2019-2020年高中通用技术 常见结构的认识4教案 苏教版必修2

2019-2020年高中通用技术常见结构的认识4教案苏教版必修2教材：(凤凰国标教材)普通高中课程标准实验教科书通用技术(必修2)文档内容：常见结构的认识章节：第一单元结构与设计第一节常见结构的认识课时：第2课时一、教学目标1. 知识与技能目标(1) 理解并巩固结构的一般分类。(2) 了解不同结构类型具有不同的受力情况。2. 过程与方法目标(1) 能指出不同类型的结构具有不同的应用场合。(2) 能对生活中常见的简单结构的实例进行归类。3. 情感态度和价值观目标(1) 通过结构的组装形成和保持学生了解结构，研究结构的兴趣与热情。(2) 体验组装过程获得成功的喜悦。(3) 提高动手实践和操作能力。二、教学重点三种结构及其受力情况。三、教学难点壳体结构力的分析。四、教学方法教授、任务驱动、小组合作。五、设计思想1. 教材分析本小节介绍了三种基本结构类型，同时指出了生产生活实际中结构的复杂性，多数物体的结构是这三种基本结构形式的组合。教材通过学生熟悉的实例，展开技术视野中结构的基本分类的讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解，重点是把握不同类型的结构的受力特点及其具体应用。2. 设计理念在结构与力的基础上提出结构的类型，能够加深学生对结构的理解，教学中要注意与前面一节内容的联系和整合，在让学生理解结构类型的同时，更要让学生学会类型的选择和应用。适当拓展，除了使用书本上提到的长城、大坝、脚手架等图片，也可以是锯条、桥梁模型、及当前社会的热点如世博会的中国馆、国家体育场“鸟巢”等。通过有创意的工业设计作品，丰富和拓展本节内容。在进入“稳固结构的探析”之前，让学生动手实践是很有必要的，对消化结构决定事物的性质，结构与力、结构的类型有着重要的促进作用。在载体的选择上要把握几个原则：首先，学生要喜闻乐见；其次，简单易操作，学生在有限的时间里能顺利完成指定的任务；再次，要能够体现本节课的主要内容和重点。3. 教学策略设计(1) 查阅有关结构力学和理论力学书籍，明确“壳体”、“框架”等概念。(2) 使用简单材料制作不同结构类型的实体给学生做演示，学生可能难以理解壳体结构为层状的结构，教学中可以从“壳体结构是由曲面型板与梁、柱等边缘构件所组成的结构”这个角度来解释。壳体结构的受力比较复杂，可以先讲拱的受力，然后借用拱的受力特点来说明壳体的受力特点。（3）准备若干未组装的星空投影灯及其说明书，分组进行说明书的阅读和组装，在规定时间内考查哪个小组最先完成，要求学生分析投影灯主要构件的受力情况。4. 学情分析学生对结构类型的分类，往往只注意到一种结构形态，容易造成分类的混淆。这一节从力的角度对不同类型的结构进行分析，相对比较抽象，对于学生来说难度加大，所以最好采用实验的方法，让学生亲自感受不同类型结构承受力的特点与不同。六、教学准备准备不同结构类型的实物和图片，生鸡蛋3个，合适的瓶盖6个，木板1块，砖头或石板若干，多媒体课件PPT,若干星空投影灯。七、教学过程1. 导入上节课我们做了“比较不同形状的纸板承受压力的大小”的试验,这节课,我们来做一个更有趣的试验“鸡蛋承受压力试验”。【教师演示】将3只瓶盖以三角形状摆放在桌面上,将鸡蛋分别立于瓶盖上,再在鸡蛋上盖上另外3只瓶盖。取一块木板放在上面,轻轻将砖头或石板压在木板上（砖头或石板应放在鸡蛋所组成的三角形的中部）。试验过程中记录鸡蛋所能承受的砖头或石板的块数。为什么鸡蛋能够承受如此大的压力？【师生互动】这跟结构的类型有关,鸡蛋的承压面呈现拱形,而拱形的承压能力是比较好的。结构的分类多种多样,从力学架构与形态方面考虑,通常有实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型。这节课我们来研究结构的类型,并通过结构的组装来体验结构的受力和结构的类型。2. 结构的类型【教师演示】三把不同的凳子。这三把凳子有什么不同？其受力有什么特点？【师生互动】石凳子是实心的,外力分布在整个体积中；木凳子是由细长的构件组成的,其受力特点比较复杂；塑料凳子是一次注塑成型的,成本最低,结构是层状的,外力作用在结构体的表面。这三把凳子其实代表了三种不同类型的结构,其受力特点不一样。【投影展示】不同类型的结构图片。请将这些结构与凳子的结构进行对比分析,是否有共同点？【教师总结】（1）实体结构：实体结构通常是指结构体本身是实心的结构。它的受力特点是外力分布在整个体积中,如实心墙、大坝等。（2）框架结构：框架结构是指结构体由细长的构件组成的结构,如铁塔架、建筑用脚手架、厂房的框架等。