1.3任务二：欣赏经典结构的案例教学设计-2024-2025学年苏教版高中通用技术必修二

1.3任务二：欣赏经典结构的案例教学设计-2024-2025学年苏教版（2019）高中通用技术必修二 一、教材分析 本节课选自苏教版高中通用技术必修二《结构与设计》模块的1.3任务二“欣赏经典结构的案例”。本模块是在学生初步掌握结构的基本概念、类型、稳定性及强度等理论知识基础上，引导学生从技术文化、工程思维、创新价值等维度对经典结构进行深度赏析。经典结构是人类智慧的结晶，蕴含着功能与形式、材料与工艺、传统与现代的统一，既是技术实践的重要成果，也是文化传承的载体。通过本节课学习，学生能将理论知识与实际案例结合，深化对结构设计原理的理解，培养技术审美能力和工程素养，为后续的结构优化与创新设计奠定基础。教材选取赵州桥、明式家具、榫卯结构、鸟巢体育馆等典型案例，旨在通过多角度分析，引导学生掌握结构欣赏的方法，感悟结构技术的价值与魅力。 二、学情分析 授课对象为高一学生，其认知特点与学习基础如下： 1. 知识储备：学生已学习结构的稳定性、强度、类型等基础概念，了解结构设计的基本原则（如功能性、安全性、经济性等），但对结构的文化内涵、工程智慧及技术价值的理解仍较浅层。 2. 思维能力：抽象思维逐渐发展，但直观形象思维仍占优势，对具象案例的分析兴趣较高，需通过典型案例引导学生从“是什么”向“为什么”“怎么样”的深度思考过渡。 3. 生活经验：学生对赵州桥、榫卯结构等有初步的生活认知，但对结构的技术细节（如拱券原理、榫卯节点设计）缺乏系统了解；对鸟巢等现代结构虽有直观印象，但对其背后的设计理念与创新点理解不足。 4. 学习需求：学生渴望通过具体案例感受技术的实用性、艺术性与文化性，希望通过欣赏经典结构提升技术审美能力，激发对传统工艺与现代工程创新的探索兴趣。 三、核心素养目标 1. 技术意识：通过经典结构案例分析，形成对结构技术价值与文化意义的认知，理解结构设计在满足人类需求、推动社会发展中的作用，增强对技术文化的认同感。 2. 工程思维：能从功能实现、材料选用、工艺实现等角度系统分析经典结构的合理性，培养基于问题解决的结构评价能力，形成“功能—结构—材料—工艺”的系统思维。 3. 创新设计：在欣赏经典结构的过程中，汲取传统工艺的智慧与现代工程设计的创新思路，形成结构优化与跨界融合的创新意识，提升解决实际问题的能力。 4. 图样表达：通过文字描述、结构分析等方式，能清晰表达经典结构的构成要素与技术特点，提升技术语言的组织与表达能力。 四、教学重难点 1. 教学重点：经典结构案例分析的方法（从功能、材料、工艺、文化等多维度解析）；经典结构蕴含的工程智慧与创新价值。 2. 教学难点：理解传统结构（如榫卯）与现代结构（如鸟巢）在设计理念上的传承与突破；将结构欣赏与实际应用、文化传承相结合，形成批判性思维与创新意识。 五、教学方法 1. 案例教学法：以赵州桥、明式家具、榫卯结构、鸟巢体育馆等典型案例为载体，引导学生在具体情境中分析问题、探究原理。 2. 问题驱动法：围绕“经典结构为何经典？”“不同结构的共性与差异在何处？”等问题，激发学生思考，逐步深化分析维度。 3. 小组讨论法：通过学生间的交流碰撞，拓宽分析视角，培养合作探究与表达能力。 4. 情境体验法：通过文字描述还原结构的使用场景、历史背景，引导学生代入“设计者”“使用者”角色，理解结构的技术与文化内涵。 六、教学准备 1. 教师准备：教材案例的文字资料补充（如赵州桥的历史背景、榫卯结构的工艺细节、鸟巢的设计理念等），结构分析引导问题清单，课堂讨论的组织策略。 2. 学生准备：预习教材相关内容，记录对经典结构的初步疑问；搜集1-2个自己感兴趣的结构案例（如家乡古桥、传统农具等），为课堂分享做准备。 七、教学过程 （一）导入新课：结构之美，智慧之韵（3分钟） 【教师活动】 同学们，我们在生活中随处可见各种结构：桥梁、建筑、家具、交通工具……它们不仅是功能载体，更是人类智慧的结晶。河北赵州桥历经1400年风雨仍屹立不倒，明式家具以“天人合一”的理念展现东方美学，北京鸟巢以钢结构编织出“鸟巢”般的轻盈与坚固……这些经典结构为何能跨越时空，成为技术与文化的双重典范？今天，让我们通过“欣赏经典结构的案例”，一同探寻结构设计背后的智慧与价值。 