第一章 结构及其设计学历案-2025-2026学年地质版高中通用技术必修二

《结构与设计》单元学历案 单元名称 枣庄桥梁的结构设计与创新 教材册次 通用技术·必修二《结构与设计》 课时安排 6课时 单元概览 【一．你敢挑战吗？】 单元任务：枣庄市计划在台儿庄古城景区内新建一座兼具文化特色与结构美学的景观桥。作为设计团队，你需要： · 分析古城现有桥梁结构特点  研究步云桥、广源桥等古桥的结构形式 · 设计融合鲁南文化元素的景观桥  提取青砖黛瓦、漕运等地域文化符号 · 用简易材料制作可承重的桥梁模型  使用桐木条、卡纸等材料构建模型 · 通过测试优化结构稳定性  进行承重测试并迭代改进设计方案 终极挑战：设计能否在承载3kg重量的同时，完美展现"运河古城"的历史底蕴？ 【二．你需要学什么？】 知识体系结构图 任务流程安排表 阶段 核心任务 技术要点 探结构 观察枣庄桥梁结构：台儿庄古城石拱桥 结构类型。 用纸板搭建简易桥梁模型 受力特点。 析经典 单杠受力分析 杠体耐弯，立柱耐压，拉杆耐拉 结构的本质。 棚室屋架结构分析 不同荷载形成的受力决定了具体的结构。 验强度 枣庄古桥（齐村镇王沟石桥、薛城梨园西仓桥）屹立不倒的原因 1、 形状对稳定性的影响。 2、 支持面积的大小对稳定性的影响。 3、 重心位置对稳定性的影响。 A,B两个模型哪个稳定性更好？ 水瓶稳定性试验模型 创设计 利用一次性筷子做作简易拱桥 1、 桥体稳定性。 2、 拉索角度合适。 3、 承重情况。 斜拉桥的纸张 臻评价 如何欣赏优秀的结构设计 1、 不一样的建筑设计。 2、 不同角度鉴赏。 3、 对作品进行评价。 从技术、文化的角度欣赏 【三．你将学会什么？】 1.能分析结构类型与受力关系 通过对比不同桥梁案例，掌握框架、拱形、悬索等结构的承重特性及力学原理。 2能设计符合功能需求的结构方案 绘制景观桥技术图纸，准确标注跨度、高度、材料规格等关键结构参数。 3能运用稳定性原理优化设计 通过模型测试调整支撑结构，提升桥梁的抗压、抗弯和整体稳定性。 4能融合地域文化进行创新表达 在桥体设计中融入枣庄运河文化元素，实现传统与现代的有机结合。 5能用工程思维迭代改进方案 根据测试数据撰写优化报告，展示设计迭代过程与改进成果。 【四．给你支招】 调研有方 实地考察台儿庄古城桥梁（步云桥、广源桥等） 记录不同桥梁的结构特点与文化符号 拍摄照片并测量关键结构尺寸 设计有据 手绘桥梁三视图：正视图、侧视图、俯视图 重点标注梁柱、拱券等承重结构参数 使用比例尺确保设计尺寸准确性 制作有巧 模型材料推荐：桐木条（框架）、卡纸（装饰面） 连接方式：热熔胶（结构连接）、白胶（装饰） 工具准备：切割垫、模型刀、钢尺、夹子 安全操作：佩戴护目镜，规范使用工具 测试有法 承重测试：逐级加载（书本/砝码） 记录每次加载后的形变情况 观察并标记结构失效点 使用手机慢动作拍摄记录测试过程 传习有道 视频课程：清华大学《中国古建筑技术》慕课系统讲解斗拱、拱桥等技艺 专业文献：《台儿庄古城桥梁建筑艺术》 枣庄地方志办公室 参考书籍：《桥梁结构力学与设计》 高等教育出版社 在线资源：桥梁设计师小游戏（PBS Kids设计）、 Bilibili"古建复原"UP主（三维动画演示）可视化解析结构 探秘枣庄桥梁的结构设计 ——1.1初识结构 【课题与课时】 课题：1.1 初识结构 课时：1课时 教材内容：地质版通用技术《技术与设计2》第一章第一节 【课标要求】 依据《普通高中通用技术课程标准》，本课时要求学生：理解结构的含义、分类及受力特性；能分析生活中结构的要素与功能；通过案例分析，理解结构设计的基本思想和方法；培养技术意识、工程思维和创新设计能力 【学习目标】 1、知识目标 通过枣庄桥梁案例，说出结构的定义、三要素（构件、连接、形态）及分类（实心/框架/壳体） 