1.3 结构设计教学设计-2025-2026学年粤科版高中通用技术必修二

《结构设计》教学设计 【教学目标】  1. 技术意识 通过亲手制作与载荷试验，深刻理解结构设计对建筑功能实现与安全保障的决定性作用，认识技术是解决实际工程问题的关键。 2. 工程思维 在“设计——制作——测试——改进”的完整项目流程中，学会综合考量结构、材料、稳定性等多重因素，并能依据试验数据，运用批判性思维对设计方案进行系统性评估与优化。 3. 创新设计 在模型改进环节，鼓励突破常规，尝试运用新颖的结构形式、连接方式或材料组合，创造性地解决结构稳定与强度问题，培养创新实践能力。 4. 图样表达与物化能力 能够清晰、准确地运用语言、草图或模型，阐述设计意图与改进思路；通过动手制作，掌握材料加工与模型组装的核心技能，实现从设计图纸到实体作品的物化。 5. 团队协作与社会责任 在小组合作中培养沟通、协作与共担责任的团队精神；通过对建筑安全重要性的认知，初步树立技术工作者保障公共安全的社会责任感。 【教学重点】  1.建筑模型方案设计过程的总结与评价。 2.载荷试验的实施和结果分析。 3.增强结构稳定性和强度的方法。 【教学难点】 1.根据试验结果准确地制定建筑模型的改进方案。 2.引导学生在互评中提出有价值的建议和评价。 【教学过程】 复习导入：上节课和同学们一起学习了建造小木条防地震建筑模型的注意事项，下面请同学们，自主设计。 一、模型展示：述设计之思 师生活动： 每个小组推选一名代表，向全班介绍本组制作的“小木条防地震建筑模型”。介绍需涵盖设计草图、核心思路、结构特点及重点考虑的抗震因素。 其他小组同学认真倾听，并依据发放的评价表格（包含设计合理性、结构稳定性、材料使用、抗震性能、美观程度等指标）进行记录与思考。 设计意图：通过公开展示与讲解，锻炼学生的图样表达与逻辑陈述能力，评价表格引导倾听者从多维度进行观察，为后续互评奠定基础，将课堂转变为共享与互学的平台。 二、教师点睛：梳脉络，指方向 师生活动： 教师根据各小组介绍，快速梳理学生设计中的亮点（如三角形结构的巧妙运用、底座的创新设计等）与共性问题（如节点连接不牢、材料冗余或不足）。 设计意图：教师的即时总结起到“承上启下”的关键作用。肯定创新点能增强学生自信，指出共性问题则为后续的试验观察与改进指明了聚焦方向，使学习活动更具针对性。 三、实践检验：地震模拟载荷试验 师生活动： 1. 试验准备：将各小组模型置于仿地震试验平台，讲解试验原理与安全规范。 2. 试验实施：逐步施加模拟地震荷载，利用多媒体全程记录。学生仔细观察自己及他组模型的变形、失稳过程，并依据评价表进行初步打分。 设计意图：这是工程思维培养的核心环节。将抽象的结构原理转化为直观的力学测试，让学生亲眼目睹设计优劣所带来的真实结果差异，用实践数据代替主观臆断，深刻理解“设计需经检验”的工程理念。 四、交互评议：见贤思齐，互学共进 师生活动： 指导学生基于试验观察和评价指标，进行小组间互评。要求评价须具体，既指出优点，也提出建设性的改进建议。 设计意图：培养学生客观、理性的技术交流能力。通过互评，学生学会从他人作品中汲取灵感，同时以“工程师”视角审视问题，提升批判性思维。 五、聚焦问题：回放分析，共商改进 师生活动： 回放试验关键片段，引导学生聚焦模型失效的“瞬间”：何处先弯曲，哪个节点松脱。各小组针对本组模型暴露的具体问题，结合互评反馈，讨论并制定改进方案。教师巡视指导。 设计意图：将试验现象转化为具体的技术问题。慢速回放帮助学生精准定位薄弱环节，讨论过程促使学生将感性观察上升为理性分析，是制定有效改进方案的前提。 六、理论升华：探秘结构强化之道 师生活动： 教师结合试验中出现的典型问题，系统讲解增强结构稳定性和强度的原理与方法： 1. 形之稳：深入阐释三角形稳定性原理、低重心设计、合理支撑面积的意义。 2. 点之固：分析不同连接方式（如胶接、榫卯）的受力特点与制作要点。 3. 材之性：简述材料特性与选用原则。 配合经典建筑案例（如抗震结构）图片或动画，深化理解。 设计意图：在实践探究后及时进行理论归纳，实现“实践——认识”的飞跃。将学生遇到的真实问题与结构学基本原理相结合，使知识传授有的放矢，帮助学生构建系统的结构设计知识框架。 七、方案迭代：展示优化新思路 师生活动： 各小组代表再次上台，重点阐述针对试验问题的改进方案，说明改进部位、方法及预期效果。接受其他小组提问与质询。 设计意图：这是创新设计能力的集中体现。要求学生不仅“知其然”（哪里坏了），更要“知其所以然”（为什么坏）并“知其如何然”（怎么改）。展示与答辩环节，模拟了工程方案评审会，锻炼了学生的应变与沟通能力。 八、总结延伸：从模型到现实 师生活动： 师生共同回顾本节课从“展示——试验——分析——改进”的完整探究历程。教师强调，模型虽小，却蕴含着与真实建筑相通的结构智慧与安全责任。 布置作业：进一步完善改进方案，并思考这些结构原理在生活中的应用。 设计意图：总结提炼项目式学习的完整逻辑，强化工程思维流程。将课堂学习与现实世界连接，引导学生关注技术的社会价值，实现素养与价值观的双重提升。 【教学反思】 本节课以“做中学、学中思、思中创”为主线，成功地将结构设计知识融入真实的项目挑战中。载荷试验环节是激发兴趣、暴露问题的关键，安全与规范需首要保障。互评与改进环节是思维碰撞的焦点，教师需巧妙引导，确保讨论深入有效。未来可引入更多现代建筑抗震案例或数字化模拟软件，进一步拓宽学生视野，激发探究热情。 学科网（北京）股份有限公司 $