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附录2 教学与评价案例
教学与评价案例1：基于螺旋式上升策略的设计与实施
案例主题：机动车用三角警告牌常规技术要求的系列试验
一、教学目标
1．经历对机动车用三角警告牌多项常规技术要求进行技术试验的过程，能读懂技术标准，学会识读技术图样，选择相应的技术试验方法开展试验，并写出技术试验报告。
2．经历简易风洞设计和制作过程，学会运用系统、结构等原理和系统分析方法，进行简易风洞方案设计。选择材料和工具，制作风洞模型，并进行测试和优化。
3．经历技术试验数据分析和运用的过程，确定机动车用三角警告牌的技术问题，尝试提出多种解决方案，体悟人技关系，形成规范、安全的技术意识。
二、教学准备及课时安排
1．教学准备。
机动车用三角警告牌样品若干、量具、弹簧秤、塑料板、轴流风机、电动机等。
2．课时安排：5课时。见表1。
表1
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课时 |
教学内容 |
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第1课时 |
机动车用三角警告牌的形状、尺寸、稳定性 |
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第2课时 |
机动车用三角警告牌的形状的视辨性 |
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第3-4课时 |
机动车用三角警告牌的抗风稳定性 |
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第5课时 |
机动车用三角警告牌试验数据的应用 |
三、教学过程
（一）创设项目情境
2012年的一天，某省的一条高速公路上曾发生过一起相当惨烈的车祸，2人死亡，10多人受伤，原因之一就是缺了这么一块小牌子。交警说：“三角警告牌体积较小，使用频率较低，因此很容易被司机忽视。但千万不要小看这个三角警告牌，它对于安全的保障作用是巨大的。”三角警告牌在车辆发生故障抛锚时，被放置于车子后方，以提醒后面的来车注意安全。不合格的三角警告牌对交通安全起不到多大的警示作用。那么，合格的三角警告牌是什么样的呢？如何辨别和选购合格的三角警告牌产品呢？
（二）确定技术试验内容
组装三角警告牌。阅读《中华人民共和国国家标准机动车用三角警告牌》（GB19151—2003）（以下简称三角警告牌国家标准），熟悉形状和尺寸、离地间距、结构稳定性、抗风稳定性、形状的视辨性等技术要求的国家标准。
（三）选取样品进行技术试验
1．检测形状、尺寸及离地间距（试验1）。
问题情境1：目前，市场上销售的三角警告牌外形各异，见图1，但基本上都具备了三角形的特征。它们符合标准吗？
图1
（1）阅读三角警告牌国家标准4.2节的规定和附录A的图样，填写形状、尺寸和离地间距等要求的技术参数及国家标准数据。
（2）以提供的机动车三角警告牌作为测试样品，选择合适的量具，开展技术试验。
（3）填写试验记录表，见表2，分析试验结果。
表2试验1：形状和尺寸及离地间距
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技术要求 |
国家标准 |
检测数据 |
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样品1 |
样品2 |
样品3 |
样品4 |
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一般
要求 |
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形状和尺寸 |
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离地
间距 |
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2．结构稳定性检测（试验2）。
问题情境2：据交通部门调查统计，很多交通事故是由于司机放置的三角警告牌倾倒，未能起到警示作用而引发的，这也引起我们对三角警告牌结构的注意。走访市场的汽车用品商店发现，三角警告牌都具有支撑架结构，各种结构设计独特且别具匠心。当机动车出现故障，将三角警告牌摆放在公路上，它们能确保不会倾倒吗？
（1）阅读三角警告牌国家标准4.6节和5.6节的规定，填写结构稳定性技术要求和国家标准数据。
（2）依据国标技术试验方法的要求，制订技术试验方案，注意三角警告牌“组装”“底部固牢”“施加测试力”和“顶点位移测量”等技术环节。
（3）准备试验器材，选取形状和尺寸合格的测试样品，开展技术试验。
（4）填写试验记录表，见表3，分析试验结果，撰写试验报告。
表3试验2：结构稳定性
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技术要求 |
国家标准 |
检测数据 |
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样品1 |
样品2 |
样品3 |
样品4 |
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3．形状的视辨性检测（试验3）。
问题情境3：司机在路上遇到突发故障停车检修的时候，利用三角警告牌的回复反光性能，可以提醒其他车辆注意避让。这就要求三角警告牌提供的警示信号清晰可见。那么，让我们设计制作一个简易的测试台，看看能否辨别出形状视辨性最强的三角警告牌。
（1）阅读三角警告牌国家标准4.3节和5.3节的规定，填写形状的视辨性技术要求和国家标准数据。
（2）依据国标试验的要求，制订技术试验方案，并设计制作一种简易的形状视辨的测试装置，要符合对测试观察角、照射角和照度等指标的要求。
（3）选取形状和尺寸合格的测试样品，开展技术试验。
（4）填写试验记录表，见表4，处理试验数据，分析试验结果，撰写试验报告。
（5）技术探究拓展：反射器单元结构与提高亮度的关系。