它的受力特点是既能承受竖向重力荷载、也能承受水平方向的荷载。（3）壳体结构：壳体结构通常是指层状的结构。它的受力特点是,外力作用在结构体的表面上,如摩托车手的头盔、飞机的外壳、贝壳等。【投影展示】不同类型的结构图片。请区分这些结构的类型。【投影展示】视频动画“疯狂实验室纸牌结构试验”在生产和生活中,很多物体并不是单一的结构体,而是由两种或两种以上的基本结构类型组合而成的。【案例分析】世界上最大的教堂圣彼得大教堂的结构类型。分析要点：其结构整体往往采用框架结构,而地基、支撑柱则是实体结构,屋顶通常采用壳体结构,这也是大多数结构体所采用的结构类型。3. 体验结构【投影展示】星空投影灯整体造型、投影效果。操作要求：仔细阅读说明书，清点配件，按组装说明进行构件的组装，分析体会主要构件的受力情况，分析体会结构底座、支柱、灯罩的结构类型。操作流程：以45位同学为一个小组，分组完成任务，在指定的时间内，看哪个小组组装效率和效果最佳？星空投影灯的底座属于什么结构类型？灯罩属于什么结构类型？其支柱的主要受力是什么？4. 作业观察身边的结构，尝试辨别其结构类型，并进行受力分析。八、教学反思这节课选择了学生比较感兴趣的“载体”，所以学生参与程度和热情相当高，但在实际实施过程中还存在不足：1. 学生参与度仍待提高，在介绍结构的类型时，要时刻注意让学生参与讨论和探究。2. 要对学生提出的“为什么”保持较高的警觉性和敏感性，课堂教学不应死守教学设计，应该学会变通。比如关于结构的类型，不能一概而论，其实生活中的许多物体的结构是很复杂的，为了分析问题的方便，往往略去一些不重要的细节，抓住主要因素，分析其基本的受力情况。3. 除了自己收集素材展示以外，是否可以尝试让学生自己收集结构类型的图片，然后互相交流，这样学生的参与度会提高，教学效果会更理想。2019-2020年高中通用技术常见结构的认识5教案苏教版必修2教材：（凤凰国标教材）普通高中课程标准实验教科书通用技术（必修2）文档内容：常见结构的认识章节：第一单元结构与设计第一节常见结构的认识课时：第2课时一、教学目标1. 知识与技能目标（1）能从力学的角度理解结构的概念（2）通过学习椅面、简易桥梁的受力分析案例，分析结构是如何承受力的。展示一些采用架、梁、拱结构的建筑物的图片，激发学生的学习激情和兴趣2. 过程与方法目标通过展示实物和实物演示，使同学们学会利用实物进行试验探究的方法，学会简单试验的操作。3. 情感态度和价值观目标培养学生实事求是的求实精神二、教学重点结构分类及其应用三、教学难点应力概念四、教学方法从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。在教学过程中，采用讲授法、阅读法、案例分析法和提问法，让学生共同讨论、分析、交流互动等教学形式交叉和渗透灵活运用，并始终贯穿于整个课堂教学当中。本课时要求学生亲历纸板承受压力试验并运用多媒体教学设备，将与教学相关的图片展示给学生，都是为了让学生尽快获得感性认识，并上升到理性认识。五、设计思想1. 教材分析本课时是技术与设计2第一单元“结构与设计”的第一节“无处不在的结构”的第一课时。世界上任何事物都存在结构，结构多种多样且决定着事物存在的性质。本课时要通过放映蜂窝、蜘蛛网、大树、动物的身体与器官等结构图。通过对自然界中形形色色的结构的分析和研究，使学生明白“结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列”。要让学生知道为什么要学习“结构与设计”，自然界中形形色色的结构给了人们无限的创造灵感和启示。人们将其成果应用到技术领域，是为了更好地服务于人类。本课时还要讲解构件的基本受力形式：拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力，讲解应力概念。当一个结构受到外力作用时，内部各质点之间的相互作用会发生改变，产生一种抵抗的力，称为内力。应力从认识常见的结构开始，通过学生熟悉的事例，展开技术视野中的力与结构讨论，通过有趣的小试验，强化对不同类型结构的特点的理解。2. 设计理念本节的重点是结构与力、结构的类型。教师要把握好从够简单基本受力和变形形式来理解结构。要引导学生从力学角度理解结构的一般分类，理解不同结构类型在生产生活中的应用。3. 教学策略设计鼓励学生自主探究和合作交流，引导学生自主观察、总结，在与他人的交流中丰富自己的思维方式，获得不同的体验和不同的发展。引导学生从力学的角度理解结构的概念并注意基本受力形式与物理学中力的区别和联系。