常见结构的认识 公开课教学设计

福安市第六中学通用技术科电子教案授课教师：郑碧瑾课题第一单元结构与设计第一节常见结构的认识课时1授课班级高二（1-5）授课时间教学目标1.知识与技能目标了解结构的含义，能举出不同领域的实例，知道结构无处不在。了解结构与力的关系。2.过程与方法目标能够通过对简单案例，分析结构是如何承受力的。3.情感态度与价值观目标通过案例分析，提高理解和分析问题的能力，培养全面、系统的分析问题的能力，激发学习激情和兴趣。教学重点结构的含义；结构决定事物存在的性质，结构受力的分析方法。教学难点结构受力的分析方法。课前准备收集相关的教学实物、常见结构的图片，制作好教学课件PPT、准备废旧纸盒的纸板，加压的重物。教学方法案例分析法、讨论法、实践体验法教学过程1.通用技术必修2学习介绍：（1）通用技术必修2是一门什么样的课程？【教师讲解】同学们，我们生活在科学技术高度发达的时代。我国载人航天成功,实现了千年邀游太空梦;长江三峡顺利截流发电，高峡出平湖；水稻育种结硕果，世界领先……“技术与设计2”中的“结构与设计”“流程与设计”“系统与设计”“控制与设计”等四个主题都是具体的、通用的技术,它们具有典型意义,并与技术的发展密切关联。因此我们将要学习的通用技术必修2，应用广泛，具有宽广的迁移价值。学习这些技术与设计的基本思想和基本方法,将使我们终身受益。同时也将使我们适应新世纪的科技发展、知识经济发展以及社会可持续发展的需要,成为有用的人才。（2）学习通用技术必修2课程要注意的几点:=1\*GB3①围绕教材内容,以技术设计为主线索,认真钻研各主题的技术与设计要点。充分调动自己的感知、思维、想像，进行调查研究、批判性思考、创新性想像，密切联系实际，挖掘技术实例，既动脑又动手，做好剖析、试验、实习、设计制作、交流、评价各环节，努力提高技术实践素养。=2\*GB3②发扬在老师引导下的团队合作精神,把学习技术课程的过程,变为一个创新的过程。在学习过程中要以多种视角、多种思路、多种方法,去探究一个个技术问题,完成一项项设计任务,努力造就我们的创造品质,提高我们的创新能力。=4\*GB3④学习过程中会遇到困难,我们要以坚强的意志力，鼓起战胜困难继续前进的勇气，努力磨炼我们的意志品质。2.导入【实物展示】学生制作的小板凳。同学们在上个学期学习了《技术与设计1》，已经初步掌握了设计的一般原则、步骤和基本方法，同时也制作了简单的结构模型，如便携式小板凳。为什么同学们制作的小板凳稳固程度差别较大？如何使小板凳既轻便又稳固呢？让我们通过学习结构与设计一起来探究这些问题，首先让我们来认识结构。3.自然界中的结构【投影展示】蜂窝、蜘蛛网、动物的身体与器官等结构图。引导学生分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里？【师生互动】蜂巢是严格的六角柱形体。它的一端是六角形开口，另一端则是封闭的六角棱锥体的底，由三个相同的菱形组成。18世纪初，法国学者马拉尔奇曾经专门测量过大量蜂巢的尺寸，令他感到十分惊讶的是，这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝角都是109°28′，所有的锐角都是70°32′。后来经过法国数学家克尼格和苏格兰数学家马克洛林从理论上的计算，如果要消耗最少的材料，制成最大的菱形容器正是这个角度。从这个意义上说，蜜蜂称得上是“天才的数学家兼设计师”。【教师总结】结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。以上案例说明，结构无处不在，结构多种多样且决定着事物存在的性质。【课堂活动】尼龙搭扣的结构和功能。=1\*GB3①分发若干尼龙搭扣。=2\*GB3②阅读苍耳子、飞机和鹰眼的材料，感受自然界中结构的功能和结构的应用。【师生互动】鹰可以在几千米的高空准确无误地辨别地面上的动物,这是因为它的眼部结构比较特殊。人类每只眼睛的视网膜上都有一个凹槽,叫做中央凹，老鹰眼中的中央凹却有两个，这两个中央凹的作用不同，其中一个专门用于接收来自鹰头侧面物体的像，另一个用于接收来自鹰头前方物体的像。