【学生活动】 倾听教师导入，回顾生活中接触到的经典结构，思考“经典结构的核心特征”问题，激发学习兴趣。 【设计意图】 通过具象化的问题与情境，引导学生快速进入课堂主题，明确学习目标，为后续案例分析奠定情感与认知基础。 （二）新知探究：经典结构案例分析（25分钟） 本环节选取3组典型案例，从“传统—现代”“功能—文化”两个维度展开分析，引导学生掌握结构欣赏的多维度方法，感悟不同结构的技术与文化内涵。 1. 案例一：赵州桥——古代桥梁结构的巅峰之作（8分钟） 【教师活动】 呈现赵州桥的文字资料：建于隋代李春，全长50.82米，主拱跨度37.02米，采用“敞肩式”拱券设计，桥面设有四个小拱。问题引导： （1）从结构功能角度分析，赵州桥的设计解决了古代桥梁建设的哪些问题？（如洪水冲刷、材料承重、通行需求等） （2）“敞肩式”拱券结构体现了哪些工程智慧？（如减轻桥身重量、增强泄洪能力、提升结构稳定性） （3）赵州桥的结构设计如何体现“技术与文化的统一”？（如雕刻图案的文化寓意、建造技艺对后世的影响） 【学生活动】 阅读资料，小组讨论，结合教材知识分析问题： （1）功能上：满足跨河通行需求，通过拱券结构提升承载力；小拱设计减少洪水对桥墩的冲击，增强防洪功能；桥面平缓方便行人车马通行。 （2）工程智慧：敞肩式拱券使桥梁自重减轻约700吨，减少对地基的压力；小拱分散水流，降低洪水冲刷力，提升整体稳定性；主拱与小拱形成“连续拱”，增强结构的整体性。 （3）文化统一：桥栏板上的龙、兽等雕刻体现古代“以龙镇水”的文化信仰；建造技艺成为中国古代桥梁的典范，彰显工匠精神，传承“天人合一”的哲学思想（如顺应自然、和谐共生的设计理念）。 【教师总结】 赵州桥的成功在于“功能—结构—材料—工艺”的完美统一：以石料为材，通过拱券结构实现力学与美学的结合；敞肩设计突破了传统石桥的局限，体现了古代工匠的创新精神。它不仅是交通设施，更是中国古代技术文明的象征，印证了“结构决定功能，功能承载文化”的深刻内涵。 2. 案例二：明式家具与榫卯结构——传统工艺的结构美学（8分钟） 【教师活动】 呈现明式家具（如圈椅、官帽椅）与榫卯结构的文字描述：明式家具以“简洁、质朴、雅致”为特色，采用硬木材料（如紫檀、黄花梨），通过榫卯连接（如燕尾榫、格肩榫、粽角榫等）实现构件的无钉无胶组合，坚固耐用且便于拆卸。问题引导： （1）明式家具的结构设计如何满足“功能实用性”与“艺术审美性”的双重需求？（如圈椅的弧形靠背符合人体工学，扶手与座腿的榫卯连接提升稳定性，雕刻纹样体现美学追求） （2）榫卯结构相比现代金属连接（如焊接、螺栓）有哪些优势？（如减震性能、环保性、维修便捷性；木材干湿变化时，榫卯结构可通过微小形变释放应力，避免构件开裂） （3）明式家具的结构设计如何体现“传统技术与现代设计的融合价值”？（如现代设计中借鉴榫卯的“模块化”理念进行家具设计，或将其应用于文创产品） 【学生活动】 结合课前搜集的资料，小组讨论并分享： （1）功能与审美：圈椅的“S”形靠背贴合人体脊柱曲线，提升舒适度；座腿采用“收分”设计（上细下粗），增强视觉稳定性与实际承重能力；靠背板雕刻简洁的卷草纹，既装饰又不喧宾夺主，体现“实用为先、美观于形”的设计理念。 （2）榫卯优势：无需钉胶，避免金属锈蚀对木材的损坏；构件间通过“凸榫+凹卯”嵌合，形成“柔性连接”，减震性能优于刚性连接；拆卸后便于运输与维修，符合“可持续设计”理念。 （3）现代融合：现代设计师将榫卯的“模块化”理念应用于儿童积木家具，既保留传统工艺精髓，又增加趣味性与互动性；文创产品中，榫卯结构的书签、摆件成为传统文化与现代审美的结合体。 【教师总结】 明式家具与榫卯结构是中国传统工艺的瑰宝，其“以简御繁”的设计哲学、“无钉无胶”的连接智慧，不仅满足了使用需求，更承载着“天人合一”的生态观念。在现代设计中，我们应汲取传统工艺的精华，实现文化的传承与创新。 3. 案例三：鸟巢体育馆——现代结构创新的典范（9分钟） 【教师活动】 呈现鸟巢体育馆的文字资料：2008年北京奥运会主场馆，占地面积21万平方米，可容纳9.1万名观众，采用“钢结构编织”的空间网格结构，外围由24根钢柱支撑，屋顶采用双向正交交叉桁架体系，外观如同“鸟巢”，既符合奥运主题，又实现了功能与美学的统一。问题引导： （1）鸟巢的结构设计如何体现“功能—安全—美观”的统一？