4. 学情分析学生对结构有一定的了解。对结构的功能和分类也有一定的基础。另外，学生在物理课中已学习了有关力学的知识，对物体的受力分析有比较好的基础。但是由于受力分析是物理课教学中的难点，多数学生在受力分析中还是有困难的，所以在教学中还要利用模型演示形变的情况，分析说明拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力等。六、教学准备几只新鲜的鸡蛋，一块木板，几个PV管材截取的小段塑料管材七、教学过程1. 引课1981年7月17日美国的堪萨斯城饭店发生倒塌。造成113人死亡，200人受重伤。这一惨案的结论是：空中通道和凉台的构造设计有缺陷，从墙壁至立柱间的空中距离过长。还有一个更加典型的例子：魁北克大桥的坍塌。2. 应力概念从力学角度来说，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。每个物体都有它的特定的架构形态，这种架构形态体现着它的结构。物理学与通用技术研究力的角度不同，物理学往往研究外力，把物体当质点，哪怕是地球，在研究它绕太阳转动时，仍把它当作质点。而技术学则关注一个物体内部受力情况。构件组成一个较复杂结构的不同部分应力构件的单位截面上所产生的内力=F/S3. 力的分类学生阅读教材，认识拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力。利用橡皮泥实验，感受各种力作用特点。拉力物体所承受的拉拽力压力挤压物体的力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弯曲力作用于物体，使它产生弯曲的力4. 练习题学生阅读它们受到哪些力的作用分析体验：人坐在椅子上，椅面受到的力；行人和车辆通过桥面时，桥面受到的力。5. 结构受载荷实例。任何结构承受的外载荷，都是拉、压、剪、扭、弯中的一种或几种的组合。工程结构的主要功能就是承受和传递各种形式的外载荷，保证结构的可靠工作。秋千的吊索，主要承受拉力；桥梁的桥墩，主要承受压力；连接齿轮和轴的键，主要承受剪切力；汽车方向盘的轴，主要承受扭转力；单杠的杠体(上面的横杠)，主要受弯曲力；吊扇旋转，吊杆主要受扭转力和拉力；为了保证结构的正常工作，这些构件必须有对于主要载荷的足够的承载能力。这是结构设计中必须考虑的重要问题。6. 典型结构分析：单杠结构分析(1)各部分名称：杠体，立柱和拉杆。(为什么做成这样的结构？)杠体的受力与变形：杠体总是朝着人体所在的瞬间位置的方向上发生弯曲。一一弯曲力立柱、拉杆的受力与变形：立柱：静止时受压力；当人在运动时，对立柱产生弯矩，使立柱弯曲变形。怎样做才能保持单杠稳定？拉杆：人在运动时，拉杆起到辅助立柱抗变形作用。7. 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(1)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。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(1)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。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。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(1)常见物品：头盔、汽车飞机的外壳、饮水杯、文具盒、油罐结构特征：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。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（1）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合体；圆顶大厦的顶部都是框架结构和壳体结构的组合。组合结构的受力：复杂（这是大学结构力学将要学习的）。想一想，学校体育馆都由那些基本结构组成？思考、马上行动、练习和综合实践活动，为学生学习的形成性评价提供了可能，根据学生练习过程中的反馈信息，评价学生和调整课堂教学。八、教学反思本节内容的学习，一定要切合学生的生活经验，这样才能引起学生的共鸣，活跃课堂气氛，才能激发学生的学习热情和对后面学习内容的兴趣。比如苍耳子与尼龙搭扣、鲁班和锯子等案例，得出事物的结构是人类思维的源泉。