2、能力目标 能分析桥梁受力类型（压力、拉力、弯曲力），解释结构稳定性与功能的关系 3、素养目标 体会本土工程技术智慧，培养结构设计中的安全意识与美学意识 【学习重点、难点】 重点：结构的三要素、结构类型 难点：结构受力分析 【评价任务】 学习目标 评价任务 评价方式 目标1（认知） 准确识别枣庄桥梁案例的结构类型及三要素 课堂问答、结构分类练习 目标2（能力） 完成桥梁模型承重测试（≥5kg） 实验记录、承重测试 目标3（素养） 设计方案符合力学原理与枣庄文化特色 方案草图、小组互评 【设计意图】 该学历案中的项目任务设计旨在通过"枣庄的桥"这一真实情境，实现以下目的： 知识建构目的：通过本土案例将抽象的结构概念具体化 能力培养目的：发展工程思维、问题解决和设计能力 素养培育目的：培养技术意识、安全意识与本土文化认同 教学评一致性：每个任务对应明确的学习目标和评价标准 实践导向：将课本知识与真实工程问题相结合 【学习过程】 环节 项目活动 项目指导 项目导入 项目情景： 枣庄市住建局征集"桥梁结构优化方案"：枣庄现存古桥（如台儿庄古城拱桥）与新建桥梁（如京杭运河特大桥）面临不同结构挑战。作为"见习工程师"，需探究桥梁结构奥秘并提出改进建议。 激发学生兴趣、明确学习目标作. 项目任务二：解密结构类型与受力 活动三：实战练习结构分类 枣庄案例 结构类型 受力特点 胜利渠石砌桥墩 实心结构 抗压性强 BRT高架桥钢架 框架结构 自重轻、抗变形 新城文体中心穹顶 壳体结构 曲面分散外力 力学分析 动态演示：货车通过京杭运河大桥时，桥面如何抵抗弯曲力？ 技术探究：为何西仓古石桥采用拱形设计？ 培养学生根据特征识别结构类型的能力； 工程思维：理解结构设计背后的科学原理 项目任务三：优化本土桥梁设计 活动四：为台儿庄年久失修的古桥提出结构加固方案。 要求： ① 选择结构类型并说明理由； ② 手绘草图标注构件与连接方式； ③ 用受力分析解释稳定性。 【设计与制作】 设计说明要点： 结构选择理由（基于受力分析） 材料选择依据（耐久性、兼容性） 文化保护措施 【评价】 评价得分 A（优） B（良） C（中） 自我评价 评价标准 桥体稳定 材料选择符合力学设计特点 考虑文化保护 桥面整体结构稳定，符合力学设计特点 基本考虑结构受力 将前两个任务所学应用于实际问题解决； 创新设计：培养创造性解决工程问题的能力； 系统思维：综合考虑结构、功能、文化等多重因素 练习提升 调研任务：暴雨后的枣庄解放南路立交桥，分析其结构缺陷并提出优化建议（结合课本迁移应用） 经历"观察本土结构分析力学原理解决实际问题"的完整工程思维过程，实现技术知识学习与本土文化认同的双重目标 【学后反思】： 反思环节促进元认知发。通过本节课的学习，你获得了哪些知识？在实践过程中你觉得还有什么内容比较薄弱，需要老师提供何种帮助，你还有什么好的经验跟大家分享？ 1.2经典结构受力分析 【课题与课时】 课题：1.2 经典结构受力分析 课时：1课时 教材内容：地质版通用技术《技术与设计2》第一章第二节。 【课标要求】 通过分析经典结构的受力特点，理解结构稳定性和强度的基本原理，培养工程思维、技术意识及物化能力。结合生活中的实例（如桥梁），探究结构设计中的力学问题。 【学习目标】 1. 知识目标： 了解结构受力分析的基本概念（拉力、压力、剪切力、扭转力等）。 掌握桥梁等经典结构的受力特点及稳定性因素。 2. 能力目标： 能通过案例分析，绘制简单结构的受力示意图。 结合生活实例（如桥梁），分析不同结构形式的优缺点。 3. 素养目标： 培养工程思维和技术安全意识，理解结构与功能的辩证关系。 【学习重点、难点】 重点：桥梁结构的受力分析及稳定性因素（如材料、形状、连接方式）。 