【正文】 能“藐視重力”地穩(wěn)穩(wěn)豎立著，直到 布賴恩認為可以讓它們坍塌時，才弄出一陣輕風將它們刮倒。布賴恩搭建這座“撲克牌摩天樓”時，使用了頂?shù)教旎ò宓哪_手架，這座“撲克牌摩天樓”之所以無法再建得更高，純粹是因為受到了天花板的限制。因此我們建議用“落地式立體衣帽架”來代替。初次設計的時間為 15 分鐘，如果課時緊張的話，討論、修改并且確定的過程可讓學生在課后完成。 剪刀、 美工刀 、刻度 尺 、 螺絲刀 、 尖嘴鉗、鋼絲鉗、手錘、木工銼、木工鋸、手搖鉆，這些工具都在浙江省高中通用技術教學器材配備目錄中，每個活動小組分配一套。 始設計前，讓學生認真思考設計要求，教師可以提示學生使用日常生活中常見的產(chǎn)品作為材料來使用，例如臉盆、夾子、衣架凳子等等。它與普通衣柜最大的不同就是取、放都比較方便。 對于落地式 立體衣帽架，最基本的要求就是可以掛 4 件校服，而且整個結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，各個構(gòu)件和構(gòu)件之間的連接沒有被破壞。 例如木板：材料取得的途徑較多，價格便宜，容易加工，表面美化處理容易；但是易發(fā)霉、蟲蛀，使用壽命短，材料強度一般。 ?? 如下要求： （ 1）結(jié)構(gòu)對稱性、垂直度要好； （ 2）在結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性上達到較高要求； （ 3）結(jié)構(gòu)有創(chuàng)新，新穎。 ，教師應巡視教室，觀察各小組的活動情況并提供相應的指導。本次活動的主要目的是讓學生了解結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性設計的重要性，增加學生動手能力的訓練。 （ 2）如果本小組作品沒有達到設計要求，試分析在結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的設計上存在的問題。 另一種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足，整個傾斜甚至翻倒；又或者掛 2 件、 4 件衣服可以，但是掛1 件或者 3 件衣服就不行。 《技術與設計 2 學生活動手冊》教師參考 版權屬浙江省教育廳教研室 活動三 用筷子支撐鉛球 長興三中費根法老師、安吉孝豐高級中學顧翔立老師提供 一、 本活動說明 本活動是配合《技術與設計 2》結(jié)構(gòu)與設計單元第三節(jié)簡單結(jié)構(gòu)的設計所開發(fā)，本節(jié)教學的目標是讓學生熟悉設計一個簡單結(jié)構(gòu)應考慮的主要因素，能對一個簡單對象進行結(jié)構(gòu)設計，并繪制設計草圖，做出模型或或原型。為提高活動的質(zhì)量和效率，活動可分二部分進行，在第三單元第一課時結(jié)束時布置該活動，由學生利用課余時間進行設計分析和制定設計方案和畫出草圖，在上第三課時時讓學生動手制作、試驗。 活動提示 3 設計分析 A。三是因為筷子的截面是矩形的，如做成三條立柱的用釘子無法連接，可改用四根立柱的便于制作。 2）你準備如何解決支撐鉛球的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與強度的問題 （ 1）盡量降低支架的高度（保證不低于 10cm）， （ 2）選取材質(zhì)好一點、直徑粗一點、無傷痕的方便木筷， （ 3）盡量增加支架與地面接觸的面積， （ 4）支架的形狀和連接方式要穩(wěn)定牢固，可在支架的對角之間增加一根連接，使支架穩(wěn)定。設計圖完成后，讓學生按照圖紙開始制作支架。讓學生事先要考慮好制作的流程，怎樣又快又好、又便于制作。 