1.3 结构的设计（教案）-高中通用技术必修技术与设计2人教版

课题 1.3 结构的设计 课时 1课时 教材版本 人教版通用技术必修技术与设计2 教学目标 技术意识： 1.技术意识：通过学习结构设计的实践案例，能够掌握结构设计的一般步骤，并能够运用这些步骤完成简单的结构设计任务，从而增强对技术设计流程的理解和应用能力，培养技术意识。 图样表达： 1.在学习绘制人字梯模型图纸过程中，能够按照技术规范和要求绘制出准确的图纸，并能正确标注尺寸、比例和关键结构要素，从而提升对工程制图规范的理解和运用能力。 物化能力： 1.在人字梯模型制作的实践过程中，能够依据图纸和工艺要求完成模型的制作，并根据质量标准对模型的外观、结构和功能进行评价，培养动手实践能力。 教学重难点 重点：掌握结构设计的一般步骤。 难点：进行简单的结构设计，学会绘制设计图样，做出模型或原型。 学情分析 在《技术与设计1》中学生对设计已经进行了较系统的学习，在本章第一节中也从力学的角度对结构进行了全面了解，在此基础上来学习结构的设计应该比较容易入手。但学生在制订结构设计方案时，还不太会对方案进行分项表达，也不熟悉如何对设计方案和作品进行自评和互评。学生改进方案、完善方案的能力还较弱。 课前准备 教学硬件环境：多媒体教室 教学资源：PPT课件、视频素材 教学环节 教学过程 一、 课堂导入 创设情境 教师活动： 播放视频，请学生结合视频中呈现的场景说一说设计凳子时应考虑哪些因素。 预设：安全问题、强度、稳定性等等。 学生活动： 观看视频，表达自己的看法。 设计意图： 以新闻事件引入，并给予学生表达看法的机会，激发学生的学习兴趣，并提高学生的课堂参与度。 二、 基于案例 新知讲解 （一）结构设计应考虑的主要因素 教师活动： 在学生发表了看法后，教师与学生进一步梳理结构设计时应考虑的因素，除了考虑安全性，还要综合考虑实用性、耐久性、稳固性、成本等等因素。 进一步强调：不同的结构设计，应考虑的因素各有侧重， 但无论在哪一类用途的结构设计中，安全都是至关重要的因素。 即：“安全性”具有一票否决权，以“办公椅的质量调查”案例辅助讲授。 学生活动： 与教师一同梳理结构设计的主要因素。 认真听讲。 观看视频。 设计意图： 分析梳理椅子散架的可能原因，由此引出结构设计应考虑因素的学习，加深学生对结构设计的认识。 （二）结构的设计案例 教师活动： 播放视频，由视频中呈现的场景，发现问题：如何让人字梯更稳固一些？ 接着以“人字梯模型的结构设计实践”为例，展开结构设计的学习。 师：结构设计属于“设计”的一种类型，它必须遵循设计的一般方法和过程。 回顾：设计的一般过程 1.明确设计目标及要求 ①结构体系合理，造型美观，表现出足够的科学性和新颖性。 ② 人字梯模型的结构高度≥20cm，踏板≥5个，踏板宽度≥4 cm。 在模型顶部放置质量≥5 kg的重物，模型在 15 s时间内不会出现构件撕裂、断裂、脱胶和垮塌现象。 ③在满足目标及要求的前提下， 的比值越大越好，模型自重≤20 kg。 ④模型材料:纸板、轻木或桐木。黏合剂:白胶、502胶或热熔胶。 2.形成初步设计方案 在形成设计方案阶段，将从以下几个方面展开。 （1）设计分析 提问：在进行人字梯的结构设计时，应考虑哪些因素？ 提示学生可从设计要求中进行设计要素分析：如功能、材料、承重、创新、造型等。 （2）人字梯的结构分析 请学生从梯子主体、踏步、支撑、防滑、截面形状选择等方面进行分析。 （3）绘制草图 回顾必修1中绘制草图的相关内容，请学生尝试进行人字梯的草图、三视图、零件图等的绘制。 （4）完成设计方案 可用文字、图表的方式进行呈现，教师提供参考的图表，请各小组填写完整。 3.