1.1 常见结构的认识 教学设计-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

教学设计 课程基本信息 学科 通用技术 年级 高二 学期 秋季 课题 常见结构的认识 教学目标 1.了解结构的含义，感受结构的丰富性及其魅力。 2.通过案例分析，明白合理结构的重要性，树立技术规范意识和责任意识。 3.能从力学的角度解释结构对技术产品及其功能实现的独特价值。 4.能进行简单结构的受力分析，并辨析结构的类型。 教学内容 教学重点： 1.理解结构的含义。 2.认识结构的受力，了解不同结构的受力特征。 教学难点： 1.理解结构决定事物的性质和功能。 2.对简单结构进行受力分析，辨析结构的类型 。 教学过程 1、 感知丰富的结构 1. 结构的概念 结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。结构是普遍存在的，不同的事物往往有不同的结构。 2. 图片展示钻石结构图和石墨结构图。 钻石和石墨，都是由碳原子组成，由于碳原子的排列结构不同，两者有着天壤之别。钻石是自然界最硬的物质，价格昂贵；石墨却是最软的物质之一，价格实惠。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。 3. 自然界形形色色的结构 图片展示自然界中的结构：蜂巢、蜘蛛网、动物骨骼、大树、鸟窝、贝壳等 分析蜂窝的结构。这种结构的优点在哪里？有着经典的六边形结构，使用最少的材料，制造尽可能宽敞的空间，无缝隙。如果蜂巢呈圆形或八角形，会出现空隙；如果是三角形或四角形，那么面积会减小，所以在这些形状中六角形是效率最好的。蜜蜂也被称为是“天才的数学家兼设计师”。 自然界中许多形形色色的结构，给了人们无限的创造灵感和启示，通过对自然界中结构的分析和研究，人们将其成果应用到技术领域，更好地服务于人类。请同学们思考一下，生产生活中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呢？ 图片展示苍耳子与尼龙搭扣、锯齿草和锯子。 在技术领域，产品的结构更是丰富多彩。图片展示历史悠久的赵州桥，气势恢宏的鸟巢国家体育场，智能机器人、自由女神像、埃菲尔铁塔、悉尼歌剧院。 结构在社会领域也普遍存在，例如人口结构、家庭结构等。 4.阅读案例：魁北克大桥的坍塌。引导学生思考造成此桥倒塌的原因。 不合理的结构会使结构或材料所受到的外力超过其承受的极限，导致事故的发生。因此，合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者共同的追求。 二、认识结构的受力 1.结构的力学意义。 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。一个复杂的结构由许多不同部分组成，这些组成部分通常称为构件。 展示组成自行车的构件。 2.构件的受力和变形的形式 构件的受力和变形的形式分为受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转这五种基本形式。如图1—9所示 （1）第1种，构件受到拉力作用。它的特点是构件承受拉拽力，有变长的趋势。比如同学们在运动会拔河的时候，绳子就受到拉力的作用。健身人士在利用拉力器锻炼时，拉力器也受到拉力。 （2）第2种，构件受到压力的作用。它的特点是构件承受使之被挤压的力，有缩短的趋势。我们听到的俗语，趁热打铁，其中的铁块，受到的就是压力。还有支撑桥梁的桥墩，也有受压的趋势。 （3）第3种，构件受到剪切力的作用。它的特点是构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反、且作用于同一物体上的平行力。例如同学们用剪刀剪纸的时候，纸条的受力形态就是受剪切。 （4）第4种，构件受到弯曲力的作用。它的特点是构件承受使之产生弯曲的力。例如教材上老爷爷钓鱼的图片中，鱼竿就受到弯曲力。还有撑杆跳高运动员手中的杆子，其受力形态也是受弯曲。 （5）第5种，构件受到扭转力的作用。它的特点是构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变。这种受力形式与同学们息息相关，大家早晨洗脸时，拧毛巾的动作，便使毛巾有扭转的变形形态 。 3.活动体验 将一根火腿肠从中间截为两段，有什么方法？请分析每种方法下火腿肠的受力。 方法 该方法火腿肠的受力 小刀切开 受压 剪刀剪开 受剪切 徒手掰弯 受弯曲 徒手扭断 受扭转 徒手拉断 受拉 4. 思考：用剪刀和指甲钳剪指甲时，指甲的受力形态一样吗？ 不一样。用剪刀剪指甲的时候，指甲受剪切，因为剪刀的两个刀片，是错开的，不在同一个面上，故指甲受到刀片的力不在同一直线上且相距很近，符合剪切力的特点。指甲钳上下两个刀片在同一直线上，故指甲有受挤压的力，符合受压的特点。 5. 教材第6页，将受力和变形形式、受力特点、具体案例进行连线 三、辨析结构的类型 1.实体结构 通常是指结构体本身是实心的结构，其受力特点为外力分布在整个体积中。北京的长城，湖边的大坝，都是实体结构。 2.框架结构 通常是指结构体由细长的构件组成的结构，它能承受