1.4 简单结构的设计教学设计-2025-2026学年苏教版高二通用技术必修二

附件： 教学设计 课程基本信息 课题 简单结构的设计——桥梁模型的设计与制作 课型 新授课（项目实践课） 学科 通用技术 年级 高二年级 学段 高中 版本章节 苏教版第一章第三节任务二 教学目标 核心素养目标 1.工程思维：通过桥梁结构设计项目，经历明确问题、方案构思、模型制作、测试评估的全过程，建立系统化、迭代优化的工程设计思维。 2.图样表达：能够绘制设计草图，清晰表达结构构思、连接方式与受力特点，并依据草图进行制作。 3.创新设计：在给定的限制条件下，进行多方案构思，力求在结构稳定性、强度与造型上有所创新。 4.物化能力：掌握使用筷子、橡皮筋等简单材料进行结构加工与连接的基本技能，将设计意图转化为实物模型。 学习目标 1.能说出结构设计应考虑的主要因素（稳定性、强度、安全、审美、成本等），并针对桥梁设计项目进行具体分析。 2.能运用结构知识，小组合作完成一款承重桥梁模型的草图设计与实物制作。 3.能在测试与评价环节，依据稳定性、强度、工艺等标准，对自评与互评作品，并提出优化建议。 教学重难点 重点：经历简单结构设计的完整过程，完成桥梁模型的设计与制作。 难点：在模型制作中，将结构设计的理论知识（如稳定性、强度）与实物构建有效结合，处理好结构与材料的关系。 学情分析 学生已学习结构、稳定性与强度等基础知识，具备初步的分析能力，但将理论综合运用于完整设计项目、并进行精细动手实践的经验不足。学生普遍对动手项目兴趣浓厚，但容易出现“重制作、轻设计”、“重结果、轻过程”的倾向，需在教学中加强引导。 教学准备 教师：PPT课件、港珠澳大桥视频、各类桥梁图片、评价量表、重物（砖块、杠铃片）。 学生：分组（4-6人/组）、筷子（20mm规格，10双/组）、橡皮筋（20根/组）、热熔胶枪与胶棒、美工刀、设计草图用纸。 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含AI应用） 一、情境导入（5分钟） 教师活动：1.展示地标，激发兴趣：PPT展示港珠澳大桥图片。“同学们，认识这座桥吗？对，它就是被誉为‘现代世界七大奇迹’之一的港珠澳大桥。”2.播放视频，引发思考：播放港珠澳大桥建设背后的创新故事短片。“在正式通车前，这座‘超级工程’经历了哪些不为人知的挑战？它的科技含量体现在哪里？”3.互动提问，切入主题：学生可能的回答：“有世界上最长的沉管隧道”、“能抗16级台风”、“是桥、岛、隧的结合体”。教师总结：“一座伟大的桥梁，始于一个精妙的结构设计。今天，我们每个人都将化身桥梁设计师，用手中的筷子，挑战一个属于我们自己的‘超级工程’！” 以国家重大工程切入，瞬间提升课堂格局，激发学生的民族自豪感和学习使命感。将宏大的桥梁工程与学生即将进行的小制作相联系，让学生理解“麻雀虽小，五脏俱全”，小设计中蕴含大原理。 播放精选的港珠澳大桥纪实短片，利用其视听冲击力，快速营造沉浸式的学习情境。 二、知识回顾与项目分析（8分钟） 教师活动：1.引导回顾：“要当好设计师，我们必须心中有‘标尺’。结构设计应考虑哪些主要因素？”（师生共同回顾：稳定性、强度、安全、审美、成本等）2.聚焦项目，具体分析：“现在，请各小组从“物（桥梁本身）、人（使用者/观赏者）、环境”三个角度，具体分析我们的‘筷子承重桥’设计需要考虑哪些因素？” 教师巡视听取讨论，并请小组分享。 预设学生回答：物：承重能力（强度）、桥墩结构（稳定性）、筷子连接方式（强度）。人：桥的美观造型（审美）。环境：桥的尺寸要符合要求（规范）。3.明确要求：PPT清晰展示设计项目（用筷子设计承重桥梁模型）与设计要求（尺寸、承重、目标、时间）。 将抽象的设计原则与具体的设计任务绑定，引导学生学会在真实情境中运用理论知识。通过“物、人、环境”的分析框架，培养学生系统、全面地分析设计问题的思维习惯。 使用思维导图工具（XMind）实时记录和整理学生提出的设计因素，形成清晰的知识图谱并投屏，使思维可视化。 三、方案构思与草图绘制（7分钟） 教师活动：1.激发创意：展示赵州桥、现代斜拉桥等多样桥梁图片，拓宽学生思路。