2）試驗穩(wěn)定性和載重性時可分別進行。 4）試驗結(jié)束后教師可選出幾個穩(wěn)定性和載重性都比較好的支架進行講評，使每位同學都能在試驗進程中得到提高。 三、補充資料 上海東方明珠塔的結(jié)構(gòu)成錐型結(jié)構(gòu)，保證上面的球型建筑的穩(wěn)定。而其中很重要的一個因素就是缺乏對交通信號燈的工作流程的深入研究。如果設計的 好的話，不僅可以最大限度的緩解路口的通行狀況，還可以保證通行的安全性?；顒娱_始前，同學們必須完成活動提示 1 的填寫。 提示： 設計工作流程前最好按照時間 的順序，分別寫出各時間段車輛、行人通行的方向。當然，由于流程設計的技術層面的客觀存在，我們假設 60 秒為極限等待時間。所以在模擬試驗開始前，教師必須要求各個小組的同學認真、科學的對待本次試驗。 《 技術與設計 2 學生活動手冊 教師參考》編寫 要求 環(huán)節(jié) 1： 2 號燈全紅， 3 號燈直行燈綠，其余全紅。 環(huán)節(jié) 3： 2 號燈全紅， 3 號燈右轉(zhuǎn)彎燈綠，其余全紅。 環(huán)節(jié) 5： 3 號燈全紅， 2 號燈左轉(zhuǎn)彎燈都綠，其余全紅。 通過模擬試驗，同學們很容易發(fā)現(xiàn)如果該丁字路口的信號燈按照這種流程進行工作，問題會非常多。 2 號燈 —— 控制自西向東機動車的信號燈，不需要右轉(zhuǎn)彎燈。雖然不能提高通行效率，但是可以降低行人在等待的焦急程度，有效減少亂穿馬路帶來的安全問題和交通堵塞。如果是真實的十字路口，考慮的問題會更加復雜。雖然兩站之間只有三站路程，但由于交通擁堵，經(jīng)常要花半小時甚至 50 分鐘左右，有時候路上實在太堵了，很多同學就寧愿提前一站下車，步行到校或是回家?！睂W校科學探究小組負責老師吳志坤說，研究這個“生活問題”是學生們想到的，他們確實希望能找到原因，解 決問題，每天不用在路上花這么多時間。由于馬路寬，綠燈時間又太短，行人在通行到路中央時，綠燈就會變?yōu)榧t燈，行人不能從容橫過馬路，生命安全受到很大威脅。通常紅綠燈的設置時間有個公式： t=車流量 /路寬。根據(jù)馮曉杭組提供的華豐路口行人過馬路時間不夠的情況調(diào)查，交警部門已經(jīng)將最短 19 秒鐘的綠燈時間放長至 25 秒。通過這次活動，我們不僅可以了解到流程優(yōu)化的一般過程，還可以直觀的體會到流程優(yōu)化對生產(chǎn)效率的促進作用。另外，活動的前的準備工作不可以忽視，工具越全越多效果越好；學生準備的越充分效果越好。另外每組同學可以多帶些刻度尺、鉛筆和手錘。所以建議 缺乏活動條件的學校采用其他類似活動來代替，例如塑料泡沫方盒、桐木小筆筒或者紙兜的制作等活動，推薦手冊中的參考活動 —— 正方體紙盒的制作。 連接 鉆孔 鋸割 劃線 《技術與設計 2 學生活動手冊》教師參考 版權屬浙江省教育廳教研室 ，教師可以把這個小組完成的名次和所花費的時間寫在黑板上。 參考答案： 小組成員以模擬流水線的形式進行制作時的優(yōu)點： （ 1）增加單一工作的熟練度，提高工作效率； （ 2）提高了工具的利用率； （ 3）連接的工作一個人很難完成，需兩人合作較好。 參考答案： 增加小鋸床后 ，可以讓 3 位同學先劃線，一位同學進行切割工作；切割至少 5 塊后，劃線的同學分 1 人開始鉆孔；劃線完成后，兩人開始連接工序；鋸割和鉆孔完成后的同學也開始連接，直至全部任務完成。也可讓學生邊學習理論知識邊活動。 參考答案： （ 1）睡覺； （ 2）看書、自習； （ 3）洗漱、衛(wèi)生、洗衣等。 4．活動提示 3。 B. 供電子系統(tǒng)主要看開關、燈的配置是否合適，是否有利于起居，是否方便、安全。 5．