难点：用力学原理解释不同桥梁结构（梁桥、拱桥、悬索桥）的承载特点。 【评价任务】 采用“案例导入—探究分析—实践应用”的教学模式，以生活中的桥梁为载体，通过小组合作分析其受力特点，完成结构模型的简易设计与评价。 1、探究一：杠体受力及形变。（检测目标1、检测目标2、检测目标3） 2、探究二：立柱、拉杆的受力与变形。（检测目标1、检测目标2） 3、平衡木和跳板在使用中，不让前者发生明显变形，却让后者发生明显变形。这是基于什么考虑而设计的？（检测目标1、检测目标2、检测目标3） 4、探究试验四： 活动：名称：改变木条长度的验证试验 目的：梁的长度对梁的变形的影响 活动2：名称：改变木条横截面几何形状的验证试验 目的：梁的横截面几何形状对梁的变形的影响 活动3：名称：改变梁的材质的验证试验 目的：梁的材质对梁的变形的影响 【项目学习单】 环节 项目活动 项目指导 情 景 导 入 2025年8月6日18时，新疆伊犁州昭苏县夏塔景区一吊桥其中一条桥索断裂，发生桥面倾斜，桥上29人滑落。其中，5人不幸遇难，22人受轻伤，2人伤势较重。 【问题】事故原因还在调查中，结合上节课所学结构知识，你知道悬索桥有哪些特殊结构要求吗？（底座 立柱 拉索） 【问题】从承受力的角度分析，这些结构主要承受哪些力？ 【点拨】阅读P11相关材料。 激发学生学习兴趣，引入本节学习内容 自 主 学 习 学习时间：1分钟 学习内容：单杠的结构组成及各构件的功能。 学习要求：从受力的角度理解结构是因需要和物体的功能决定的。 【问题】如图所示的单杠，其构件各有什么特点？ 案例分析 单杠结构 探究一：杠体受力与形变 【课件】视频演示杠体随着运动员做出各种动作而发生相应的形变。 【问题】 1、 运动员对杠体施加了什么样的外力？ 2、 在这些外力作用下，杠体发生了什么样的形变？形变特点是什么？ 【结论】 1、 运动员静挂或静骑杠体之上时，杠体受到垂直于杠件轴线的拉力或压力，杠体发生弯曲变形，变形杠件绕原轴线做相对运动。 2、 运动员在做大回环动作时，运动员对杠体施加了回转运动产生的离心力，杠体朝着人体所在的瞬间位置的方向发生弯曲. 评价得分 A（优） B（良） C（中） 自我评价 评价标准 能明确在所有状态下杠体受到不同的力及发生相应的形变 能理解在静挂和静骑状态下杠体的形变，了解运动员做大回环动作杠体受到的力和发生的形变 能理解在静挂和静骑状态下杠体的形变 从力学角度理解单杠的基本组成 案例分析 单杠结构 探究二：立柱、拉杆的受力与变形 【课件】图片展示单杠立柱和拉杆随着运动员做出各种动作而发生相应的形变。 【问题】 1、 运动员静挂或静骑在杠体上时，立柱和拉杆受什么样的外力？其相应发生什么样的形变？ 2、 运动员运动到单杠两侧时，立柱和拉杆受到什么样的外力？其相应发生什么样的形变？ 【结论】 1、 运动员静挂或静骑在杠体上时，只有立柱承受压力。 2、 当人体位于单杠前侧时，后侧拉杆张力增加，以平衡通过杠体传递到立柱的水平方向的分力；反之，前侧拉杆张力增加。立柱承受压力为主，主要形变为压缩变形；拉杆承受拉力为主，主要变形为拉伸变形。 从力学角度理解单杠的基本组成 案例分析 课堂小结 探究总结： 理解结构的本质 【思考】结合探究一、二，分析单杠结构为什么要这样搭 配和组合？ 【结论】杠体耐弯，立柱耐压、耐弯，拉杆耐拉。杠体通过焊接等方式与两根立柱连接，立柱与四根拉杆连接，两个立柱埋入基座，四根立柱呈“八”字形通过地铆牢靠地将单杠稳固。如此游记搭配可以保证杠体在使用中能承受较大的外力，而不易发生破坏变形，能满足单杠的使用功能。 知 识 拓 展 【问题 】平衡木和跳板，同视为梁。然而，在使用中，不让前者发生明显变形，却让后者发生明显变形。这是基于什么考虑而设计的？ 【结论】基于实现各自的不同功能而设计的。