起重機的設計與製作

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1、生活科技教育月刊二○○三年三十六卷第六期起重機的設計與製作*方崇雄*台灣師大工業科技教育系教授兼系主任壹、前言九年一貫課程的教育改革賦予了我國中小學教師許多彈性發揮設計學校本位課程的空間，然而以生活科技課程而言，一方面由於剛從傳統工藝課程轉型而來，另一方面則由於過度依賴我國的傳統課程標準；因此九年一貫課程所賦予中小學教師的設計課程彈性，卻反倒成為目前中小學教師心目中最大的負擔。本活動主要提出一個生活科技教學活動設計的範例，其內涵以主題式的問題解決活動設計為主，主要整合科技、科學與數學等三個領域的相關知識，藉此讓學生能夠將理論與

2、實務結合，並進而從事設計與製作，以達成科際整合學習之目標。貳、相對應能力指標本活動與生活科技學域相對應的能力指標如表1。表1起重機與生活科技學域之雙向細目表教學活動起重機的設計與製作能力指標4-4-1-1了解科學、技術與數學的關係。◎4-4-1-2了解技術與科學的關係。◎4-4-1-3了解科學、技術與工程的關係。◎4-4-2-1從日常產品中了解台灣的科技發展。○4-4-2-2認識科技發展的趨勢。○4-4-2-3對科技發展的趨勢提出自己的看法。○4-4-3-1認識和科技有關的職業。○4-4-3-2認識和科技有關的教育訓練管道。4

3、-4-3-3認識個人生涯發展和科技的關係。4-4-3-4認識各種科技產業。○4-4-3-5認識產業發展與科技的互動關係。○8-4-0-1閱讀組合圖及產品說明書。33生活科技教育月刊二○○三年三十六卷第六期表1（續）教學活動起重機的設計與製作能力指標8-4-0-2利用口語、影像（如攝影、錄影）、文字與圖案、繪圖或實物表達創意與構◎想。8-4-0-3了解設計的可用資源與分析工作。◎8-4-0-4設計解決問題的步驟。◎8-4-0-5模擬大量生產過程。8-4-0-6執行製作過程中及完成後的機能測試◎與調整。◎表高相關，○表低相關。參、

4、相關原理本活動所運用的科技、科學與數學原理主要可分述如下：一、科技1.木工講解基本的木工技術，以使學生在設計與製作起重機的相關裝置時能夠具備基本的木工素養。2.創造思考介紹各種創意思考的方式，期能讓學生透過不同的腦力激盪與團隊合作以激發學生創意思考的潛能。3.問題解決介紹問題解決的步驟與程序，讓學生能夠瞭解相關的問題解決步驟與程序。4.桁架結構學介紹簡易的結構原理，讓學生能夠瞭解何種型式的設計方式，方能使桁架的結構較為穩固。二、科學1.滑輪介紹定滑輪與動滑輪的用途與原理，以利於學生能夠將滑輪應用在起重機的設計與製作上。2.輪與

5、軸34生活科技教育月刊二○○三年三十六卷第六期介紹輪與軸的用途與原理，以利於學生能夠將輪與軸應用在起重機的設計與製作上。3.齒輪介紹齒輪的用途與原理，以利於學生能夠將齒輪應用在起重機的設計與製作上。4.槓桿介紹槓桿的用途與原理，以利於學生能夠將槓桿應用在起重機的設計與製作上。5.重心介紹重心的概念，以使學生能夠適切的應用在起重機的設計與製作上。三、數學1.比例介紹比例的概念，以使學生能夠適切的應用在起重機的設計與製作上。2.量測介紹量測的概念，以使學生能夠適切的應用在起重機的設計與製作上。肆、機具與材料本活動所使用的機具與材料

6、表如表2與表3：表2機具表機具名稱規格數量備註1.線鋸機32.手工線鋸63.螺絲起子64.直尺65.剪刀66.鐵鎚635生活科技教育月刊二○○三年三十六卷第六期表3材料表材料名稱規格數量備註7mm＊5mm2根1.木條7mm＊7mm2根7mm＊10mm2根2.木板1塊3.壓克力條6mm＊900mm1條4.大齒輪1個5.小齒輪1個6.定滑輪1組7.動滑輪1組8.鐵釘適量9.釣魚線1捲伍、教學進度說明本活動的教學進度主要如表4所示：表4教學進度表週次節次教學內涵學習報告第一週1活動概說（一）第二週2營建科技概說第三週3起重機相關原理

7、第四週4起重機相關原理第五週5提出問題、問題界定、限制與資源（二）第六週6資料蒐集與分析資料（三）第七週7發展解決方案（四）第八週8選擇最佳方案、工作步驟分析、工作分（五）、（六）配第九週9製作與修正第十週10製作與修正第十一週11製作與修正第十二週12製作與修正第十三週13測試、評鑑與改良建議（七）第十四週14成果發表、自評與互評（八）、（九）陸、評量本活動所採用的評量依認知、情意與技能領域分述如下：一、認知評量1.科技相關認知評量。2.科學相關認知評量。36生活科技教育月刊二○○三年三十六卷第六期3.數學相關認知評量。二、

8、情意評量1.學習歷程檔案評量。2.課堂參與討論情形。3.小組討論情形。三、技能評量1.起重裝置的長度與高度必須介於50公分∼60公分。2.起重裝置必須至少能載重100公克。3.起重裝置必須能在載重時將物品吊高10公分以上。4.起重裝置必須能在載重時做180°以上的旋轉。5.製