表4试验3：形状的视辨性
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测试条件技术要求 |
国家标准 |
检测数据 |
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样品1 |
样品2 |
样品3 |
样品4 |
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4．抗风稳定性检测（试验4）。
问题情境4：恶劣的天气会增加交通事故发生的概率。这也对三角警告牌的性能提出更高的要求。当遇到大风时，摆放在公路路面上的三角警告牌会矗立不倒吗？我们能否设计一个简易的风洞，模拟真实的气流运动环境，检测三角警告牌的抗风稳定性能呢？
（1）阅读三角警告牌国家标准4.10节和5.10节的规定，填写形状的抗风稳定性要求和国家标准数据。
（2）根据国标试验的要求，制订技术试验方案，并设计制作简易风洞装置，要符合“气流方向和动态压力”及“模拟路面粗糙度”等要求。
（3）选取形状和尺寸合格的测试样品，开展技术试验。
（4）填写试验记录表，见表5，处理试验数据，分析试验结果，撰写试验报告。
（5）技术设计拓展：设计一种能在高速公路上自动摆放和回收的三角警告牌装置。
表5试验4：抗风稳定性
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测试条件技术要求 |
国家标准 |
检测数据 |
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样品1 |
样品2 |
样品3 |
样品4 |
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（四）汇总三角警告牌系列技术试验报告，整理试验数据，综合分析试验结果。
（五）依据试验结果，从设计者、生产者和使用者等不同角度提出合理建议。
（六）项目拓展：不同国家的三角警告牌技术标准差异比较。
问题情境5：随着我国“一带一路”倡议的深入实施，沿着“丝绸之路经济带”自驾游览观光将更加便捷。那么，我们所携带的三角警告牌能够在不同国家使用吗？不同国家的三角警告牌技术标准有差异吗？能否形成全球通用的三角警告牌技术标准呢？
1．查找伊朗、巴基斯坦、俄罗斯等国家的机动车三角警告牌技术标准。
2．从结构、颜色、反射率、亮度以及稳定性这几方面，比较不同国家三角警告牌技术标准的差异。
3．分析技术标准差异的原因，对修订我国机动车三角警告牌技术标准提出建议。
4．调查各国交通状况等因素，提出对全球机动车三角警告牌技术标准的设想。
四、学生学业评价
1．过程性评价。
建立过程评价档案，收集技术试验过程中的文字、图样及试验过程照片等资料。依据档案资料进行过程性评价。见表6。
表6
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实践项目 |
评价标准 |
评价方式 |
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自评 |
互评 |
师评 |
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技术试验的设计 |
方案符合国家标准要求，试验报告数量齐全、内容完整、数据准确 |
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试验数据分析和应用 |
分析合理透彻，应用恰当，有创新 |
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技术试验的操作 |
操作条理清晰，注重安全 |
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技术试验装置的设计 |
图样齐全、方案符合试验的要求 |
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技术试验装置的制作 |
合理选择工具和材料，操作规范安全 |
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等级标准：A优秀、B良好、C合格、D待改进 |
2．试验装置的评价。见表7。
表7
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评价标准 |
评价方式 |
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自评 |
互评 |
师评 |
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性能符合国家标准的技术要求 |
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合理选择和使用材料 |
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符合相应工艺规范 |
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符合设计的一般原则 |
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等级标准：A优秀、B良好、C合格、D待改进 |
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案例简析：本案例蕴含了学科核心素养的五个方面，形成螺旋式上升的教学策略。问题情境1以技术意识、图样表达为主进行试验，过程中融入了创新设计的元素；问题情境2在问题情境1所建立的图样表达、创新设计活动经验的基础上，引导学生运用工程思维设计并进行技术试验；问题情境3则又在前者基础上强化了物化能力培养；问题情境4和问题情境5进行了综合性的、整体性的活动设置，以实施整体育人、螺旋式上升的教学策略。
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