普通高中通用技術(shù)課程教學(xué)中常見的技術(shù)試驗及其方法探究

陳景乾

1 簡單結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性技術(shù)試驗

1.1 試驗項目

簡易小書架結(jié)構(gòu)強度的技術(shù)試驗。

1.2 試驗?zāi)康?/p>

探究結(jié)構(gòu)的強度與連接方式之間的關(guān)系。

1.3 需要備用的工具和材料

工具：刻度尺1把、鋼筆1支、美工刀1把、剪刀1把、相關(guān)書籍、記錄用的紙張、試驗報告書等。

材料：KT板1塊、透明膠1卷、牙簽1盒。

1.4 試驗方法

該試驗采用強化試驗的方法實施。

所謂強化試驗，就是為了在盡可能短的時間內(nèi)檢測出試驗對象的某些性能，通過擴大和強化試驗的作用，以提高試驗效率的技術(shù)試驗方法。例如，檢測樣品的抗壓、抗拉性能時就可以采用強化試驗的方法。通過選用專用設(shè)備，對相關(guān)產(chǎn)品施加一定的壓力或拉力，來考察該產(chǎn)品的最大抗壓、抗拉性能，這種試驗方法就是通過強化外力對產(chǎn)品的作用來檢測產(chǎn)品性能的。通常情況下，強化試驗用于對產(chǎn)品承受極限外界因素影響的檢測。

1.5 試驗過程

（1）在通過榫接或者是插接組成的書架上，間斷性的往上面放置書籍，不斷增加書籍的數(shù)量，直到書架的結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的變形，仔細(xì)觀察書架發(fā)生變形的一系列過程，做好相關(guān)記錄和添加書籍的數(shù)量。

（2）采用上述同樣的過程和試驗方法，對采用雙面膠、透明膠連接和用牙簽（代替釘子）連接的相同尺寸的書架，分別進(jìn)行試驗，并進(jìn)行比較和分析試驗過程的變化區(qū)別。

（3）及時整理出試驗數(shù)據(jù)，填入表1。

1.6 試驗總結(jié)

通過對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，連接方式的不同對結(jié)構(gòu)的強度有著明顯的影響，即由于連接方式的不同，結(jié)構(gòu)的強度也有著很大的區(qū)別。

1.7 試驗過程分析

結(jié)構(gòu)性技術(shù)試驗的教學(xué)目的，主要是通過對簡單結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度的測試，一方面讓學(xué)生探究影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度的主要因素；另一方面也是通過該技術(shù)試驗，探索和發(fā)現(xiàn)一些結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，為分析技術(shù)設(shè)計的可行性及改進(jìn)和評價技術(shù)設(shè)計提供重要依據(jù)。

這一主題的技術(shù)試驗活動，應(yīng)該以學(xué)生熟悉的結(jié)構(gòu)、材料、工具等比較容易加工和使用的載體進(jìn)行試驗。如：紙張的結(jié)構(gòu)與強度關(guān)系的試驗、便攜式小板凳穩(wěn)定性與強度的試驗、橋梁的承重試驗、臺燈的穩(wěn)定性技術(shù)試驗等。

2 流程的優(yōu)化試驗

2.1 試驗項目

簡易筆筒的制作流程優(yōu)化試驗。

2.2 試驗?zāi)康?/p>

以提高制作效率為目的，優(yōu)化制作簡易筆筒的流程。

2.3 試驗前的各項準(zhǔn)備工作

工具：秒表1只、刻度尺1把、鋼筆或鉛筆1支、美工刀1把、小剪刀1把、做記錄用的紙張、試驗報告書等。

材料：KT板或硬紙板（5塊大小相同的）、透明膠等。

2.4 試驗方法

本試驗采用模擬試驗的方法進(jìn)行。

模擬試驗是以相似理論為基礎(chǔ)，不直接研究真正的客體或過程，而是專注于研究與其相似的模型，通過對模型的試驗研究，得出一些規(guī)律性的結(jié)論，繼而推廣得到所要研究的人造客體或過程的規(guī)律性的一種試驗研究方法。利用模擬試驗法進(jìn)行試驗，可以減少風(fēng)險，很快發(fā)現(xiàn)問題，及時改進(jìn)設(shè)計。