平衡木的凳面可看做是双支点梁，功能是承受运动员的重量，需要稳定。跳板则不同，虽然也一同视为梁，但跳板是用来保证跳水运动员踩在上面产生较大弹力而设计的。 理解结构的本质 案例分析 棚室屋架结构 探究三：棚室荷载与立柱受力 【课件】图片展示东京奥运会场馆： 案例分析 棚室屋架结构 【问题】 1、 棚室结构中的荷载有静载和动载之分，场馆棚室结构中静载有哪些？动载有哪些？ 2、 静载会对场馆的立柱和墙产生哪些作用力？动载又会产生哪些作用力 进一步理解不同荷载形成的受力决定了具体的结构 【结论】 1、 静载包括屋面、梁的重量，属于不随时间变化的永久性荷载；动载包括雪载、风载等，属于随天气情况变化的可变性荷载。 2、 永久性荷载和雪载对立柱和墙面主要产生压力；风载对立柱产生的力分解为沿立柱轴线方向的压力和垂直轴线方向的弯矩与反作用力。 【思考】结合以上结论，分析场馆周围的立柱设计为略微倾斜的原因。 自 主 学 习 探究四：梁的受力 利用实验论证结论，使学生加深对知识的理解 学习时间：5分钟 学习内容：P16“开眼界”资料 【思考】 1、 根据梁的受力分析，理解梁结构中中性层和危险界面概念。 2、 理解梁的变形与哪些因素有关 探究试验 影响梁形变的因素 实践验证1 名称：改变木条长度的验证试验 目的：梁的长度对梁的变形的影响 过程：把两个横截面和材质完全相同、长度不同的木条，两端支撑形成梁，在木条中间挂上砝码，记录木条能承受砝码的重量。 评价 得分 A（优） B（良） C（中） 自我评价 评价 标准 思路清晰，操作规范，能得出正确的试验结果 思路清晰，操作规范，试验结果缺乏严谨性 操作随意，试验结果严谨性不够 探究试验 影响梁形变的因素 实践验证2 利用实验论证结论，使学生加深对知识的理解 名称：改变木条横截面几何形状的验证试验 目的：梁的横截面几何形状对梁的变形的影响 过程：把两个长度和材质完全相同、横截面形状不同的木条，两端支撑形成梁，在木条中间挂上砝码，记录木条能承受砝码的重量。 实践验证3 名称：改变梁的材质的验证试验 目的：梁的材质对梁的变形的影响 过程：把两个长度和横截面形状完全相同的木条和塑料条，两端支撑形成梁，在中间挂上砝码，记录两种材质的梁能承受砝码的重量。 技 术 实 践 试验名称：合理增加梁的支撑点。 试验目的：通过增加最少的支撑点数，防止梁过分弯曲。 试验过程：把木条两端支撑形成梁，在木条上挂上砝码，把木条长度五等分，从木条的一端依次在每个等分点处加支撑点，并记录相对应的砝码重量，测试支撑点放在哪个位置梁的承重能力更强。 通过学生自己动手实践，进一步理解影响梁变形的因素 总结 提升 教师总结：通过对单杠结构、棚室屋架结构的案例分析，进一步理解结构是因需要和物体功能决定的，即结构的本质是为了承受力和抵抗变形，在此基础上掌握对不同结构简单的受力分析方法。 梳理知识 形成体系 【学后反思】： 反思学习过程，对本课知识掌握的情况如何？学会了哪些内容？可以解决生活中的什么问题？ 1.3结构强度与稳定性 【课题与课时】 课题：本节是《技术与设计2》第一章第三节《结构强度与稳定性》的内容，该章的总体设计思路是：认识结构→探析结构→设计结构→欣赏结构。“结构”与“设计”是该章的两个核心概念。 课时：1课时 【课标要求】 结构的强度和稳定性是结构设计中需要考虑的重要因素之一，是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。通过技术试验，理解结构的强度与稳定性，分析影响它们的因素，对于学生正确地选择结构和材料，增加结构的强度与稳定性是很重要的。因此，本节内容在《结构与设计》中起到举足轻重的作用。 理解结构是为了承受力和抵抗变形。掌握影响结构强度和稳定性的因素，独立完成或小组合作完成有关技术实验，体验设计过程，树立团队意识。 