2.2 流程的设计（教学设计）通用技术苏教版2019必修2

课题 2.2 流程的设计 课时 1课时 教材版本 苏教版通用技术必修技术与设计2 年级 高二 教学目标 工程思维： 1.理解流程设计应考虑的基本因素是该流程的内在属性和客观规律。 2.通过流程设计，体会流程设计的基本思想与方法。 创新能力： 掌握流程设计框图的一般方法，能分析事物的内在属性与客观规律，并能进行简单的流程设计。 物化能力： 能根据设计要求选择合适的材料与工具，了解常用材料的属性及加工方法；在材料及其加工过程中，具有基本的安全、环保和质量意识。 图样表达： 结合实际需求进行合理的流程设计，并用流程图表达出来。 教学重难点 重点： 1.分析流程设计中应考虑的基本因素。 2.简单流程的设计。 难点： 不同的流程设计需要考虑的因素各有侧重，需要慎重分析，因为各个因素之间相互关联、相互制约，一定要深入了解该流程应遵循的内在规律，明确影响流程的主要因素。 学情分析 在前面一节内容的学习中，学生已经了解了流程，学会了不同的流程因其不同的类型及表达用途，往往采用不同的方式。在日常生活与生产中合理科学的使用流程图往往可以帮助我们更高效的完成任务。 目前学生的理解还停留在流程抽象的概念之中，因此本节采用项目加情境、合作加探究的教学方法，以制作手机支架为开始，以制作金属笔筒收尾，用任务驱动让学生进行自主合作探究，调动学生的学习主动性和积极性，提高学生的学习兴趣， 增强学生对流程设计的认识程度，体会流程设计的基本思想与方法。 课前准备 教学硬件环境：多媒体教室 教学资源：教学课件，三合板、手机支架的设计图纸，美工刀、线锯、手电钻、尺子、铅笔、剪刀等。 教学环节 教学过程 一、课堂导入 创设情境 说明本课时教学目标。 结合“走进情境”，说明孙宇单人制作，费时费力。如果让一个小组的同学共同参加，操作的流程应该怎样设计呢？ 二、新知探究 任务一 分析流程设计应考虑的基本因素 教师：人类生产和生活中的流程不是自然存在的，而是靠人们研究和设计出来的。 结合春节包饺子问题对比说明有科学流程和没有流程的区别，引导学生认识流程需要人们研究和设计出来。 教师：那么，如何设计流程呢？ 流程设计对于指导人们的工作、生活和有效地组织生产起着关键作用。同时，流程设计又是一项技术性很强的工作。因此，应以科学严谨的态度，充分考虑流程设计的基本因素和其他相关因素，遵循事物的内在性质、规律进行设计。 课件展示。 结合图片说明流程设计应当首先明确的具体目标：对于工作和生活方面的流程设计，主要应考虑节省时间、提高效率、提高质量等目标。对于生产活动的流程设计，主要应从提高效率、提高质量、节省资源、安全生产、降低成本、提高管理水平等方面明确设计的目标。 展示课本56页“马上行动”内容，学生分析后填写。 教师点评后总结。 技术体验——简易手机架的制作流程设计 展示课本57页“技术体验——简易手机架的制作流程设计”，学生分小组思考后完成。（学生分成两部分，一部分同学独立制作，另一部分同学小组合作完成。） 教师点评学生成果。 播放视频，对比学生制作效果。 提问：1. 从流程角度分析，独立制作工时长短的主要影响因素有哪些？ 2.从流程角度分析，为什么合作制作有时反而会比独立制作慢？ 学生分析后回答。 参考答案：1.独立工作，制作者对材料的性能、工具的使用和制作过程的熟悉程度，是影响工时的主要因素。2.合作制作在理论上应该比单独制作完成得更快，但是合作需要合理地安排分工，还需要互相协作，如果这些环节出现问题就有可能比独立制作更慢。 总结引出串行和并行工序的概念。 教师：流程中工序的作业方式分为串行与并行。 串行——每个环节都依次进行的工序，就是串行工序。串行工序的特点是，上一道工序完成之后才能进入下一道工序。