問題討論 提示： 系統(tǒng)分析的綜合性原則，就是要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。也就是說，要根據(jù)人的活動規(guī)律、人體各部位尺寸和在使用家具時的姿勢來確定家具的結(jié)構(gòu)、尺寸和擺放位置。座椅也要配合。臺面至柜屜底不可超過125mm，否則，起身時會撞腳。注意課前通知學生按活動器材準備的要求備好材料 。 參考答案： 發(fā)條動力玩具應具備的基本功能是： 通過外力上緊發(fā)條，外力撤走后，被旋緊的發(fā)條通過機械機構(gòu)驅(qū)動玩具上的輪子，玩具因此向前移動一段距離，隨著發(fā)條的放松而停止。 G. 拆開玩具要細心，能拆到什么程度，就什么程度。 K. 認真試驗，驗證自己的觀點。要是不拆開的話，確實看不清發(fā)條和齒輪是如何配合工作的。本次活動既讓學生熟悉了系統(tǒng)設計的一般過程和方法，又提高了學生利用所學的技術知識解決生活中實際問題的能力，還培養(yǎng)了學生節(jié)省水資源的環(huán)保意識。但是由于各 個學校所處的環(huán)境和建筑物的各不相同，所以學生設計時應該也會有各自學校的特點。 低難度 —— 僅僅是收集校園的某一塊區(qū)域或者一幢建筑物所落下的雨水，進行儲存并灌溉附近的植被。 （ B）收集存儲子系統(tǒng)的功能是收集并存儲雨水；目標是盡可能多的得到雨水資源；工作環(huán)境一般在某個建筑物的頂部；限制條件是收集越多的雨水需要的存儲裝置就越大，雨水的質(zhì)量也就越大，這可能對建筑物頂部結(jié)構(gòu)造成破壞 。定時排水裝置的最大限制條件就是設《技術與設計 2 學生活動手冊》教師參考 版權屬浙江省教育廳教研室 計和制作的難度較大，定時的精確性難以保證。 灌溉子系統(tǒng)是把定時排出的雨水，按照預先設計好的方式對選定區(qū)域內(nèi)的植被進行灌溉的裝 置。該裝置一般也安裝在儲水區(qū)內(nèi)。因此不可以設計 5 個孤立的裝置，而是要考慮各裝置之間的互相作用和 互相影響。針對這些問題，教師應該鼓勵學生多設計方案，以便于更好的選擇；另外也可以給一些比較可行的方案提一些意見和建議。噴嘴正對著墻的外立面，每層樓安裝一個。這些細小的水流會對屋頂和外墻立面進行持續(xù)、大面積的清洗。 生物老師聽了徐洪的描述，基本上判斷是因為澆水出了問題。徐洪靈光一現(xiàn)，干脆自己設計一個能自 動澆水的機器。 “天平，微波爐”，這些就是徐洪測量土壤含水率的設備，挺像回事的吧。要是種著植物，植物肯定會喊渴，的確需要澆水。把花盆放在一個類似電子秤的裝置上，由于水的不斷蒸發(fā)，花盆輕到一定的程度，就自 動澆水了。 偶然間，徐洪在爸爸的一本書上看到有關電阻的內(nèi)容，忽然想到，潮濕的土壤能導電啊，那么土壤的電阻是否和含水率有關系呢？ 徐洪找來萬用表，嘗試著測量花盆里泥土的電阻。 有了思路就好辦了。通過測量 7 組樣品的電阻，就能得到電阻與含水率的關系。 爸爸為徐洪提供了一個現(xiàn)成的控制電路，只要稍作改動就可以用了，聽起來簡單，可對于剛上初中的徐洪來說就沒那么容易了。這玩意兒能靈嗎？他決定再實驗一下。沉淀后的雨水，在人工湖需補水時通過水泵提水補充人工湖用水，人工湖水滿后，多余雨水進入 過濾池，再通過回灌井補給地下水。 10 年間（ 1971~1980)的地下水回灌總量為 億立方米，其年回灌量占該市年用水量的 20%。如科羅拉多州、佛羅里達州和賓夕法尼亞州分別制定了《雨水利用條例》。在該建筑物內(nèi)每天回收 500立方米水用以沖洗該建筑物內(nèi)的廁所，其中 100 立方米為從屋頂收集的雨水。由于儲存容積有限，多余的雨水排入泰晤士河。通過采用新的衛(wèi)生原則，并有效地同雨水收集相結(jié)合，實現(xiàn)了雨水的最大收集。