【学习目标】 1.知识目标：通过探究试验，引导学生掌握影响结构稳定性的主要因素，理解稳定结构与人类生产生活的有机联系，增强技术意识。 2.能力目标：针对某一结构的稳定性进行要素分析；让学生领悟稳定性结构的实际运用，培养工程思维。 3.素养目标：通过综合分析技术问题，让学生能提出符合设计原则且具有一定创造性的构思方案，进行创新设计。 【学习重点、难点】 重点：1、结构的稳定性的含义； 2、影响结构稳定的主要因素：重心位置、支撑面的大小、和结构的形状。 难点：通过技术试验分析得出影响结构强度和稳定性的主要因素。 【评价任务】 1、分组试验：模型A和B哪个稳定性更好？ （检测目标1、2、3） 2、演示试验：如何能让课本立起来？请一位同学上台演示操作。采用“控制变量法”，即探究支撑面积对结构稳定性的影响时，控制两个模型的重心位置相同。 （检测目标1、2） 3、对比试验：展示三种水瓶稳定性模型 探究重心高低对结构稳定性的影响时，设计模型科学严谨，控制支撑面积相同的同时，确保了模型质量相同，消除了学生认为影响因素是质量的大小而并非重心位置的高低。 （检测目标1、2） 【学习过程】 环节 项目活动 项目 指导 设计 意图 游戏导入 枣庄境内有许多古桥，邹坞镇中陈郝罗锅桥、齐村镇王沟石桥，永安乡山阴通济桥，薛城梨园西仓桥，陶庄鲁封桥等，它们历经风霜，走过了多少春秋，它们为什么能屹立千年而不倒呢？ 下面请三个学生进行游戏展示，一人单腿站立，一人双腿站立，第三个推动前两个学生，看谁更稳？ 学生观看游戏，很容易得出：双腿站立更稳定。 利用做游戏导入课堂，更容易激发学生学习的兴趣。 自学新知 先引导学生积极发言，说出自己对稳定的理解。然后让学生阅读课本，自己找出稳定性的定义，检验自己的想法是否正确。以不倒翁为例，对稳定性的定义进行解读。 自主学习课本内容，找出稳定性含义 自学，验证自己的想法，再通过实物展示帮助学生加深理解 引导探究 试验1：先让同学们猜测模型A和B哪个稳定性更好，然后让学生体验三角形模型A和四边形模型B的稳定性，并引导学生将四边形结构转化成稳定结构。引导归纳总结：结构的形状影响稳定性。三角形结构是最常见的稳定结构展示图片，列举生活中利用三角形结构增加稳定性的例子。 举例：校园中的雪松树增加了支架，不容易发生形变，增加了结构稳定性 分小组体验三角形模型A和四边形模型B，体会哪个模型不容易变形，稳定性高。 【知识点拨】 解决问题，结构形状对其稳定性的影响 利用实验论证结论，使学生加深对知识的理解 试验2：如何能让课本立起来？请一位同学上台演示操作。引导归纳总结：支撑面积越大，结构稳定性越强。解决本节课一开始提出的问题：为何加了支架的树更稳定。 其实生活中还有很多通过增大支撑面积来提高结构稳定性的例子： 在观察老师操作的基础上，亲自动手进行测试。一位学生回答，引导其他学生补充：利用了增大支撑面积 【知识点拨】 按照“猜测探究解疑”的过程，通过站立课本的稳定性测试，让学生体验影响结构稳定性的其中一个因素是支撑面积的大小。 试验 3：教师展示水瓶稳定性试验模型。引导学生得出水瓶重心位置不同，然后请学生上台进行水瓶的稳定性测试。 归纳：重心越低，结构越稳定。 教师提问：是不是无论任何时候，重心越低，结构越稳定？ 归纳：重力作用线处于支撑面之内，结构才能稳定。 薛城邹坞镇中陈郝罗锅桥：拱形形状，桥下可通船。 教师提问：生活中有哪些例子利用了重心对结构稳定性的影响？对学生发言进行总结点评，展示图片实例。 学生认真观察水瓶水位不同，认识到水位不同，重心位置不同。按照教师指引利用稳定性测试仪进行测试。 【知识点拨】 观察生活，发现问题。体会重心在生活结构中的运用 学生分组动手实践，体验重心越低越稳定，利用实验论证结论，使学生加深对知识的理解 归纳学以致用 归纳提高结构稳定性的方法。