（以泡茶为例说明） 并行——如果工序是同时进行的，就是并行工序。并行工序往往是多人或多台设备同时工作，这样可以大大提高生产效率。（以泡茶工序的改良说明） 展示课件，结合图片说明在生产活动中，流程设计目标明确后，设计流程需要考虑的基本因素包括材料、工艺、人员和资金、环境、设备。（结合相应实例说明） 材料——不同的材料有不同的加工处理方法：木质材料加工相对比较容易。 工艺——不同产品的工艺要求各异，其流程设计也不同。如表面处理，有的只需要粗加工，有的则需要精加工，有的在精加工的基础上还需要镀层。 人员和资金——人员的技术水平和必要的资金影响生产的过程、质量和周期，是进行流程设计必须考虑的主要因素。 环境——生产过程对环境的污染以及环境对生产的反作用，是流程设计时应关注的重要因素。（比如中国大数据中心集中在贵州主要得益于其得天独厚的自然条件、政策支持、电力资源、网络基建及产业集聚效应，成为国家“东数西算”工程的核心枢纽之一。2023年11月15日，微软公司与挪威政府联合宣布，全球首个商业化水下数据中心“北极星”在挪威海弗卢勒海域正式投入运营。） 设备——生产设备的水平往往决定了流程的自动化水平，也决定了产品加工的精度与质量。在现代加工设备中，应用数控机床、三维打印机等，可解决传统加工中的难题。 教师：不同行业的流程有不同的特点，其流程设计中应考虑的基本因素也各有差异。例如，农业生产的流程设计还应考虑气候、季节、自然灾害、生态平衡等因素。 教师：流程设计要依据事物的内在属性和客观规律，科学地设计时序和环节，以达到设计的目标。 展示课本58页“马上行动”内容，学生分小组后选择其中两种材料，分别设计铭牌的制作流程。 参考答案： 提问：在流程设计中，我们需要将现代化的加工设备作为其中一个因素进行考虑。根据这个思路，在流程设计中除了材料、工艺、设备、人员外，还有哪些因素需要考虑？ 学生思考后回答。 参考答案：在流程设计中，还需要考虑对工期的长短的要求、对成本的控制、对环境的影响等因素。 二、新知探究 任务二 设计金属笔筒加工流程 教师：完成流程设计的分析后我们才可以具体去设计一个流程。那么流程设计的步骤是什么呢？怎么样才能设计一个符合目标的的流程？ 展示说明流程设计的步骤。（结合课本59页“图2-21 流程设计的步骤”流程图说明） 流程设计的步骤： 第一，要明确设计的目标和任务，明确流程应遵循的内在变化规律。 第二，要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。不同的设备和人员条件可能导致不同的流程设计结果。 第三，列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。 第四，分析各事项（步骤）之间的先后顺序，合理地安排流程的环节和时序。例如，一个产品的生产流程设计一般由材料准备环节、加工环节、组装环节、产品质量检查环节等组成。这些环节中分别应该安排哪些工作，是串行工序还是并行工序等。 第五，选择一种合适的表达方式，画出流程图。对于有严格时间要求的时序，要标注时间。 教师：一个流程要经过精心的设计和反复的修改，才能达到比较理想的效果。 技术体验——简易手机架的制作流程设计 展示课本59页“案例分析——金属笔筒制作与装配的流程设计”，引导结合课本内容和图片感受金属笔筒制作与装配过程中的流程设计，进一步体会不同阶段的流程设计的区别与共同之处。 …… 播放视频：金属笔筒制作与装配的流程设计 提问：在结构设计的同时，就要考虑流程的设计。请简略说明在结构设计时要考虑制作流程中的哪些方面。 学生思考后回答。 教师点评并总结。（在结构设计时还要考虑制作流程中的材料、工艺、设备等方面。） 学习反思——在流程设计时，有多个目标需要实现，因此需要考虑较多因素，且有多个方案可以选择。