製造科技教學活動

教材教法

製造科技教學活動一超級起重機

林弘昌

奎、前言 本?古囂的內容主思是讓島舉結合老師用;是撓的材料做一鵲起草機的模翠，豆豆潤試其 所能負義的水重，以 f 模型的總鼓 J 和?負軾的水重 j 的乘積來比上七看諱的起草機最 :本活動的日位除了讓喂喂詔議聽這科技中各種材料的按合方式泣聲接外，並 決問題的能力。實施本活動之前老師可以先介紹常見的材料鵲接合的方式。 說，本才辛辛闊的接合方式可分為: 一、動著接台(常罵設熱可塑性接謬材料) 1.溶劑接合一將用溶劑溶解按合面並稍加體力，待溶劑完全蒸發後，efl 可，憫如使用 二氯詰接合壓克力。連用溶劑接合時態;主意通!到及運免接觸皮膚、眼睛。 2. 熱熔接一利用熱TiH安性材料表謝受熱軟化?是組凝聚作用研接合在一起，主[J塑 口機。 二、擺著接合 利用議當的接著劑本身的重~i 性使材料互相接合在 8 紹，接著觀為具黏性豆豆能接著其

他特輯的鞠臂，如強力膠、熱熔膠、環草種指 (Epoxy resÍns) 等。

五、使用機械扣接件 例如故議室7 、木螺釘、餵輯、挪釘等將持科按合在一。起。 Jlt 之外，還可j;)，科用 的禮接方法讓木材接合在一起， 要作木製家其詩常用的接合 式圈1) 活動的材料 單格限制，惟發 梧悶。老師可;其

材料表截至艾麗、木

料撓選方便取得者來實

24

、 j茁島內容 …、建議教學時數 本活動可以安排 4 遁次

第一遍

二、工具及特料

1.各組工具及材料表(學見 i盤J

2)

口CI口 名 規 格 曲線鋸 _{的 20cm} 木工薪鋸 鋸片長約 25cm 金工鋼錯 秒紙 制約，約 A4 大 ;J、 鎮亨亨 金

_銓刀

科口鉗 鋼絲鉗

十字起子

鑽錯

辦尺*

30cm

油，控筆{里 1 免向IJ 鉛筆* 2日 橡皮撩* 自膠 的 20m 木螺釘 φ4

X 35mm

鋼板螺釘 φ4

X 15mm

攝釘 2.5cm 及 5cm 螺桂(含廳輯、整翱) φ4

X 40mm

25

事支持教;去 內 式:介紹本活動的諜件與 數 重

2

6

10

各 6 支

10

儷註 故對鍍錚鐵飯問 膠合木材用 機械扣接件 機械制接待 機械扣接件 機械扣接持 z000 1

f.

11 !

1:

i ，Ti支殺 fy 3:\在 11 期

數材數

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1.

5 X 40mm

φ6

X 30mm

約的 4

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;J\ 捲

平說

約 500ml (指針頭) 的 5ml 膠條 30cm 長，直徑 lcm 體積

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組長線 力板*

*

|訓 '5X60X12吋

鐵板*

*

鉤

: (1)

*表示文具類用 M 表示組成模型的 少長 30 公分， i角較嘉適合。 以要求學生自備。 材料。甚為本 材料的接 連工具互之背斜老揖可謂書言要彈佳選 2. 共府工具及設備表 名 格

8

~

23mm

6， 9， 15mm 寬

眩欖 3 ， 4.5 ， 6mm

20 位升在在 刊注 11 [IJJ

₂₆

6

機械扣

6

膠合木材用 l 捲 注射二 謬合各種智斜謂

2

主要材料 主要材料

2

懸揖7k繭荊 求同學組合後的櫻型 ，各種特軒的長度仗" 數 備

2

2

2

2

2

2

各 3 組各 1 用

3

用

教材教法 塑膠繩 200 公分 模型測試用

捲尺

5 公尺長 模型測試用 體重計 _{可承重 lOa 公斤 模型測試用} 本活動的工具及材料 圖 2 三、實施步驟

1.老師介紹本活動的內容、條件與限制及評分的標準。

2. 以六位學生為一組，向老師領取一份活動記錄單。(活動記錄單請參考附錄) 3. 各組進行工作分工，並開始撰寫活動記錄單。(圖 3

)

4 共同發展構想，完成活動記錄單之「五、發展解決方案 J 後，向老師領取工具及 材料。 5. 選定一個最佳方案，開始製作「超級起重機」模型。 6. 檢討改進初步的模型，並發掘問 題。 7. 思考改進的方法，修正起重機模 型。(圖 4) 8 各組將修正後的模型成品及活動記 錄單繳給老師。 9. 測試各組起重機模型所能負載的水 重。(圖 5~ 圖 10)

