1.1.3 简单的技术试验 基于Arduino和“微力传感器”的纸张吸水性检测试验 说课教案-2023-2024学年高中通用技术地质版（2019）必修《技术与设计1》

地质版通用技术教材《技术与设计1》第七章第一节第二课时-----《简单的技术试验》。 简单的技术试验 ——基于Arduino和“微力传感器”的纸张吸水性检测试验 说课教师： 指导教师： 一、说课程标准 高中通用技术课程标准对学科核心素养进行了明确划分，参照附录一，我们发现，在素养1：技术意识的水平2中，要求学生能在技术活动的过程中，恰当处理人技关系，形成规范、安全的技术习惯；素养2：工程思维的水平5中，要求学生能运用模拟试验或数学模型评价设计方案， 通过趋势分析、风险评估等对相关方案进行优化和改进；素养5：物化能力的水平4中，要求学生能分析设计方案，并根据方案设计要求选择合适的材料，具有初步的工具思维和工匠精神，完成模型或产品的成型制作和装配；能对模型或产品进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写简单的技术测试和方案试验的报告。 结合教材分析发现，本节课的目标是让学生了解技术试验几种方法及其意义，并在体验技术试验的过程中，能选择正确的试验方法，设计试验方案，撰写试验报告。课程标准对本实践教学涉及的内容要求如下： 1. 能阐述技术试验的几种方法及意义，在对具体技术试验案例思考、分析的过程中认识到技术试验的重要性； 2. 在对具体案例的思考、分析、实践过程中理解常用的技术试验方法； 3. 能结合具体案例，选择合适的技术试验方法，设计试验方案，开展技术试验，撰写试验报告。 二、说教材 本节课选自地质版通用技术教材《技术与设计1》第七章第一节第二课时-----《简单的技术试验》。 从教材内容上来看，技术试验是技术设计过程中的一个重要环节，同时也是技术探究的一种重要方法，是整本教材的重点。学生在经历技术试验的过程中，有利于培养其技术素养，提高创新能力和实践能力，具有很高的教育价值。 此外，在地质版教材第七章第一节，设置了“对生态垃圾桶进行技术试验”的体验活动，来让学生亲自感受技术试验过程，教材中要求学生从以下三方面进行技术试验： （1） 对垃圾桶的外形尺寸进行检测，从而说明设计数据与实际数据的偏差值； （2） 分别观察垃圾桶空置时、投放垃圾时以及满载时的状态，对垃圾桶的稳定性与强度进行检测； （3） 通过多位同学进行检验测试，检测垃圾桶设计方案中的活动机构是否可靠。 经过以往教学，我发现该实践活动存在以下问题： （1） 学生要对垃圾桶的不同方面进行多次人工测试，试验时间较长； （2） 该体验活动主要是对垃圾桶的外形尺寸和结构等方面进行测试，试验内容陈旧，难以吸引学生兴趣，学生参与度不高。 基于以上问题，我们设计了新的技术体验活动，转而引导学生对纸张吸水性进行测试，以达到提高学生参与度，培养其技术意识的目的。 三、试验教学目标 （一）知识与技能： 1.了解开展技术试验的步骤，能够完成简单的技术试验； 2.掌握撰写技术试验报告的格式，写出简单的试验报告。 （二）过程与方法： 1.体验技术试验的规划过程； 2.能够对试验数据进行分析并得出结论； （三）情感态度与价值观： 通用技术课程标准指出：①熟悉从事技术活动必须具备的品质，能够安全而又负责任地参加技术活动，具有良好的合作和交流的态度，养成严谨、守信、负责、勤俭、进取等良好品质。②体验技术问题解决过程的艰辛与曲折，具有克服困难的勇气和决心，培养不怕困难、不屈不挠的意志，感受解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦。 依据通用技术课程标准，结合“知识与技能”、“过程与方法”教学目标的制定，我将本节课的“情感态度与价值观”教学目标确定为“培养学生良好的合作和交流的态度”。让学生真正感受需要同伴的帮助，需要听取同伴的意见，训练学生能够规范、严谨地表达自己的观点，以此实现“立德树人”的教育目标。 四、试验器材 1.由Arduino主板、水位传感器、蜂鸣器、红蓝指示灯灯模块、OLED液晶显示屏等构建的试验装置主体1； 2.由微力传感器构建的试验装置主体2； 3.尺寸分别为为长7cm、宽1.4cm，长21cm、宽3.7cm的A4纸、报纸、宣纸、牛皮纸各若干张； 4.透明水槽2个。 五、试验创新 1.自制“基于Arduino的纸张吸水快慢检测装置”（以下简称“装置一”）和“基于‘微力传感器’的纸张吸水量检测装置”（以下简称“装置二”），直观呈现不同纸张吸水快慢及吸水量多少。 本节课是要让学生在经历技术试验的过程，以及撰写试验报告，在技术试验过程中锻炼学生交流与思考的意识和能力。因此，给出一个合适的技术试验任务作为驱动载体，让学生经历技术试验实施和报告撰写的过程很重要。基于对教材内容和学生学情进行分析，我们设计自制了“基于Arduino的纸张吸水快慢检测装置”，并在学生提出质疑、查阅资料后再制“基于‘微力传感器’的纸张吸水量检测装置”，供学生体验、探究。 图1 装置一 图2 装置二 2.