这样，老鹰的视觉范围就宽多了，能兼顾前方和侧面。根据鹰眼的结构，人们正在研制“鹰眼”导弹系统。这种导弹系统能自动寻找、识别目标并跟踪攻击。【教师总结】在日常生活中，人们利用大自然中形形色色的结构带来的创造灵感，结合实际，创造和发明了大量的实用结构。生产生活中还有哪些产品的结构是受到自然界事物结构的启发而产生的？【师生互动】羊毛衣，潜水艇与鱼鳔等，人类利用仿生学原理，把大量的研究成果应用到其它领域中。4.技术领域中的结构【投影展示】展示汽车、建筑、桥梁等图片。结构影响事物的性质和功能，结构方面存在的一个小问题可能导致重大事故的发生。【课堂活动】阅读“魁北克大桥的坍塌”。大桥坍塌的原因是什么？【师生互动】设计师没有对桥梁的关键部位做相应的加固。合理的结构是设计的基础，卓越的结构是设计者和制造者的最高目标。进行结构设计要具有高度的责任感。5.社会领域中的结构在社会领域,也普遍存在着结构现象。一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量,一家企业的人员结构关乎企业的运行与效率。6.结构与力【演示试验】比较不同形状的纸板能承受的压力的大小。（1）将一块纸板用支架支撑起来，在纸板中间不断增加重物，直到它塌下来，记录此时重物的质量。（2）将另一块纸板弯成拱，两端固定以防止延伸，在圆拱上端不断增加重物，直到它塌下来，记录此时重物的质量。(3)将拱的跨度变小，重复上面的操作，记录此时重物的质量。【师生互动】从力学角度来说,结构是指可承受一定力的架构形态,它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。不同的结构所能承受的力是不同的。7.力的基本形式【投影展示】教材第五页中的图片。【教师总结】五种力的基本形式。拉力物体所承受的拉拽力起吊重物的钢索、拔河时的绳子压力挤压物体的力千斤顶的活塞、桥墩剪切力两个距离很近,大小相等,方向相反,且作用于同一物体上的平行力铆钉、机械中常用的连接件扭转力反方向向物体两端均匀施力,使物体发生扭转形变的力汽车的传动轴、拧干中的衣服弯曲力作用于物体,使它产生弯曲的力起重机的大梁、钓鱼竿【投影展示】展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片。这些结构的受力形式是怎样的？【教师总结】在分析结构的构件受力过程中，其侧重点是力引起结构的形变和破坏，而高中物理中力学分析的侧重点是力会改变运动状态。因此，在分析受力情况的过程中，不应只注意静态受力与运动状态，而忽视了结构的形变和破坏。8.探究观察右图,说明石磨的推杆为什么要用一根绳子吊起来。拓展：石磨在推动过程中，绳子在空间的轨迹是一个什么图形？9.给学生播放网络上表演的节目：踩鸡蛋。请学生分析鸡蛋的载荷情况。常见结构的类型（从力学的架构与形态考虑）我们知道生活中的结构是千奇百态的，根据物体的结构形态，通常将结构分为实体结构、框架结构、壳体结构。1.实体结构⑴实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。墙壁、柱子、实心球、水库的大坝、古代的城墙等，都属于实体结构。⑵几何特征及受力：几何外形简单，通常有杆（柱）、板、体等之分。它的受力特点是能承受较大的力，外力分布在整个体积中。2.框架结构⑴框架结构通常是指结构体由细长的构件组成的结构。窗户、画框、房子的架构、蔬菜大棚的棚体、建筑用脚手架、输电铁塔等都是框架结构。⑵组成：由梁、柱、杆、管等组成，也有用板件组成的。这里的杆或板，可以是实心的，也可以是管材。⑶几何特征及受力：几何外形较为复杂，其特点是支撑空间而不充满空间，能承受垂直和水平荷载。依据功能和使用条件的不同，可以设置成不同框架的组合。3.壳体结构⑴常见物品：头盔、汽车飞机的外壳、饮水杯、文具盒、油罐……⑵结构特征：壳体内空时，受力合理、形态稳定。壳的几何形状有折线式（方形、长方形、多边形）的、圆弧形的和拱形的等。⑶受力特点：壳受冲击力时，外力由弧面整体分担承受，抵抗变形。4.组合结构⑴在日常生活中我们常见的结构大部分都是组合结构，如：大坝都是拱形和实体结构的组