1

O. 各組於下週進行分組報告，結束 後由老師實施講評，並給予表現 優秀的組別適當的獎勵。(圖 I

1)

圖 3 各組進行工作分工，討論各種設計 方案 圖 4 分組製作模型的情形

27

2000 (I: II

JJ

'I'." 月 fHHJ >(ri33 在 I I I~J

28

圖 8 起重機前端懸吊水桶後即開始加 圖 9 雖然這個起重機模型較短，但可以 水，直到變形至與基準棒相同的 懸吊三個水桶的重量喔 1 角度(與水平線夾3 0 度角)為止， 此時的水重即為模型負載的能力 圖 5 由各組自行將作品夾持於虎鉗上， 圖 6 將起重機模型與水平線夾4 5 度角夾 相片中前面的木條為觀察模型變形 持於虎鉗上 角度用的基準棒 圖 7 利用鑽床虎鉗夾持基準棒以便觀察 模型增加負載後角度的改變(墓準 棒與水平線夾 3 0 度角) 教材教法 2000 年 J I 川 生活科技教行 33 在 J I

jgJ

事頁#才事&5.去 圖 1

a

利用體重計測量並記錄每一組負載 圖 1

1

分組報告起重機模型設計的重點 的總重量(音水桶重) 四、條件與限制 1. 完成的起重機模型總長度至少 30 公分。 2. 模型的製作(含撰寫報告)必須在老師規定的時間內完成。 3. 必須使用老師規定的材料。 五、「超級起重機」評分標準 1.是否解決問題 一起重機模型總長度必須超過 30 公分，並且其「長度 J 乘以「負 載的水重」的乘積越大越好。(技能 50%

)

2. 報告完整性與創意。(認知 25

%)

3. 組員間的分工合作及參與程度。(情意 25

%)

六、問題討論 1.舉例說明木屬材料的接合方式有那些? 2. 除了本活動所介紹的接合方式外，日常生活中的產品還有那些接合方式?

七、注意事項

卜使用美工刀或剪刀時應注意避免被割傷。 2 熱熔膠槍槍頭有高溫，使用時應小心燙傷。 3. 使用針筒注射二氯甲院時應注意通風並避免被針筒刺傷。 4. 使用手工其或電鑽、線鋸機時應遵守相關規定並注意安全。 八、「超級起重機」活動特色 本活動真有以下的特色: 1.以解決問題為導向:訓練同學思考及創造的能力，以解決老師所提出的問題。 2 強調報告的完整性與創意:報告之功能在於引導學生思考並尋求最佳的解決方 案。 3. 強調團隊合作:組員必須分工合作並積極參與。

29

2000 斗三\I )

1

'!'.i丹科技校行 33 卷 I I

191

教材教;去 4. 時間的限制﹒實作部份須在老師規 定的時間內完成(包括撰寫報 告) 5. 材料的限制:同學必須使用老師規 定的材料來製作模型，材料可依經 費多寡彈性選用。本活動的材料費 每位同學約 70 元，所以實施容

6 早已及接合方式可彈性調整。

讀~予一三戶(

7. 基本手工真及機具的使用:本活動

圖 1

2

基本機真的使用

可以利用基本的手工具或機具製作模型，老師應介紹使用于工真及機具的方法並 強調使用時的安全注意事項。(見圖 12

)

九、作品介紹 很顯然的，這件作品想要以長度取 勝，這時要特別著重在各種材料間 的接合強度 圖 1

4

這件作品雖然短小，但是負載的水 重可是不容小闊的喔 圖 1

3

這件作品的結構強廈前後不太均 勻，載重測試時容易從脆弱的地 方開始變形 圖 1

6

30

模型除了接合方式外，也要考慮其 結構 這個模型旋轉 9 0 度後，其 負載的能力會有明顯的差別 HUV 在 司 J 、、 d |』 -t1 j 一教 l-r 泛 '， -t 舟， o-下­ AU-:

“

到一生

圖 1

5

教材教法 圖 1

7

這件作品別具巧思，利用鐵絲的張力加強懸吊端的結繕強度。 附錄:活動記錄單(範例) 「超級起重機」活動記錄單 一、組織工作小組

組別|

第一組

姓 f長 xx

|玉 xx

組

成 川仁l同卜

xx

員 xx 才守

xx

孫 xx 組長|張 xx 名|負 責 _工 Jql'中r 規畫、工作協調 蒐集家中常見材料的按合方式、製作模型 蒐集網絡上 l描於結構設計的資料、製作模型 去圖書館蒐集各種接著升 l 資料、製作模型 提供起重機設計方案，提供大家討論 撰寫活動記錄單並上台報告 二、界定問題 I. 情境說明: 如何利用有限的資源來設計一個與水平線主 45 度的起重機模型?