并以枣庄古桥进行稳定性分析。 枣庄境内这些古桥，屹立千年不倒的原因 材料选用坚硬的石质，强度大，耐用。 市中区王沟石桥：降低重心，增大支撑面 薛城西仓古桥：拱形结构 学生认真思考，积极发言 影响结构稳定性的因素不是孤立的，需要综合考虑。 陈郝窑址，位于山东省枣庄市薛城区邹坞镇中陈郝村，为北朝晚期，经隋唐、北宋至金元时期瓷器烧制的遗迹。  拓展延伸 教师讲解不稳定性结构的应用，并展示图片实例。 【讨论】：凡是不稳定的结构设计都应该放弃吗？ 【举例】：介绍红河湿地的水井，怎么利用不平衡打水的。 【结论】：利用不平衡也能服务于生活工作！ 理解设计时不稳定的结构也有其价值。 拓宽学生视野，不能盲目的以为设计结构，就一定要使其稳定，不稳定也有其价值。 课堂练习 教师展示课堂巩固练习题 根据本节课所学知识，完成练习题目 通过做练习题，巩固本节课所学知识 课堂总结 让学生对本节课所讲知识进行简单梳理总结。 认真思考并总结，梳理本节课所学知识。 理清思路，对本节课的知识进行建构，加深理解。 【课堂练习】 1、走钢丝的人手拿一根铁棒的目的是（ ） A 美观 B 重心低 C 保护 D支撑 2、在日常生活中. 以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的( ). A.游乐设施的跷跷板功能结构 B.房间门口的活页功能结构 C.学校运动场的篮球架结构 D.圆珠笔的笔嘴结构 3、不倒翁不倒的原因是（） A、其构成材料强度大 B、其形状的美观性好 C、底部接触面积小 D、重心低，底部接触面是光滑的弧面 1.4 结构设计与制作 【课题与课时】 课题：1.4 结构设计与制作 课时：2课时 教材内容：地址版通用技术《技术与设计2》第一章第四节 【课标要求】 初步掌握结构设计的基本思路，学会简单结构设计的方法和步骤，体验结构设计、制作的过程，树立团队意识。 【学习目标】 1、知识目标 熟悉材料特性（如承重、成本、可加工性）与结构设计的关系。 2、能力目标 能设计简单结构方案，制作实物模型或原型，测试并优化结构性能。 3、素养目标 增强安全意识与规范操作习惯。 【学习重点、难点】 重点：掌握从需求分析→方案设计→模型制作→测试优化的完整流程。 难点：在有限材料和条件下，将设计理念转化为设计实践。 【评价任务】 活动一：“变废为宝，巧筑拱桥”，利用一次性筷子，制作简易拱桥 目的：通过实践学习拱桥的力学结构（如拱形分散压力、荷载分布等），直观掌握桥梁建筑中的科学知识。 活动二：斜拉桥制作 目的：通过动手搭建，直观认识斜拉桥的核心组成部分（如桥塔、缆索、桥面），理解其如何通过缆索的拉力分散荷载，增强承重能力。与拱桥对比，分析斜拉桥的优劣势（如跨度大、材料节省）。 【学习过程】 环节 项目活动 项目指导 情境导入 展示著名拱桥图片——赵州桥，同学们在小学学习过《赵州桥》这篇课文，请几位同学简单的介绍赵州桥的意义。 【问题】赵州桥为什么能屹立千年？拱形设计有什么奥秘？ 【问题】《清明上河图》中就有一座拱桥，是用长条形的木头搭建的，如果让你用一次性筷子，你能搭一座简易的拱桥吗？ 激发学生兴趣、明确学习目标，并自然过渡到实践操作 实践活动 活动一：利用一次性筷子，制作简易拱桥 【思考】 各组学生讨论并尝试使用筷子搭建拱桥（3分钟） 【视频展示】 教师展示一次性筷子搭建拱桥的视频，提出具体任务要求，小组合作，用至少9根筷子，搭建出拱桥，并尝试逐渐加长拱桥长度，使其能承重一瓶500ml矿泉水或一本书。 