制作模型 ①材料准备 请学生明确将要使用的制作材料，并做好准备。 ②根据设计方案制作加工所需的构件 借助相应的加工工具制作人字梯模型的各个构件。 ③将构件合成人字梯模型 采用合适的连接方式进行人字梯模型的合成。 4.检测、优化和改进设计 (1)试验检测 明确设计人字梯模型设计和制作的评定标准，以便按同一标准对人字梯模型进行评定。 指导学生阅读人字梯模型的评定标准表，让学生了解评价标准，做好对模型的检测。 (2)优化和改进设计 基于检测和评定的结果，还应对设计方案进行改进。 介绍改进方法，为后续的改进优化做准备。 (3)比较各组的人字梯模型，列出它们各自的优点和缺点，填写人字梯模型优缺点评价表。 学生活动： 观看视频并发现问题。 明确人字梯模型的设计要求。 以小组为单位进行初步的方案设计。 绘制草图。 填写完成设计方案表。 制作人字梯的模型。 对照评价表对本组作品进行自评，同时做好优化改进，并比较各组人字梯模型的优缺点，做好他评。 设计意图： 通过具体的结构设计案例分析与实践，引导学生掌握结构设计的一般步骤，同时在具体的实践活动中学会简单的结构设计，提升物化能力。 三、 任务驱动 探究交流 任务一：桥梁模型的设计与制作 教师活动： 请学生根据所学的方法，完成桥梁的模型设计和制作。 学生活动： 以小组为单位完成桥梁模型的设计与制作。 设计意图： 为学生提供更多设计学习和操作学习的机会，让学生能在解决问题中进行知识迁移，培养核心素养。 教师和学生对于任务驱动的结果进行讨论评价。 设计意图： 在对作品评价交流的过程中，了解各小组的作品完成情况，并为他们提供作品优化的建议，同时在交流分享中理解本节所学的知识、检验学习成果。 四、 课堂小结 设计意图：以思维导图的形式总结本节课的内容，能帮助学生理顺本节课的知识点。 五、 练习提升 1.（多选）如图所示，桁架结构中的桁架指的是桁架梁，是格构化的一种梁式结构，梁类结构常用于大跨度的厂房、展览馆，体育馆和桥梁等公共建筑中。由于大多用于建筑的屋盖结构，桁架通常也被称作屋架。展览馆屋架的结构设计应考虑的主要因素有（ ） A.稳定性 B.功能 C.强度 D.使用寿命 答案：ABCD 2.如图所示，a所示是一款木质榫卯结构的板凳，图b是凳面和凳腿结构。如果需要进一步增加板凳的强度，下列措施合理的是（ ） A.减少凳面厚度 B.改变凳腿倾斜角度，扩大支撑面 C.提高凳腿高度 D.采用高强度的木材 答案：D 3.如图所示，为解决好学生午休问题，学校购置了一批“秒变”躺椅的课桌椅，观察并分析该产品。为方便维修，扶杆和凳架之间的连接宜采用( ) A.铆接 B.焊接 C.螺栓连接 D.钉接 答案：C 板书设计 结构的设计 一、结构设计应考虑的因素 安全性、适用性、耐久性...... 二、结构的设计实例 案例：人字梯模型的设计 步骤：发现与明确问题 形成初步设计方案 模型制作 检测、优化和改进设计 教学反思 较为理想的方面： 1.通过生活中的结构实例导入，学生兴趣浓厚，课堂氛围活跃。 2.学生在小组讨论中积极参与，自主探究结构设计的步骤，动手制作模型并进行测试评估，培养了团队协作能力和创新思维。 存在的不足: 1.由于时间限制，课堂上留给学生实践操作的时间不足，部分小组未能充分完善设计方案。 2.学生在模型制作时，操作不规范、设计不合理的情况较多，教师应关注并指导动手能力弱的学生。 改进措施： 在后续教学中，应合理分配时间，精简案例讲解；提前准备详细的操作指导视频或手册，帮助学生规范实践操作；采用多元化的评价方式，关注学生的学习过程和团队表现，以提升教学质量。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$nullnullnull