另外德國還 制定了一系列有關雨水利用的法律法規(guī)。在城市地區(qū)從屋頂收集雨水，收集后的雨水經(jīng)過收集管底部的預過濾設備，進入貯水池進行儲存。每年能從居民屋頂收集 645 萬立方米的雨水，如果用于沖洗廁所和洗衣服，將占居民沖洗廁所和洗衣服實際用水量的 68%。而建在地上的也盡可能滿足多種用途，如在調(diào)洪池內(nèi)修建運動場，雨季用來蓄洪，平時用作運動場。 《技術與設計 2 學生活動手冊》教師參考 版權屬浙江省教育廳教研室 活動九 腳踏式垃圾筒的控制 麗水中學 劉宏老師提供 一、本活動說明 根據(jù)《通用技術學科教學指導意見》，控制與設計單元第一節(jié)控制的手段與應用安排 1課時，本節(jié)教學可讓學生通過活動來體驗控制的手段，理解控制在生活中的應用。 3. 活動提示 2。 6. 問題討論 提示： 1. 這種裝置就其本質(zhì)而言，是屬于“一碰即開”的裝置，只是在中間加進了一些聯(lián)桿部件，主要是對力的作用方向進行改變，從而達到控制目的 。鑒于此，有人設想能否將垃圾桶也實現(xiàn)自動化 —— 自動翻蓋垃圾桶就在這一設想下誕生了。 當張開到一個合適角度時，壓迫限位開關 SW 對桶蓋進行緩沖， SW 的主觸點被壓到觸點 4上，此時電機停止轉(zhuǎn)動，桶蓋打開并等待 投入垃圾；當人站在桶前還未離開時，桶蓋并不關閉，是因為紅外線模塊繼續(xù)接收到信號，垃圾桶保持開蓋的狀態(tài)；當人離開時，垃圾桶由于電容 C1 放電會延時（ 2s）關蓋。 通過實踐活動使學生熟悉簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成和簡單的工作過程。其次應示范正確的電烙鐵使用規(guī)范，注意提醒安全事項，防止燙傷、燙壞工作臺等意外發(fā) 生。 三、參考答案 5． 1 光控電子鳥的輸入量是：光照的強弱。 5． 3 電路制作成功后，可以加上自己的創(chuàng)意設計。以培養(yǎng)善于觀察、提出問題和解決問題的能力，動手實踐能力。 參考答案： （ 1） 減壓閥在工作過程中主要的干擾因素有： A. 燃氣灶具的出氣量，當燃氣灶具的旋鈕調(diào)到高擋時，出氣量就多；當燃氣灶具的旋鈕調(diào)到低擋時，出氣量就少，這是主要干擾因素。 （ 2）減壓閥的控制方式屬于閉環(huán)控制。 （ 4）每次開啟鋼瓶開關時，聽到“絲”的一聲，漏的不是液化氣，是上氣室的空氣從呼吸孔排出的聲音。 三、補充資料 電壓力鍋的結(jié)構(gòu)與工作原理 電壓力鍋的基本原理 ： 發(fā)熱盤 通 電后 ， 加熱內(nèi)鍋 ， 當鍋內(nèi)有一定壓力時 ， 內(nèi)鍋向下發(fā)生位移 ， 鍋底的壓力薄膜片變形 ， 壓力開關觸點跳開 ， 發(fā)熱盤停止工作 ， 鍋內(nèi)壓力下 降， ,內(nèi)鍋上移 ， 壓力開關觸點閉合 ， 發(fā)熱盤得電工作 ， 如此循環(huán)往復 ，也是典型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 S1 為電源開關， S2 為壓力開關，閉合 S1 后，電路通過 R1 對電壓力鍋加熱，當鍋內(nèi)氣體壓強達到設定值時，水開始沸騰，鍋底向下移動，壓力開關與觸點 a 斷開，并與 b 點接通，起到控壓控溫的目的，此時保溫電路的總功率為 20W。通過設計制作，使學生能畫出簡單的控制系統(tǒng)圖，分析、理解其中的控制器、執(zhí)行器的作用。 參考答案： 3．設計分析 A．整套控制裝置要達到的目的是什么？所控制的對象是什么？ 目的：是蠟燭點燃產(chǎn)生高溫使雙金屬片彎曲變形，電路接通，電機通電運轉(zhuǎn)產(chǎn)生風能將蠟燭熄滅。 B．在設計