通用技术必修技术与设计“流程的设计”教学设计

“流程的设计”教学设计
一、教学目标
1.通过对小铁锤加工流程的设计，能分析流程设计中应考虑的基本因素，并画出流程设计的框图。

2.能对生活、生产中的简单事项进行流程设计。

二、教学的重点和难点
重点：让学生学会分析流程设计应考虑的基本因素及设计的表达。

难点：画出流程设计的框图。

教学时间：两课时
三、教学过程
（一）引入新课
（二）新课教学
1.流程设计应考虑的基本因素
（1）流程设计的目标
①工作和生活中流程设计的目标：节省时间、提高工作效率、提高工作质量等。

②生产活动中流程设计要实现的具体目标。

思考：在生产流程的设计中，除了上述所列设计目标外，还应考虑哪些目标？
（2）流程设计中的基本因素
生产活动的流程设计的基本因素主要有材料、工艺、设备、人员、资金和环境。

“马上行动”：
1.处于城乡结合地带的某乡，现要在乡里新建一个小化肥厂，在流程设计上应考虑哪些因素？
2.要把北方的大豆移栽到南方，在流程设计上需要考虑哪些相关因素？
学生回答1：流程设计上需要考虑提高效率，提高产品的质量，降低能源和原材料消耗、减少污染排放、在资金允许的情况下选用精良设备和技术人员以提高生产效率以及安全生产等。

（大力表扬学生的环保意识）
回答2：将北方大豆移栽到南方，从种植流程上需要考虑适合种植的季节、气温、湿度、土壤、病虫害等因素，还有，要注意是否会引起生态不平衡。

教师补充由于动植物引进而引起的生态不平衡的例子。

（见后面小资料部分）
生活和生产中流程的设计有两种情况：一是流程的若干环节是显性的，也就是事物发展的规律较容易描述，如上一节课的案例“洗衣、煮饭与烧菜的流程安排”中的流程，洗衣机洗衣服的流程，邮寄包裹的流程，邮局邮件的分捡流程设计等。

（学生描述邮寄包裹的流程设计，教师板演框图。

）
然而，另一种流程的设计是隐性的，要通过进行大量的试验和漫长的探究才能得出的，例如，上一节课的案例“轴承的连续式淬火的工艺流程”、合成氨的工艺流程案例等。

“案例分析：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300atm条件下，通过催化剂的作用产生氨气，再通过氨分离气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。

合成氨的工艺流程的产生是一个对其内在属性和规律探索的过程。

19世纪初，经过化学家上万次的试验，最终才得出在500℃高温下和300atm的条件下能合成出氨，但转化率仅有2%~8%的试验结论，后来又经过不断的试验才形成现在工业生产上使用的较为成熟的合成氨生产工艺流程。

要求学生仔细阅读案例，并思考：
问题1.这个案例包括了哪些环节，它们的时序如何？
问题2.如何将氨合成的流程图画出来，可以用什么方式来表达这个流程？
问题3.画流程图关键要注意什么？
问题4.合成氨的流程设计与前面提到的洗衣机洗衣服的流程，邮寄包裹的流程设计相比，有什么特点？
师生共同分析得出：
问题1解答：合成氨生产流程包括了以下的环节和时序——
（1）先进行原料气（N2、H2）的制取-----制取环节；
（2）气（N2、H2 ）的净化，除杂质-----净化环节；
（3）用压缩机压缩（至高压状态）------压缩环节
（4）氨合成----合成环节；
（5）最后进行氨的分离，得到浓氨并将未完全反应的N2、H2送回合成塔，再循环加工利用----分离环节。

问题2解答：如果用框图表达流程，合成氨的流程设计可以如下图：
问题3解答：画流程图关键是要把环节以及各个环节的时序找出来。

问题1解答：合成氨的流程设计是化学家通过进行大量的试验和漫长的探究才能得出的，它的规律是不容易描述的。

2.流程设计的步骤
第一步：首先要明确设计的目的和任务，明确流程所应遵循的内在变化规律。

第二步：要分析现有材料、设备、资金、人员、工艺和环境等因素。

第三步：列出流程涉及的主要事项，并进行初步的排列。

第四步：分析各事项（步骤）之间先后顺序，合理地安排流程的时序和环节。

第五步：选择一个合适的表达方式画出流程图，对于有严格时间的时序，要标注时间。

注意：流程设计的基本要素是环节和时序。

流程图中最常用的形式是框图，因为这种形式既简单又明确。

绘制框图的常用符号：
3.流程设计举例（三）小结
（四）布置课后作业：
附：小资料：
1. 某些由于动植物引进而引起生态不平衡的例子。

①“昔日农家宝今朝成公害”——水葫芦
水葫芦原产于南美洲巴西，是一种多年生水生杂草，根系像羽毛，十分发达。

它本是六十年代前后作为家畜饲料引进我国的，但随着替代饲料的出现，这种含水量高达95％的青饲料再也引不起家畜的“食欲”，加之发现其普遍含有寄生虫，于是水葫芦作为青饲料退出了历史舞台，并逐渐成为野生。