应该如何选择最佳方案？其依据是什么？（视情况是否进一步分析） 学生思考后回答。 参考答案：在有多个方案的情况下，我们要依据主要目的进行选择，并综合考虑其他方面的条件，以解决最主要目的为主，综合权衡，以尽可能地实现各个目标。 教师：工厂设计流程时，不仅要懂技术，还要熟知设备情况、工人的技术水平、生产组织流程、质量管理流程等。 三、课堂小结 设计意图：以思维导图的形式总结本节课的内容，能帮助学生理顺本节课的知识点。 四、拓展延伸 结合图片说明（合成氨的生产工艺流程）。 合成氨的生产工艺流程 首先用适当的方法生产出合成氨的原料——氮气和氢气。氮气和氢气的混合气体在合成塔内500 ℃和300 atm条件下，通过催化剂的作用产生氨气，再通过氨分离器不断地把生成的氨分离出来，同时未转化的反应气体再进入合成塔循环加工。这就是合成氨的工艺流程。 合成氨工艺流程的产生是一个对其内在属性和规律的探索过程。19世纪初，经过化学家上万次的试验，最终才得出在500 ℃高温和300 atm的条件下能产出合成氨，但转换率仅有2%~8%的试验结论。后来又经过不断试验才形成现代工业生产上使用的较为成熟的合成氨生产工艺流程。 五、练习提升 1.如图所示某鞋店关于私人制定的流程图，下 列关于该流程的设计与分析中不合理的是（ ） A．在设计该流程时，首先要考虑的是材 料、工艺、人员、资金和环境等因素 B．设计制作与进入物流是串行工序 C．鞋店在设计制作环节，可以采用计算 机辅助设计排料，以降低工作强度，提高排料速度 D．该流程图中，方框、菱形框表示一定的环节，箭头表示时序 答案：A 2.如图所示是注射成型工艺流程。工作原理是将固态的塑料按照一定的熔点融化，通过注射机器的压力，用一定的速度注入模具内，模具通过水道冷却将塑料固化而得到与设计模腔一样的产品。 下列关于该流程的分析中， 不合理的是（ ） A.该流程也可划分成注射前准备、注射成型与塑件处理三个环节 B.注射机机筒清洗和熔融塑料是串行环节，冷却定型与清模是并行环节 C.可降低人工操作对产品成型造成的品质影响 D.对于该流程的设计，主要应从提高质量、提高效率等方面明确设计的目的 答案：B 3.如图所示是车轮的结构示意图，轴承1和轴承2安装在滚轮的孔中，用于滚轮与螺栓间的支承，套筒1和套筒2分别安装在支撑座两个侧板的孔中，用于对滚轮的轴向定位，螺栓穿过套筒1、滚轮、套筒2安装在支撑座上，垫圈、螺母安装在螺栓上，用于锁紧。车轮的装配需要以下环节：A.安装轴承1和轴承2；B.安装螺栓；C.安装套筒1；D.安装螺母；E.安装垫圈；F.放置滚轮；G.安装套筒2。 请分析车轮的结构和装配工艺，填写合理的装配流程： → C → → → G → E → 。 答案：ACBFGED 4.如图所示，根据已知的配件装配成折叠式台灯模型，请设计合理的装配流程并用合适的表达方式进行表达？ 答案： 设计意图：检测学生对本节知识的掌握情况。 板书设计 2.2流程的设计 一、分析流程设计应考虑的基本因素 明确流程要实现的具体目标 基本因素：材料、工艺、人员和资金、环境、设备 不同行业的流程有不同的特点 二、设计金属笔筒加工流程 教学反思 在教学中还有很多不足，总结如下： 1.学生对生活中易加工的案例感兴趣，但实际教材中相关的实例不多，且由于课时安排，对工艺流程的挖掘还不够深入。 2.在组织学生活动时，考虑了相互间的合作关系，但实际情况参与度不足，有个别小组只是某个或部分环节参与操作，需要根据班级具体调整安排。 3.由于本节内容是流程设计应考虑的基本因素的内容延伸，既要完成实践操作，又要考虑知识的复习巩固，时间上安排有些紧张。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$