“大家的桥可以像赵州桥一样采用拱形，也可以借鉴斜拉桥的拉索结构。关键是想清楚，力如何传递？如何保证稳定？”2.布置任务：“请各小组在5分钟内，确定你们的最终方案，并在草图上明确画出桥梁的整体造型、关键部位的结构以及连接方式。这是你们后续制作的‘施工蓝图’。”3.巡视指导：介入小组讨论，提问引导：“你们选择梁桥？那么如何防止中间下垂？”“考虑用三角形结构吗？它有什么优势？”“桥墩打算怎么设计更稳？” 学生活动：小组激烈讨论，确定结构选型（如拱桥、梁桥、桁架桥）。共同协作，在图纸上绘制设计草图，标注关键结构。 提供多样化案例，避免思维定势。强调草图作为“施工蓝图”的重要性，纠正“直接动手”的陋习。教师的针对性提问，促使学生进行深度的技术思考，将创意建立在科学原理之上。 鼓励学生使用平板电脑上的简单绘图APP绘制草图，便于修改和投屏分享。教师可快速拍摄典型草图，投屏进行过程性点评。 四、模型制作与迭代（20分钟） 教师活动：1.启动制作：宣布20分钟倒计时开始，提醒注意工具安全。2.过程指导，充当“技术顾问”：巡视全场，观察各小组制作过程。针对性指导语：“你们用橡皮筋捆扎连接，注意绕紧，防止松脱。”“热熔胶使用要适量，点在关键受力点，过多反而增加重量。”“哎呀，这里有点晃，想想我们学过的增加稳定性的方法？可以加个支撑杆吗？”“测试一下！看看承重前有没有明显变形？及时加固！”3.鼓励测试与优化：引导学生边做边测，及时发现问题并调整方案。 学生活动：小组分工合作，依据草图进行裁剪、连接、组装。不断进行初步承重测试，遇到问题组内讨论或求助老师，实时优化模型。 给予充足的时间进行实践，是项目成功的关键。教师的指导聚焦于工艺、结构与安全性，引导学生将理论知识转化为实践操作。强调“测试-优化”的迭代过程，让学生真实体验工程设计的不确定性及解决问题的成就感。 在教室大屏幕设置倒计时，营造紧张积极的氛围。教师使用手机连接大屏幕，直播某个小组有创意的制作过程或典型的解决问题过程，供全班借鉴。 五、展示评价与优化引导（5分钟） 教师活动：1.组织“成果鉴定会”：邀请2-3个有代表性（如承重最强、造型最新颖、问题最典型）的小组上台展示。2.引导结构化展示与评价：“请设计师团队介绍你们的作品，重点说明：①结构特色；②如何保证稳定性和强度；③制作过程中遇到的最大挑战是什么？”“请其他同学作为‘评审专家’，从“结构合理性、制作工艺、承重能力、创新点”四个维度进行评价，并提出一条改进建议。”3.进行承重测试：在全体学生关注下，对展示模型进行承重测试，将课堂气氛推向高潮。4.教师总结：肯定所有小组的努力与创意，强调：“也许我们的模型还不够完美，但这个过程最宝贵的是我们经历了像工程师一样思考、设计和解决问题的全过程。下节课，我们将基于今天的测试和反馈，进行方案的改进与优化！” 学生活动：展示小组自信介绍作品。台下学生认真观摩，依据标准进行评价，并提出中肯建议。 将展示环节专业化，提升学生的表达能力和批判性思维。承重测试是项目成果最直观的验证，极具说服力和激励作用。教师的总结将课堂从单纯的制作提升到工程思维和持续优化的高度，为后续学习埋下伏笔。 使用评价量表二维码，让学生通过手机扫码即可进行现场互评，数据实时汇总展示，使评价更高效、直观。 作业设计 请各小组结合课堂上的测试结果、同学和老师的反馈，在课后填写学案中的“方案改进”部分，并完成自评与互评。要求图文并茂，详细说明优化思路，为下节课的模型改进与再制作做好准备。 板书设计/课堂小结 板书框架： 中心：简单结构的设计 左侧分支（考虑因素）：稳定性、强度、安全、审美、成本... 右侧分支（设计流程）：分析→构思→草图→制作→测试→优化 课堂小结：师生共同回顾本节课的核心：结构设计是一个有法可循、不断迭代的过程，安全与功能是基石，创新让设计熠熠生辉。 教学反思 本节以“筷子桥梁承重模型”为项目载体，旨在让学生亲历结构设计的完整过程。课后深思，收获与不足并存。 成功之处在于教学设计的“真”与“实”。以港珠澳大桥这一“超级工程”导入，赋予了学习任务真实的意义感和巨大的吸引力，有效激发了学生的内在动机。项目设计环环相扣，从知识回顾、项目分析到草图绘制、模型制作，最后展示评价，形成了一个完整的“设计循环”，使学生对“设计的一般过程”有了具身化的深刻理解，而非停留在文字记忆。