31

2000 句 c I I )J 'I:.;月刊校教 f{3 3 t1' ll!的

事支持較活 3. 依攝霄求，界定問閥: 想想琴音，解決問題後的理想狀況應該如何? (將你的想法撰寫於下) 模型與水平綠豆已是 S 沒角，長度至少 30 公分誰能支持最大的臭氣 一_一、 出各攜起重機樓型的可能結構，並思考其裂作的方 \1霞，組多越好 O 構 或說明 或說 本目 '"'"、 本目 構 幸自 略 本闕 "心、 四 中 {g

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教材教 j法 構 ;宇EI 時 可行性高 中 抵 評估 6

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高中 f是

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5 4 3

2

四、黨集資料 1.你能說出家中的家其或是工業建品是怎樣組含龍成的嗎?講與家人討論這些結 方法各有事些特? 11) 家中的家其常以Ji安紅件、木螺封、本主r JÆ.梓接時方式接合。梓接可以加強家 兵的結構，五金記件JÆ.組合螺釘會用於組合式的家具。 2. 我這 到 a 些興許料闊的接 詞的資料: 3. 除了材料闊的接合方式悴，還要考盧嚀些觀題，還聽再投哪方面的資料? 皮之墊軒的接合方式外，還發考草率發材料的特性，以及起重機摸智的結構問 題。另外，各種材料的加工技巧也是很重要約 G

33

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25

b 凡 μ 泛， 4 十沌 , ZJ JLf

教材輯:去 五、發展解決方霎 依議發展的創意與資料蒐集分析的成果，重新發展可行性較高的觀意，並鑫出三(國 草圖，說明作品的特 略 千萬 自各 2000 :!: 11

J

JI: 支紋門口在 I I !t月

₃₄

說明作 以木心板色還本祿，可以增加整體 結構的強度 c 可行佳品 中 低 評估 6

(3)

4

3

2

自各 可行性高 中 i惡 語估 6 5 尋 3

2

盟各 中低

5 4 3

2

八、現躍躍漫游鑫 1.繪製你們決定製作的揮重機模型的工作輯: 利用最絲張力增加結構弦是 2. 3:蠶擇這輯方案的理 結構性良好，能充 程是: 計方黨 充分溝通討論 遴定理想方支 文立 利用各種材料 O

(4

)確定模空結構及將合方式 (加分配工作，寶路娟直令施工 全體參與撿詩，提出改進建 4. 將製作需要使用的器詩，詳列於 rffii 表 i播中: 各 轎 _{規格或尺寸 數;黨 名} 自膠 的2加ù

乞

軍克力按 ;木握軒 φ尋 X35mm 鋼板螺釘 φ4

X 15mm

10

夾被

鏽釘

_2.5cm及5cm

各 6 支

_{木 'Ù板}

手鑄

髏控 φ4X4伽nm

10

實木條(JJ\) (含螺帽、聖哲盤) _實木(每( 拉釘 φ 1.5 X 尋訪nm

₆

木工軒鋸 錯片;長約 25cm 蠶針織板 全工鋼鋸 _|扁鎮

35

歌手才寧夏法 規格或尺寸 數量

5 X 60 X 2

0mm

2

透明

3mmi壤 'Æ是大小

18 X 60 X

12伽nm

2

25 X 25 X

195羽絨

2

45 X45 X

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2

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X

2∞ X2船mm

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5 X 20 X

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2000 {i:

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T~ 伐 F支付 33 在 II !財

事宜幸在事3n.îi 七、都離結果

i第 n 次

程重機長度

_(公分)

負載的求重_(公克) 起重攝長度×豆豆載的*-讀_{(公分，么克)} 以木板取代歷丸

35

15

,

000

525

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_{:h 級} 以總結補強鍍錚

2

42

16

,

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_{議板謂的按合} 鈴治接錚義教益

3

42

17

,

300

726

,

600

_加強龍定 戚本釘加強木棒

4

39

20

,

450

797

,

550

闊的接合 2. 總結評估: ，且能充分利用所有的材料 ※缺點: (1)以為鐵作為主要的結構太過於薄弱

參考文獻

2000 11 川 (2) 舉克力悶頭孔而裂開，影響負載的能力 (民 74) ，塑膠工藝學。台北:大中

80)

，木工接舍區誼。台 ~t

:

師大工業科技教育系講師) 址:.ir巧不收計::;::;

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