9根筷子简易拱桥 12根筷子简易拱桥 【材料准备】 若干一次性筷子，矿泉水或者书本 【学生展示】 任选2组同学展示制作成果 【活动总结】 学生通过搭建，直观感受了拱桥的力学结构（压力分散、侧向推力），对材料特性有了初步了解（一次性筷子的强度、连接方式对稳定性的影响） 【评价】 评价 得分 A（优） B（良） C（中） 自我评价 评价 标准 突破传统拱桥形态，尝试组合拱、多层拱结构 完整展示出本节课拱桥形态，并能达到要求的承重能力 完成度较低，不能达到活动要求 通过动手实践，学生深入理解拱桥的力学原理，同时培养团队协作和创新能力。 学生每6人一组，其中1人为组长，安排组内其他成员分工。 探究活动 【思考】 拱结构天然抗压，耐久性好，线条优雅，常用于景观桥梁，但传统拱桥跨度一般不超过500米，如果我们需要更长跨度的大桥，还能继续使用拱桥设计吗？ 【讨论】有没有更合适的设计方式？ 斜拉桥适合跨度3001000米，比拱桥更易实现大跨度，桥墩数量少，适应复杂地形或深水区。 图表 1苏通大桥 图表 2滕州解放大桥 通过拱桥和斜拉桥适应场景对比，引发学生对斜拉桥制作的兴趣 总结提升 适用场景 选择拱桥： 中等跨度（100500米）、地基稳固、追求美观或低维护的场景（如山区、城市景观桥）。 选择斜拉桥： 大跨度（300米以上）、软土地基、深水区或需减少桥墩的场景（如跨海、跨江大桥）。 港珠澳大桥并非单纯的斜拉桥，而是一个由多种桥型组合而成的超级跨海工程，其中包含斜拉桥、悬索桥和隧道等多种结构形式。 对比本节两种类型的桥梁，港珠澳大桥视频展示 【课堂检测】： 利用本节课制作的斜拉桥，根据课本P39页地震对建筑物的破坏进行模拟操作并记录。 【学后反思】： 通过本节课的学习，你获得了哪些知识？在实践过程中你觉得还有什么内容比较薄弱，需要老师提供何种帮助，你还有什么好的经验跟大家分享？ 1.5 典型结构欣赏和结构设计评价 【课题与课时】 课题：1.5 典型结构欣赏和结构设计评价 课时：1课时 教材内容：地址版通用技术《技术与设计2》第一章第五节 【课标要求】 欣赏优秀的结构设计，学习对结构设计的评价方法 【学习目标】 1、知识目标 了解对结构设计进行欣赏和评价的基本思路与方法 2、能力目标 从科学、艺术、文化等多角度对身边的典型结构进行欣赏，养成科学的审美观 3、素养目标 激发学生参与结构设计的热情 【学习重点、难点】 重点：从不同角度对典型结构进行有针对性的欣赏 难点：学生能从技术、文化等角度欣赏并评价典型结构的设计案例 【评价任务】 活动一： 讨论如何鉴赏优秀的结构设计 优秀的结构设计作品，不仅表现在结构功能上，还表现在文化上，因此优秀的作品是将结构功能与文化的统一。 活动二： 对比应县木塔和龙泉塔的结构设计 1、 技术角度：结构功能、稳固、造型设计的创意和表现力、材料使用、工艺制造的精湛程度等； 2、文化角度：文化寓意、公众美学原则、反映的时代、民族习俗的特征。 【学习过程】 环节 项目活动 项目指导 导 入 【展示】视频“开启北京一日游”观看北京著名建筑物，如故宫、天坛、鸟巢、水立方等 活动一：如何鉴赏优秀的结构设计 【问题】优秀的结构设计，体现在哪些方面？ 【讨论】学生不必拘泥于课本，畅所欲言，如结构、功能、文化、美感、材料等等。 【教师小结】一个优秀的结构设计作品，不仅表现在结构功能上，还表现在文化上，因此优秀的作品是将结构功能与文化的统一。 从学生熟悉的建筑物引入，激发学习兴趣 结 构 欣 赏 【展示】典型结构欣赏 壳体结构 中国国家大剧院：中心建筑为半椭球形钢结构壳体，东西长轴212.2米，南北短轴143.64米，高46.68米，地下最深32.50米，周长达600余米。整个壳体风格简约大气，其表面由18398块钛金属板和1226块超白透明玻璃共同组成，两种材质经巧妙拼接呈现出唯美的曲线，营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。 