走后上方压强小，下方压强大，上下形成压强差，纸片就这样被托起来了。这个实验涉及流体力学的原理：流速快、压强小，流速慢、压强大；

而飞机的机翼上表面是弯曲的，下表面是平直的，这样上翼面的气流流速大，气压就小，而下翼面的气流流速小，气压就大，上下形成压强差，于是机翼上就产生了升力。

影响升力大小的因素：实践表明，飞机的升力大小与机翼面的大小、飞行的速度、翼面的弯曲程度有关。同时升力的大小也与迎角有一定的关系，科学家通过研究表明，当飞机由起飞开始向上抬头时，刚开始机翼迎角越大，升力就越大，之后随着机翼迎角变大，升力就越小。临界状态升力突然变小，飞机就会从天上掉下来，这就是飞机的失速现象。此时的飞机就像是秋天的落叶一样，它是打着弯的往下掉的，这就是飞机的尾旋效应。因此飞机要成功飞行，就要遵循科学的设计原理，要注意科学的驾驶方法。由此可见，莱特兄弟成功发明飞机，这

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在当时是一件十分了不起的事情。

7.

历史的回顾

人类历史上第一架飞机发明了，在飞行器的发展过程中，人们的设计有成功，也有失败的案例。

【活动4】小组讨论：在飞行器的发展历史中，有哪些设计是取得了成功的？风筝、走马灯、热气球、飞艇、飞机；

从早期的风筝、走马灯，到后来载人上天的热气球、飞艇，再到莱特兄弟发明了飞机，在这个过程中，我们的飞行技术不断的向前推进。而过技术发展的过程离不开设计师笔下的设计。在此人类的设计有着成功，也有着失败，但是他们一直沿着自己的梦想，一步步去设计，一步步去实践，最终发明了飞机。由此可见，是设计推动了技术的发展，设计是技术发展的内在驱动力；

8.

飞机的发展

自从莱特兄弟发明飞机之后，飞机又不断的进行着发展，之后飞机的类型又变得越来越多样化。

观看微视频：飞行器的类型及发展

【活动5】小组讨论：莱特兄弟发明飞机后，之后的飞机又出现了哪些类型？是什么原因使得飞机的类型变的多样化？

轰炸机、客机、喷气式飞机、战斗机等。其中早期飞机用的材料是帆布、钢丝、木材，之后铝合金引入了飞机的设计中，于是在英国就出现了用铝合金设计的客机。后来随着技术的发展，涡轮发动机应用到了大型的客机中，于是又出现了喷气式飞机，它很好解决了飞机功率不足的问题......由此可见，技术的发展使飞机的设计变的丰富，所以是技术的发展丰富了设计的内容。

9.

总结归纳

（1）设计是技术发展的内在驱动力；

（2）技术是设计的基础；

（3）技术的发展丰富了设计的内容；

10.

作业布置

飞机的设计对大家都说太高深了，但同学们小时候都玩过纸飞机，大家对纸飞机是非常熟悉的。现在世界纸飞机大赛总决赛作为国际比赛项目，已成为一种深受人们喜爱的全球性运动。一般国际性的纸飞机大赛比的是“距离最远”、“时间最长”以及“最有创意”几个

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项目。目前世界上飞行最远的纸飞机吉尼斯纪录为 69.14米，是由美国人乔·阿尤和约翰·柯林斯2012年2月在加利福尼亚创下的，依然没有人打破它，这个长度比莱特兄弟首次飞行的距离还要长。日本一名折纸大师以 27.9秒的成绩打破纸飞机空中滑行时间的吉尼斯世界纪录，他在比赛中使用的纸飞机全长10厘米，用一整张白纸折叠而成，没有经过任何剪裁。

课后作业：请大家对传统的纸飞机进行改进，并进行相应的试飞试验。准备材料：一张A4纸，辅助材料自选。

五、教学反思：

本节通过飞行器的发明故事，直观、自然地导入学习内容。再通过多个案例探讨技术与设计间的辩证关系，总体效果较好。

但在实际授课过程中应注意这样几点：

1. 注意创设宽松的教学氛围，使学生畅所欲言，尽可能暴露自己学习中存在的问题。

2. 本节教学时间比较紧，教师要注意把握时间和节奏。

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