（科教版）高一年级《劳动技术》教学设计
第四章 机械设计基础
4.3 常用材料
常俊燕 上海市虹口区劳技中心
一、教学设计思路
本教学设计的基本思路是：通过比较学习，帮助学生形成获取信息和处理信息的能力，并构建出与金属材料相关联的知识体系。认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。初步具备根据机械零件使用条件和性能要求，对结构零件进行合理的选材。使学生获得有关工程结构和机械零件常用的金属材料和非金属材料的基础理论知识。
本教学设计要突破的教学重点是：认识不同材料的特性及用途。具体措施：以实物、录像等资料为依托，着重介绍不同材料的特性与用途，让学生建立感性认识。教学难点是：学会合理选材。具体措施：以教材中三点原则为依据，通过实例介绍、分析说明，使学生初步知道合理选材的基本方法。
本教学设计的内容需1课时。
二、教学目标
知识与技能
1、初步学会区分常见的金属和非金属，认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
2、初步了解不同材料的特性及用途，认识加入其他元素可以改良金属特性的重要性；知道生铁和钢等重要的合金。
3、知道机械设计中常用材料的分类及其选材的方法、依据和原则。
过程与方法
1、通过比较学习，帮助学生形成获取信息和处理信息的能力，并构建出与金属材料相关联的知识体系。
2、通过对金属性能与用途关系的学习，使学生体会到认识常用材料的价值。
情感态度价值观
1、 培养学生的合理用材的意识，增强环保意识。
2、 通过认识新型材料，拓宽学生的视野，使学生感受现代技术的发展。
三、教学重点难点
重点：认识不同材料的特性及用途。 难点：学会合理选材。
四、教学器材
实物投影仪，录象、部分金属或非金属材料实物
五、教学流程
创设情境、引出课题 认识常用材料 合理选材的依据 认识新型材料 活动探究
六、教学过程
1、创设情境，引出课题
提问1：1867年冬天，俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖，一夜之间不翼而飞，留下了泥土一样的灰色粉末。你能猜出产生事故的原因吗？激发学生兴趣，引发学生思考。
提问2：在日常生活中，你碰到过类似因为不恰当使用金属而导致的尴尬事吗？现在，你最想知道哪些关于金属材料的知识？引出今天的课题：常用材料。
2、认识常用材料
1）观看有关金属和非金属材料的录象，请学生尝试归纳金属材料的种类，教师小结，使学生建立初步的概念：金属材料可分为两大类--非铁磁性材料和铁磁性材料。后者为铜、铝、钛及其合金和奥氏体不锈钢；前者为钢、铁及其合金。它们的本质差别是材质磁导率μ约为1或远大于1。和金属材料相反，绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性。
事实上，目前已制得的纯金属只有90余种。由于科学技术的日新月异，仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。因此合金材料应运而生。金属材料自新石器时代后期开始，就一直被广泛应用着，直到21世纪的现在．金属材料包括纯金属
以及它们的合金。
2）教师边出示实物，边介绍各种材料的特性及用途。
3、材料选择
教师讲解选择材料的基本依据、原则，可适当举例说明。
4、活动探究：
教师：在日常生活中，你经常会用到哪些材料？你能设计出更别致的用途吗？请你谈一谈自己的设想。为我们做一次精彩的演说。
A、试从日常生活入手，举出铁、铜、金三种金属的用途．（各任举2例）
B、观察并分析生活中常见物品的选材，进一步分析其物理、化学、机械等方面的性能及其价格，从成本意识和环保意识角度出发，提出更合理的想法。
C、为“简易笔插”选材，并交流选择此种材料的理由。
5、认识新型材料
学生阅读教材“资料库”，或从网上查找相关资料，予以交流。 说明： 金属材料是现代工业，农业，国防及科学技术等部门应用最广泛的材料。金属材料不仅来源丰富，而且还具有良好的力学，物理，化学和工艺性能，便于加工成各种机械零件，能够适应生产和科学技术发展的需要。金属材料包括纯金属和合金。机械制造中常用的金属材料以合金为主，因为纯金属的强度，硬度一般都比较低，而合金比纯金属的力学性能优越得多。在工业生产中，一个重要环节就是正确选用金属材料，使材料的性能得以充分发挥，为此，必须熟悉金属材料的基本知识。教师可通过展示录象、实物，让学生建立感性认识，另外，对于新型材料的认识，教师可提供资料，也可让学生上网查找相关的信息，使学生感受现代科技的发展。
七、教学参考
1、常用材料
? 金属材料： 黑色金属－钢
a、碳钢：含碳量大于0.0218% 而小于2.11% 的铁碳合金。
较好的机械性能和工艺性能，量大价低。但淬透性、回火抗力较差，屈强比低。
b、合金钢：人为加入合金元素，以提高钢的性能并获得某些特殊性能。 一般具有高的强度、韧性、硬度。 黑色金属－铸铁
a、灰铸铁：C－自由状态的片状石墨形式
成本低，铸造性、减振性好，抗压强度高，但脆性很大，不宜承受冲击载荷。 b、球墨铸铁：C－球状石墨形式
具有较高的延展性和耐磨性。强度高（近于碳素结构钢），减振性优，可承受冲击载荷。 有色金属
a、铜及其合金：良好的导电性、导热性、耐蚀性和延展性。 纯铜、黄铜、青铜 锡青铜、铝青铜、铍青铜
b、铝及其合金：纯铝、铸铝、硬铝 c、钛及其合金：纯钛、钛合金
? 非金属材料
a、工程塑料：密度小，比强度高，耐腐蚀性能好，优良的电绝缘性，耐磨、减摩及自润滑性能好，易加工，易老化，难回收。
b、橡胶：高弹耐磨，绝缘性好，不透水、气，但易老化。 c、人工合成矿物
－刚玉：高的弹性模量和硬度。 －石英：具有压电效应。
适用对象：热能与动力工程、建筑环境与设备工程、核工程与核技术、飞行器制造工程、机械工程及自动化、口腔医学、应用力学、化工机械等。
2、新型材料
相关网站：www.cheminfo.gov.cn 中国化工信息网 www.xincl.cn 中国新材料网
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