（如大跨度空间满足赛事需求，钢结构强度保障观众安全，“鸟巢”造型展现奥运文化） （2）现代材料（如钢材）与数字技术（如BIM模拟）在鸟巢结构设计中发挥了怎样的作用？（如钢材的高强度与大跨度特性满足建筑需求；BIM技术模拟结构受力，优化节点设计，确保安全性） （3）鸟巢的结构设计与传统结构（如赵州桥）相比，在“设计理念”“技术应用”上有何异同？（相同：都基于力学原理，追求功能与稳定的统一；不同：传统结构依赖经验，现代结构依托科学计算与数字化工具；传统材料以自然材料为主，现代材料以人工合成材料为主） 【学生活动】 小组讨论，对比分析并汇报： （1）功能、安全、美观统一：大跨度空间满足田径、足球等赛事需求；钢结构设计可抵抗8级地震，确保观众安全；“鸟巢”造型体现“人与自然和谐共生”的奥运理念，成为标志性文化建筑。 （2）材料与数字技术作用：钢材具有高强度、高韧性、易加工的特点，满足大跨度、复杂造型的需求；BIM技术通过三维模拟分析结构受力分布，优化钢梁与钢柱的节点连接，减少材料浪费，提升施工精度。 （3）传统与现代异同：相同点——均基于力学原理（如赵州桥的拱券、鸟巢的网格结构都力图将荷载传递至地基）；不同点——设计理念上，赵州桥体现“经验传承”，鸟巢体现“科学创新”；技术应用上，赵州桥依赖工匠经验，鸟巢依赖数字模拟与工业化生产；材料选择上，赵州桥以石材为主，鸟巢以钢材为主。 【教师总结】 鸟巢体育馆是现代结构创新的典范，它将传统建筑美学（如“编织”意象）与现代工程技术（如钢结构、BIM模拟）深度融合，体现了科技与人文的共生。从传统到现代，结构设计始终围绕“满足需求、解决问题”的核心，但其背后的技术支撑与设计理念已发生质的飞跃，这正是人类创新能力不断提升的体现。 （三）总结提升：结构欣赏的维度与价值（8分钟） 【教师活动】 引导学生梳理经典结构案例分析的方法，提炼结构欣赏的核心维度： 1. 功能维度：结构是否满足使用需求？是否解决了实际问题？（如赵州桥的防洪、鸟巢的大跨度） 2. 技术维度：材料选用是否合理？工艺是否先进？是否体现技术创新？（如榫卯结构的无连接件设计、鸟巢的BIM模拟技术） 3. 文化维度：结构是否承载文化内涵？是否反映时代精神或民族特色？（如明式家具的东方美学、鸟巢的奥运文化） 4. 创新维度：结构是否突破传统思维？是否实现功能、形式或技术的突破？（如敞肩拱券、编织式钢结构） 提问：“通过本节课学习，你认为‘经典结构’的核心标准是什么？”（学生讨论后总结：经典结构需实现功能、技术、文化、创新的统一，经得起时间与实践的检验，并能对后世设计产生深远影响。） 【学生活动】 回顾案例分析过程，总结结构欣赏的多维度方法，思考“经典结构”的标准，形成对结构价值的深度认知。 【设计意图】 通过维度提炼与价值升华，帮助学生构建系统的结构欣赏框架，理解经典结构的本质特征，培养技术与文化相融合的工程思维。 （四）作业布置（4分钟） 1. 基础作业：选择教材中的一个未详细分析的经典结构（如应县木塔、苏州园林漏窗），运用本节课学习的“功能—技术—文化—创新”维度，撰写300字的结构分析报告。 2. 拓展作业：结合课前搜集的“生活中的结构案例”（如家乡古桥、传统农具），分析其经典之处，思考如何借鉴其设计理念进行现代改良（如设计一款融合榫卯结构的现代书架），以文字形式呈现设计思路（300-4746字）。 【设计意图】 基础作业巩固课堂所学分析方法，拓展作业促进知识迁移与应用，培养学生从“欣赏”到“创新”的能力，提升技术核心素养。 八、板书设计（生成性） 1.3 任务二 欣赏经典结构的案例 一、结构欣赏维度 功能—实用需求 技术—材料与工艺 文化—内涵与特色 创新—突破与超越 二、经典案例 赵州桥：敞肩拱券·技术·文化 明式家具：榫卯结构·功能与审美 鸟巢：钢结构编织·现代创新 三、核心价值 技术与文化统一 传统与现代融合 智慧传承与创新发展 九、教学反思（预设） 1. 成功之处：通过案例分析与小组讨论，学生掌握了结构欣赏的多维度方法，能够从功能、技术、文化等角度深度解析经典结构，核心素养中的“技术意识”与“工程思维”得到有效培养。 2. 改进方向：学生对现代结构的技术原理（如鸟巢的BIM模拟）理解仍较抽象，可进一步补充文字化的技术细节描述；部分学生文化分析能力较弱，需在后续学习中增加跨学科知识（如历史、美学）的渗透，提升文化理解深度。 学科网（北京）股份有限公司 $$