了解对结构设计进行欣赏和评价的基本思路与方法 框架结构 埃菲尔铁塔：框架结构，由钢铁构成，整体形状类似倒写的字母“Y”，但细节设计上通过三角形框架交错排列，形成稳定的支撑体系。这种结构不仅提升了抗风性，还使铁塔在建成后130多年仍保持稳固。 桁架结构 “鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，共有24根桁架柱。国家体育场建筑顶面呈鞍形，长轴为332.3米，短轴为296.4米，最高点高度为68.5米，最低点高度为42.8米。 框架结构悬索桥 虎门大桥是中国广东省境内一座连接广州市南沙区与东莞市虎门镇的跨海大桥。大桥东西索塔为门式框架结构，主缆采用预制平行索股制作和架设，主缆与加劲梁之间采用平行竖直吊索相联。 领略不一样的建筑设计之美 探究活动 活动二：从技术、文化等角度，对比赏析应县木塔和龙泉塔的结构设计 2、 技术角度：结构功能、稳固、造型设计的创意和表现力、材料使用、工艺制造的精湛程度等； 3、 文化角度：文化寓意、公众美学原则、反映的时代、民族习俗的特征。 应县木塔 龙泉塔 应县木塔 始建于辽清宁二年（1056年），是世界上现存最高大、最古老纯木结构楼阁式建筑，与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称“世界三大奇塔”。 ‌1.构造‌：纯木结构，无钉子，采用斗拱榫卯连接。塔高67.31米，相当于现在的20层楼高，底层直径30.27米。整个建筑由塔基、塔身、塔刹三部分组成。塔基又分为上、下两层，下层为正方形，上层为八角形。塔身呈现八角形，外观五层六檐，实为明五暗四九层塔。塔刹由基座、相轮、圆光、宝珠等组成，制作巧妙与塔身融为一体。 2文化：应县木塔作为佛宫寺的核心建筑，蕴含着丰富的佛教文化。塔中的佛像与壁画，不仅是艺术的杰作，更是佛教文化传播的重要载体。 龙泉塔 1. 整体结构：楼阁式砖塔的典型代表 平面布局：八角形（增强抗风抗震能力，比四边形更稳定）。 塔身收分：自下而上逐层内收，降低重心，提高稳定性。 青砖砌筑：采用糯米灰浆（传统粘合剂，比普通石灰更耐久）。 仿木构细节：砖雕仿制斗拱、檐角，兼具装饰与结构功能。 塔心柱结构：内部可能有木质或砖砌塔心柱（增强整体刚度）。 柔性结构：砖塔本身具有一定弹性，可吸收地震能量。 2．文化意义：这座43.35米高的八角九级密檐佛塔，历经1200年风雨与战火仍巍然屹立，砖石间凝结着唐代工匠超越时代的智慧。 从科学、艺术、文化等多角度对身边的典型结构进行欣赏，养成科学的审美观 结构评价 【总结】本章我们从力学基础、材料特性到设计规范，构建了完整的知识框架。通过分析典型结构形式（如框架、桁架、悬索等）及其应用场景，揭示了结构设计与功能需求、文化的内在关联，并制作了简易拱桥和悬索桥。【任务】根据下表提供的结构设计评价，结合本节课学习的对建筑物的鉴赏和分析，对咱们上节课设计制作的悬索桥做出评价。 学习对作品进行评价 评价内容 设计方案、图纸、制作的可行性 设计作品技术特性（强度、稳定性）的合理性 作品应用的正确性 优化建议 评价方式 自评 互评 师评 自评 互评 师评 自评 互评 师评 自评 互评 师评 等级评价 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 □优 □良 □中 □差 文字评价 总评 【课堂检测】： 微山湖特大桥是山东省境内连接微山县和鱼台县的过河通道，位于微山湖之上，同学们可以实地参观，或者网上查阅资料，了解本座桥梁的建筑历程和设计特色。 【课后反思】： 经典案例中的哪些设计可以迁移到你的作业中？ 在分析过程中，是否发现理论计算与实际结构的差异？如果让你优化设计结构，你会如何平衡功能与成本？ 3 学科网（北京）股份有限公司 $