基于結構歸納的草圖設計題型分類教學研究

酈鈺筠

(浙江省海亮高級中學 浙江紹興 311800)

草圖設計題型教學研究意義重大。對草圖設計題型的歸納梳理，有效掌握不同題型的解題技巧，能幫助學生用科學、嚴謹、清晰的思路解題，有效提高草圖設計題型的得分率。對草圖設計題型的出題角度、考查方式及生活應用原型進行歸納與分析，能幫助教師在教學中更有邏輯性地引導學生，提升教學效能。

一、結構原型收集分類及特點歸納

（一）伸縮型結構

生活中伸縮結構十分常見，手機自拍桿、伸縮衣叉、拖把手柄、落地風扇、游標卡尺、美工刀等生活用品中都存在伸縮結構。這類結構通常具有以下特點：通過兩塊平板相對移動來實現結構伸縮；利用滑軌或滑槽實現伸展和伸縮；通過兩個或兩個以上的管材嵌套實現伸展與收縮。伸縮結構可分為連續(xù)調節(jié)和非連續(xù)調節(jié)，非連續(xù)調節(jié)通常以一組連續(xù)的孔實現[1]。

（二）轉動型結構

轉動結構通常由兩個構件通過活動連接實現相互旋轉，轉動中心為一個活動銷，轉軸可以是固定的，也可以是活動的，如門窗的合頁等。轉動結構也可以用弧形滑槽限位。

（三）簡單固定結構

簡單固定結構主要能讓產品通過連接件實現物件的扣合、取放或固定連接，生活中也有許多產品包含此類結構，如電視機、熱水器、時鐘與墻體的連接。此類結構通常通過利用圓孔、U型孔、腰型孔或組合孔來實現物體取放功能。

（四）包裹型結構

包裹型結構也是生活中常見的連接結構。路邊的電線桿、管道的架設上常見圓環(huán)、半圓環(huán)或抱箍狀的包裹型結構，用于紅綠燈、指示牌、路燈等的固定。此類結構不破壞被連接物原有結構，安裝和拆除較為方便，可以在一定范圍橫截面不同的柱體上進行安裝，也可以通過移動或轉動實現調節(jié)固定位置。

二、浙江省及各地市草圖設計典型真題收集及考向分析

對近年來浙江省學考、選考真題和各地市通用技術考卷草圖設計題的搜集與研究分析發(fā)現，草圖設計題的命題特征及變化趨勢主要體現在以下幾個方面：草圖設計命題素材背景呈現多樣化，但均來自于日常生活；草圖設計題考查方向趨向于復雜化，由原來的單一結構設計逐漸轉變?yōu)閷崿F多種功能的連接件設計，如伸縮結構和轉動結構的組合型構件設計；草圖設計題型的命題元素日漸豐富，加入了電機等新型元素。具體的草圖設計考查方向變化趨勢如下表1所示。

表1 浙江省及各地市典型草圖設計真題考向

三、常見標準件、典型材料應用分析

草圖設計題型命題越來越注重考查學生解決實際問題的能力，除了主體連接件的設計，構件間的連接方式、標準件的選擇及典型材料的應用同樣值得分析研究。學生缺乏實際生活中的細節(jié)積累，對連接方式、標準件及典型材料的應用理解較為生硬，也成為草圖設計題型解題的障礙[2]。

狹義的標準件為緊固件，常見的有螺栓螺母、元寶螺栓螺帽、自調整螺栓等。其中，螺栓螺母常用于可拆卸連接，但需配合工具；元寶螺栓、元寶螺帽、自調整螺栓多用于經常需要調節(jié)距離或角度的結構，因其可徒手操作，具有一定的便捷性。

四、草圖設計解題思路歸納總結

（一）一般解題步驟

草圖設計題的解答一般可分為以下幾個步驟。1.審題：從題干中獲取主要信息，如設計要求、關鍵尺寸等；2.被連接處形態(tài)分析：分析被連接件A和被連接件B的形態(tài)，根據被連接處形態(tài)確定連接件彎折造型；3.主體連接件類型及孔型確定：根據設計要求及固定需要，確定主體連接件類型，并確定開孔形狀實現相應功能；4.繪制連接件：實現合理連接，滿足設計要求；5.關鍵尺寸標注：按照規(guī)范標注關鍵尺寸；6.簡要的文字說明，如連接方式、標準件或特殊材料說明等。

（二）主體連接件畫法

伸縮型結構：伸縮結構可分為連續(xù)調節(jié)和非連續(xù)調節(jié)兩類，連續(xù)調節(jié)結構中通常包含腰型孔，非連續(xù)調節(jié)通常由一組多個孔組成；伸縮結構中元寶螺栓或手擰螺絲可用于固定；連接件的具體形狀應根據被連接物形態(tài)而確定。

轉動型結構：轉動型結構可用于角度調節(jié)，通常包含單孔或者弧形滑槽，單孔可形成鉸連接點，滑槽可以限制轉動角度。

簡單固定結構：簡單固定結構的連接件形狀應通過被連接處的形態(tài)分析，再設計具體的彎折造型，常見的有“L型”“U型”“F型”等衍生結構。

包裹型結構：包裹型結構通常可用于解決桿件、管狀結構的連接[3]。

五、草圖設計專題教學跟蹤實錄

筆者對海亮高級中學現高二年級技術選考2-2班、技術選考1班進行了2個階段的草圖專題授課及強化訓練，時間分別在2020年5月和2020年9月，其間對這兩個班級的草圖設計答題情況進行了跟蹤并記錄。其中，主要納入研究范圍的答題形式包括市級統(tǒng)考、多校聯考、校級期中考試、校級月考、班級周考、課堂限時訓練和平時作業(yè)。參考維度主要答題速度、答題規(guī)范、草圖質量等。具體記錄如表2所示，

表2 草圖設計答題情況記錄

從上述記錄數據看，在一定程度上，基于結構歸納的草圖設計題型分類教學有以下幾個方面的顯著成效：

學生草圖設計題型答題率較以往相比大幅提高；學生對考題的把握更為精準，對設計要求的理解更到位；學生的草圖表達能力有一定的提升；學生在草圖設計答題過程中更注重答題規(guī)范，提高了得分率。

六、結束語

本研究是對通用技術學科草圖設計教學的初步探索。在草圖設計題型出題背景呈現多樣化、題材元素新穎、考查方向綜合性強的情況下，學生可以通過結構歸納找到一般解決方案，結合標準件、典型材料應用分析，細化方案、規(guī)范答題，形成系統(tǒng)性的草圖設計解題思維，提高技術綜合應用能力。

現階段研究存在一定的局限性。第一，參與調研的樣本人數過小，學生層次不具有代表性；第二，由于數據收集的形式具有多樣性，不同考試或習題的難度系數無法統(tǒng)一；第三，研究數據量有待進一步積累；同時，教學研究成果驗證伴隨著許多不可控因素，也可能對實驗數據造成一定偏差。在下一階段，研究開展需要對學生層次、樣本人數及實驗實施具體步驟進行控制，以確保實驗數據的有效性。