这种“在做中学”的模式，极大地促进了工程思维和物化能力的培养。 教师角色转变是保障课堂活力的关键。在本课中，我努力从知识的传授者转变为项目的引导者、资源的提供者和学生思维的点燃者。在巡视指导时，我刻意使用“如何防止下垂？”“这里可以加支撑吗？”等启发式提问，而非直接给出答案，有效地促进了学生的主动思考。然而，我也意识到自身技术储备的局限，面对学生提出的某些特殊结构连接工艺问题，无法给出最权威的解答，这提示我需要持续学习，或引入更多元的专家资源（如视频、图纸）来支持学生。 学生活动呈现出高度的参与热情与能力发展的不均衡。几乎所有学生都全身心投入，讨论、绘图、制作、测试，课堂气氛积极热烈。在展示环节，能看到许多令人惊喜的创新点，如对三角形结构的创造性运用、对连接方式的巧妙处理等。但深层次的问题也随之暴露：一是“设计与制作脱节”，部分小组的精美草图未能有效指导实践，制作时随意更改方案，暴露出图样表达素养的不足；二是“知道”与“做到”的差距，学生虽能说出稳定性原理，但在将一根根筷子转化为稳固结构时，仍面临巨大挑战，工艺水平参差不齐，直接影响了模型的最终强度。这反映出学生将理论知识转化为实践能力的中间环节仍显薄弱。 展望未来，本课教学可在以下方面深化：其一，强化“设计先行”，可通过设立“草图审核”环节，确保方案深思熟虑后再动手。其二，提供更具支撑性的技术培训，例如在课前提供微课，示范几种典型的筷子连接工艺（如捆扎、胶接、榫接），降低工艺门槛。其三，更深度地融合信息技术，鼓励学生使用CAD软件进行初步三维建模，辅助空间想象和结构分析。其四，优化评价机制，将“设计迭代过程”和“团队协作”纳入评价维度，而不仅仅是最终的承重结果。 总而言之，这是一次将核心素养落地的有力尝试。它让我更坚信项目式学习的价值，也更清晰地看到在动手机制作中培养学生严谨、系统、创新的技术思维任重而道远。 《1.3简易结构的设计2》导学案 【三维目标】 知识与技能： 1、通过桥梁结构的设计为项目，学习简单结构设计的过程和方法，并绘制设计草图，培养学生综合运用已学的结构知识，分析设计对象简单结构并能进行简单设计的能力。 2、培养创新思维的能力，掌握简单结构设计基本的技能，能够对桥梁结构进行合理的结构分析，并设计、制作一个简单桥梁结构模型。 过程与方法： 1、在桥梁结构的设计过程中，通过小组合作探究，动手操作实践，交流体验，自评互评相结合的方式，进一步熟悉设计的一般过程，加深对教学重难点的掌握，促进教学目标的达成。 2、在制作过程中，能够对影响桥梁结构的各个因素进行合理的分析与恰当的修正。 3、能制作承重性较好的桥梁结构，体验发现问题、解决问题的过程。 情感态度与价值观： 1、提高积极客观地评价结构和不断增强优化的意识，让学生体验结构设计的乐趣，培养合作探究的学习习惯。 2、认识技术的创造性特征，激发学生积极思维、勇于创新、敢于竞争的意识。 3、体验解决问题过程的艰辛和获得成功的喜悦。 【重点】确定一个简单对象进行结构设计，并绘制设计图纸，做出模型或原型。 【难点】针对所选材料和结构，处理好结构的稳定性和强度。 【自主复习】 结构与稳定性 1.结构的稳定性是指结构在的作用下维持其原有的能力。 2.影响结构的稳定性主要因素：。 3.对于一个结构而言，如果所在点的垂线落在的范围内，就是稳定的，不会出现倾倒。 4.结构设计应考虑的主要因素有。 【小组合作】 桥梁结构的设计 一、设计项目：用筷子设计一个承重桥梁模型 二、设计准备：教师提供一次性竹筷子10双，美工刀，热熔胶枪、热熔胶棒、橡皮筋。 学生自主可准备透明胶带。 三、设计要求：1.尺寸：长度≥16cm，宽度≥10cm，高度≥10cm（提示：筷子长18cm）。 2.承重能力：筷子结构模型至少能承受一块砖头的重力。 3.目标：有较好的抗压强度，稳定性好同时力求结构简单。 4.时间：20分钟内（含展示时间3-5分钟）。 5.以小组为单位设计。 四、设计方案呈现：小组讨论，交流比较，按照设计要求把最佳的方案用草图的方式画下来。并做特色说明。 五、对设计作品评价：可以用坐标图，也可以用表格。并做方案改进。 学科网（北京）股份有限公司 $