試驗要求：首先可以簡單勾勒、設(shè)計出一個簡易的圖樣，結(jié)構(gòu)統(tǒng)一由5塊相應(yīng)大小的KT板或硬紙板（不能折疊），用透明膠連接組成（連接工藝相同）。

2.5 試驗過程

（1）編寫單人制作簡易筆筒的流程，畫出流程圖，并測量出單人制作一個簡易筆筒所花費的時間。

（2）編寫多人（6人以上）制作簡易筆筒的流程，畫出流程圖，并測量和計算出流水化批量制作簡易筆筒時平均每個人所花費的時間。

2.6 試驗總結(jié)

（1）說出這兩種流程中的時序和環(huán)節(jié)。

（2）計算出流水化作業(yè)制作與單人制作時的工作效率比率，即流水化制作比單人制作的工作效率提高了多少。

（3）探討如何進(jìn)一步提高工作效率的問題。

2.7 試驗過程分析

該試驗的目的主要有3個。一是讓學(xué)生通過技術(shù)實踐活動，理解流程是可以根據(jù)某種目的進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的；二是讓學(xué)生知道，流程的優(yōu)化不僅與材料、設(shè)備及工藝等因素相關(guān)，而且對于以提高效率為目的的流程優(yōu)化還與作業(yè)的方式有著密切的關(guān)系；三是通過本試驗，讓學(xué)生對流程優(yōu)化的意義有更為深刻的理解和認(rèn)識，并由此內(nèi)化為流程思想和意識。

在設(shè)計此類流程的優(yōu)化試驗時，一般在載體的選擇上不要過于強調(diào)產(chǎn)品本身的制作工藝的復(fù)雜度，以免沖淡學(xué)生對流程考慮的思想意識。應(yīng)當(dāng)把教學(xué)設(shè)計的重點放在如何通過簡單的制作過程，充分且具適當(dāng)難度地體現(xiàn)出流程因素對目的的影響上。

3 簡單控制系統(tǒng)的制作與模擬試驗

3.1 試驗項目

模擬光控路燈電子系統(tǒng)安裝試驗。

3.2 試驗?zāi)康?/p>

通過模擬光控路燈系統(tǒng)安裝調(diào)試試驗，探究開環(huán)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成原理和工作流程。

3.3 試驗準(zhǔn)備

電子積木相關(guān)器材，試驗記錄器材（包括做試驗用的記錄紙、試驗報告書等）。

3.4 試驗方法

本試驗采用模擬安裝調(diào)試試驗的方法進(jìn)行。

3.5 試驗過程

①按照如圖1所示的電路圖安裝好相關(guān)器件；

②按照表2所給的條件和要求進(jìn)行實際操作，并做好觀察過程和數(shù)據(jù)記錄。

3.6 試驗總結(jié)

通過對上述試驗結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)：有光時（夜晚）LED燈發(fā)亮，無光時（白天）LED燈熄滅。這一目的是首先通過光敏傳感器實現(xiàn)光電信號的轉(zhuǎn)換，然后再通過電子控制電路，控制電源向LED通斷電流來實現(xiàn)LED的照亮或熄滅的。據(jù)此可以推斷出相關(guān)控制過程為：

光線→電子控制電路→電源→LED→亮或滅。

3.7 試驗過程分析

本試驗的目的就是讓學(xué)生通過簡單電子控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，分析總結(jié)簡單開環(huán)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及工作原理過程，為設(shè)計開環(huán)控制系統(tǒng)提供思想和方法基礎(chǔ)。

在設(shè)計有關(guān)控制系統(tǒng)試驗時，一般在載體的選擇上同上述所列試驗一樣，不要設(shè)置一些工作原理過于復(fù)雜的試驗項目，以避免使學(xué)生無形中感覺到控制系統(tǒng)的技術(shù)試驗太神秘，難度太大，不易于接近，從而削弱學(xué)生對控制思想的領(lǐng)悟。