普通高中通用技术课程教学中常见的技术试验及其方法探究

陈景乾

1 简单结构的稳固性技术试验

1.1 試验项目

简易小书架结构强度的技术试验。

1.2 试验目的

探究结构的强度与连接方式之间的关系。

1.3 需要备用的工具和材料

工具：刻度尺1把、钢笔1支、美工刀1把、剪刀1把、相关书籍、记录用的纸张、试验报告书等。

材料：KT板1块、透明胶1卷、牙签1盒。

1.4 试验方法

该试验采用强化试验的方法实施。

所谓强化试验，就是为了在尽可能短的时间内检测出试验对象的某些性能，通过扩大和强化试验的作用，以提高试验效率的技术试验方法。例如，检测样品的抗压、抗拉性能时就可以采用强化试验的方法。通过选用专用设备，对相关产品施加一定的压力或拉力，来考察该产品的最大抗压、抗拉性能，这种试验方法就是通过强化外力对产品的作用来检测产品性能的。通常情况下，强化试验用于对产品承受极限外界因素影响的检测。

1.5 试验过程

（1）在通过榫接或者是插接组成的书架上，间断性的往上面放置书籍，不断增加书籍的数量，直到书架的结构发生明显的变形，仔细观察书架发生变形的一系列过程，做好相关记录和添加书籍的数量。

（2）采用上述同样的过程和试验方法，对采用双面胶、透明胶连接和用牙签（代替钉子）连接的相同尺寸的书架，分别进行试验，并进行比较和分析试验过程的变化区别。

（3）及时整理出试验数据，填入表1。

1.6 试验总结

通过对试验数据进行比较发现，连接方式的不同对结构的强度有着明显的影响，即由于连接方式的不同，结构的强度也有着很大的区别。

1.7 试验过程分析

结构性技术试验的教学目的，主要是通过对简单结构的稳定性和强度的测试，一方面让学生探究影响结构稳定性和强度的主要因素；另一方面也是通过该技术试验，探索和发现一些结构设计中存在的问题，为分析技术设计的可行性及改进和评价技术设计提供重要依据。

这一主题的技术试验活动，应该以学生熟悉的结构、材料、工具等比较容易加工和使用的载体进行试验。如：纸张的结构与强度关系的试验、便携式小板凳稳定性与强度的试验、桥梁的承重试验、台灯的稳定性技术试验等。

2 流程的优化试验

2.1 试验项目

简易笔筒的制作流程优化试验。

2.2 试验目的

以提高制作效率为目的，优化制作简易笔筒的流程。

2.3 试验前的各项准备工作

工具：秒表1只、刻度尺1把、钢笔或铅笔1支、美工刀1把、小剪刀1把、做记录用的纸张、试验报告书等。

材料：KT板或硬纸板（5块大小相同的）、透明胶等。

2.4 试验方法

本试验采用模拟试验的方法进行。

模拟试验是以相似理论为基础，不直接研究真正的客体或过程，而是专注于研究与其相似的模型，通过对模型的试验研究，得出一些规律性的结论，继而推广得到所要研究的人造客体或过程的规律性的一种试验研究方法。利用模拟试验法进行试验，可以减少风险，很快发现问题，及时改进设计。

试验要求：首先可以简单勾勒、设计出一个简易的图样，结构统一由5块相应大小的KT板或硬纸板（不能折叠），用透明胶连接组成（连接工艺相同）。

2.5 试验过程

（1）编写单人制作简易笔筒的流程，画出流程图，并测量出单人制作一个简易笔筒所花费的时间。

（2）编写多人（6人以上）制作简易笔筒的流程，画出流程图，并测量和计算出流水化批量制作简易笔筒时平均每个人所花费的时间。

2.6 试验总结

（1）说出这两种流程中的时序和环节。

（2）计算出流水化作业制作与单人制作时的工作效率比率，即流水化制作比单人制作的工作效率提高了多少。

（3）探讨如何进一步提高工作效率的问题。

2.7 试验过程分析

该试验的目的主要有3个。一是让学生通过技术实践活动，理解流程是可以根据某种目的进行优化和改进的；二是让学生知道，流程的优化不仅与材料、设备及工艺等因素相关，而且对于以提高效率为目的的流程优化还与作业的方式有着密切的关系；三是通过本试验，让学生对流程优化的意义有更为深刻的理解和认识，并由此内化为流程思想和意识。

在设计此类流程的优化试验时，一般在载体的选择上不要过于强调产品本身的制作工艺的复杂度，以免冲淡学生对流程考虑的思想意识。应当把教学设计的重点放在如何通过简单的制作过程，充分且具适当难度地体现出流程因素对目的的影响上。

3 简单控制系统的制作与模拟试验

3.1 试验项目

模拟光控路灯电子系统安装试验。

3.2 试验目的

通过模拟光控路灯系统安装调试试验，探究开环控制系统的基本构成原理和工作流程。

3.3 试验准备

电子积木相关器材，试验记录器材（包括做试验用的记录纸、试验报告书等）。

3.4 试验方法

本试验采用模拟安装调试试验的方法进行。

3.5 试验过程

①按照如图1所示的电路图安装好相关器件；

②按照表2所给的条件和要求进行实际操作，并做好观察过程和数据记录。

3.6 试验总结

通过对上述试验结果分析发现：有光时（夜晚）LED灯发亮，无光时（白天）LED灯熄灭。这一目的是首先通过光敏传感器实现光电信号的转换，然后再通过电子控制电路，控制电源向LED通断电流来实现LED的照亮或熄灭的。据此可以推断出相关控制过程为：

光线→电子控制电路→电源→LED→亮或灭。

3.7 试验过程分析

本试验的目的就是让学生通过简单电子控制系统的安装与调试，分析总结简单开环控制系统的基本构成及工作原理过程，为设计开环控制系统提供思想和方法基础。

在设计有关控制系统试验时，一般在载体的选择上同上述所列试验一样，不要设置一些工作原理过于复杂的试验项目，以避免使学生无形中感觉到控制系统的技术试验太神秘，难度太大，不易于接近，从而削弱学生对控制思想的领悟。