虽然水葫芦能吸附潜藏在水中的磷等有毒有害化学物质，少量分布还可能具有一定的观赏价值，而一旦过量生长，成片的水葫芦就像条被子覆盖在水面，遮挡住阳光对水体的照射，影响水生物质的正常生态环境；在生长区内形成优势物种，排除异己，从而剥夺其他水生物种的“生存权”；此外，大量的水葫芦漂浮在水面上，不但影响城市河道景观，而且还会阻塞航道，影响船舶的正常航行与停靠。

水花生又叫空心莲子草，原产于南美洲巴西，是一种多年生宿根性杂草，耐盐力强，适应性广，水陆均可生长，遍布于水稻田及田埂、河道、蔬菜田、果园、林地及草坪地。

一些地方的农户和养殖场，从外地引进水花生野生种苗，放养在水面上作为家禽饲料。

不料，落户后的水花生疯狂生长，并导致农作物减产；更为严重的是堵塞沟渠水道，影响农业灌溉和防汛排涝。

水花生的生长速度和对环境的适应性均超过一般作物，有水花生危害的地段，其地下茎常可深达50-60cm，危害严重时，地下茎纵横密布，以致作物无法生长；长有水花生的沟河渠道，其植物能铺满水面，影响灌排，严重影响水上交通和水产养殖。

同时还能传播多种寄生虫病（涤虫、水蛭、肝片吸虫、姜片吸虫、日本血吸虫），因此饲用价值也不高。

水花生根系发达，地上部分繁茂，在农田中生长会与作物争夺阳光、水分、肥料以及生长空间，造成严重减产。

在田埂和田间水花生成片生长还会影响农事操作。

水花生在鱼塘等水生环境中
生长繁殖迅速，其覆盖在水面会影响沉水植物的光合作用，导致水中溶解氧含量降低；水花生腐败后污染水质，水体中生物耗氧量和化学耗氧量升高，鱼虾等水产生物会因溶解氧的消耗而窒息；腐败后水中有机质含量的增加会促进微生物的滋生，从而导致鱼病的发生或产生有毒物质毒害水产生物；水花生在鱼塘中的层积还会影响水产捕捞。

水花生在河道和沟渠中的生长会堵塞水道，限制水流，增加沉积，对水运输和农田灌溉造成极为不利的影响。

水花生在路边、公用绿地、居民区等生长蔓延，严重影响环境的美观和卫生。

因此，分布广泛、危害严重的水花生已成为当前亟待研究和解决的草害。

食人鱼又名食人鲳，原产亚马逊河，共有20余个不同品种。

其中具有代表性也是目前在国内各市场俏销的品种被称为红腹食人鱼，它们体型小巧，一般为25公分左右，色彩美丽，拥有墨绿色的鱼背，浅绿色的鱼体，火红色的腹部，性格却极为残暴。

食人鱼长着锐利的牙齿，一旦被咬的猎物溢出血腥，它就会疯狂无比，用其锋利的尖齿，像外科医生的手术刀一般疯狂地撕咬切割，直到剩下一堆骸骨为止
食人鱼一旦流入自然环境，其“嗜杀成性”的本性会对本地的生态平衡造成严重破坏。

亚马逊河流域的气候与我国南方许多地方的气候相似，加之食人鱼对环境的要求比较粗放、而且繁殖速度快。

一旦在某一流域达到一定的规模时，它们就会大量地“屠杀”水中其他的鱼类，造成不可估量的损失。

④“清道夫”鱼
“清道夫”鱼原产拉丁美洲，属鲇鱼科，又名吸
盘鱼、垃圾鱼、琵琶鱼、琵琶鼠鱼。

这种鱼常以别的
鱼的粪便和藻类为食，由此得名。

最初人们是在养热
带鱼时，将这种外来鱼作为“水中清洁工”一同引进
的，由于不值钱，常被一些养鱼人随意丢弃。

近来这
种鱼在我国一些流域泛滥成灾，繁殖能力极强的清道
夫，在成长过程中吃掉其他鱼类的卵，威胁着其他鱼类的繁殖生长，已开始影响河流的生态平衡。

目前尚无有效手段控制清道夫继续蔓延。

⑤澳洲的兔子
澳大利亚原本没有兔子，140多年前英国人托马斯?奥斯汀引进了24只兔子，为打猎而放养了13只。

结果在那个几乎没有天敌的土地上，兔子们至今已繁衍6亿多只后代，成群的野兔常常把数万平方公里的植物啃个精光，导致其他种类野生动物面临饥饿的危机，许多野生植物也濒临绝种。

生物入侵的危害性可见一斑。

⑥福寿螺
（略）四、教学反思
教学中，我发现，学生对于工作和生活中的流程的口头描述，一般没有问题，但若要求学生用框图来表达，学生就感觉困难重重。

因此，为了突破这个难点，我举了自行车的补胎流程设计、邮寄包裹的流程设计、去医院看病的流程设计以及以某一面膜产品为产品的企业业务流程的设计，通过这几个例子，学生基本掌握了框图的画法，以及画流程图的注意事项。

在设计以上流程框图中，有些框图如“以某一面膜产品为产品的企业业务流程的设计”，学生加进了判断，这比我手中的参考答案多了一个质检环节，说明学生对流程的设计已经有了自己的思考。

在生产流程的设计中，学生感觉困难比较大的是一些专业术语难以理解，如工艺、攻丝、套丝、电镀、淬火、铣床等等，教师花了一部分时间来作解释，因此，造成本节内容课时较紧。