资源简介

《通用技术》必修一（苏教版）教案
课 题 结构及其设计-常见结构的认识 课 型 班课 课 时 1
学习目标 知识与技能 学生能够准确理解“结构”的概念，并识别不同事物中的结构。 学生能够掌握结构的基本分类，包括实体结构、框架结构和壳体结构，并能举例说明。 学生能够分析结构的受力情况，理解受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转五种基本受力形式。 学生能够设计简单的结构模型，如使用木条等材料制作能动的结构，并分析其优缺点。 能力目标 引导学生通过实践探究，感知结构的丰富性和重要性，激发学习兴趣和求知欲。 通过案例分析和技术试验（如壳体结构的受力分析），培养学生观察、分析和解决问题的能力。 培养学生进行小组合作，通过讨论、交流和协作完成结构模型的设计、制作和评估。 情感目标 培养学生的探索精神和创新意识，鼓励学生敢于尝试、勇于探索。 激发学生对技术与工程的兴趣，认识到结构与功能的重要性及其在生产和生活中的应用。 培养学生的安全意识和环保意识，在设计和制作过程中注意材料的选择和使用，减少浪费和污染。 学科素养： 培养学生的技术素养，包括技术理解、技术实践和技术创新等方面的能力。 提升学生的科学素养，通过结构的学习，理解科学原理在技术领域的应用。 培养学生的工程素养，包括系统思维、优化设计和团队协作等方面的能力。
学习重难点 任务一：感知丰富的结构 重点： 理解结构的概念，即事物各个组成部分之间的有序搭配和排列。 感知结构的普遍性及其在不同事物中的多样性。 体验和感受结构的丰富性和魅力，通过实际操作（如让木条“动”起来）来加深理解。 难点： 抽象理解结构的概念，特别是将结构的概念应用于不同领域（如自然界、技术领域、社会领域）。 分析并理解结构是如何决定事物存在性质的。 任务二：认识结构的受力 重点： 从力学角度理解结构是可承受一定力的架构形态。 掌握结构构件的五种基本受力与变形形式（受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转）。 明白测试结构或构件能承受的力的方法和设备。 难点： 理解并区分不同受力与变形形式的特点和区别。 分析和判断在力作用下构件能否安全、可靠地工作。 任务三：辨析结构的类型 重点： 掌握实体结构、框架结构和壳体结构等基本类型的概念和特点。 通过技术试验（如壳体结构的受力分析）体验和理解结构的形状对其强度的影响。 辨识生产和生活中物体结构的组合类型。 难点： 准确理解和区分不同的结构类型及其特征。 结合技术试验，分析结构类型选择的合理性及其对物体强度和功能的影响。 识别并解释组合结构（如埃菲尔铁塔和注塑成型椅子）中不同结构类型的作用。
教学方法 一、感知丰富的结构（任务一） 1. 情境导入法 引用《武经总要·攻城法》中的云梯描述，引发学生对古代结构设计的兴趣。 提问学生：“如果你是设计师，你会如何设计一种可以活动的结构来实现‘起飞梯于云梯之上’的功能？” 2. 动手实践法 准备木条和螺栓螺母等材料，指导学生按照图1—2甲和图1—2乙的方案组装结构，体验结构的活动性和多样性。 鼓励学生在实践中探索，比如改变木条的长度、连接点位置等，观察结构的变化，加深对结构丰富性的理解。 3. 小组讨论法 组织学生讨论方案1和方案2的优缺点，分享在实际生活中可能的应用场景。 引导学生思考并分享更多神奇的结构例子，扩展知识视野。 二、认识结构的受力（任务二） 1. 直观展示法 使用图1—9等示意图，直观展示受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转五种基本受力变形形式。 利用生活中的实例（如建筑中的横梁、柱子等）来解释不同受力形式在结构中的应用。 2. 案例分析法 分析一些典型的结构设计案例（如桥梁、建筑等），让学生理解结构如何承受和传递力，以及结构设计中的力学原理。 3. 实验探究法 如有条件，可以进行一些简单的力学实验，如使用拉压测试仪测试材料的强度，让学生直观感受力的作用。 三、辨析结构的类型（任务三） 1. 图形对比法 使用图1—16、图1—17和图1—18等图片，对比实体结构、框架结构和壳体结构的特点和差异。 指导学生观察并总结每种结构类型的特征和应用场景。 2. 技术试验法 进行“壳体结构的受力分析”技术试验，让学生亲自动手操作，探究壳体结构的强度特性。 引导学生根据试验结果，分析为什么某些建筑和工业用贮液罐会采用壳体结构。 3. 综合性教学法 通过对不同结构类型的综合讲解和实验探究，培养学生的综合分析能力和实践操作能力。 引导学生将所学知识应用到实际生活中，如观察周围事物的结构类型，思考其设计原因和优化方案。
课前准备 课前准备 一、材料准备 任务一感知丰富的结构 材料：8根规格为200mm×15mm×15mm的松木条（中间和两端钻好孔）、M8×35mm的螺栓及配套的元宝螺母若干。 工具：螺丝刀、羊角锤、图纸（展示方案1和方案2的组装图）。 任务二认识结构的受力 材料：演示模型（可以是木制或塑料结构模型，展示不同受力形式的实例，如受拉、受压、受剪切等）。 工具：演示设备（如有条件，准备拉压测试仪、扭矩测试仪、螺钉扭断力测试机等小型设备）。 任务三辨析结构的类型 材料：鸡蛋、大小合适的瓶盖6个、砝码若干、防护眼镜若干、鸡蛋强度测试架1个（如有条件，准备压力测试仪）。 实体结构示例：实心墙模型或照片。 框架结构示例：铁架塔模型或照片。 壳体结构示例：摩托车头盔或飞机外壳模型或照片。 二、环境准备 确保教室宽敞，便于学生活动，特别是技术体验环节。 摆放试验设备，确保设备摆放稳固，便于学生操作。 准备投影设备或白板，用于展示图片、模型或演示文稿。 三、内容准备 背景知识 准备与结构相关的基本概念和术语，如“结构”、“构件”、“受力形式”等。 收集自然界和技术领域中具有典型结构特点的物体图片或案例，用于课堂展示和讨论。 情境引入 准备关于《武经总要·攻城法》中云梯结构的描述，以及中国古代其他与结构相关的发明和创新故事。 搜集国家大剧院等现代建筑的照片和介绍，作为壳体结构案例的引入。 技术体验指导 编写详细的技术体验活动指导手册，包括操作步骤、安全提示和讨论问题。 设计讨论引导问题，帮助学生深入思考结构的多样性和重要性。 技术试验准备 设计试验记录表格，用于记录试验过程中的数据和观察结果。 准备试验过程中的安全提示和注意事项，确保试验过程安全进行。 四、教学流程设计 设计清晰的教学流程，包括情境引入、技术体验、讨论分析、总结归纳等环节。 确定每个环节的时间分配和预期目标，确保课堂教学高效有序进行。 五、评估与反馈 设计评估问题或练习，用于检测学生对结构认识的掌握程度。 准备课后反馈渠道，收集学生对教学活动的意见和建议，以便不断改进教学方法和内容。
教学媒体 教学媒体准备 针对“常见结构的认识”的教学任务，我们可以准备以下教学媒体来辅助教学： 任务一：感知丰富的结构 实物模型：准备木条、螺栓和螺母等实物材料，以便学生亲手操作，感受木条如何“动”起来，体验结构的丰富性和魅力。 图片或视频资料： 展示古代云梯的结构设计图片，让学生更直观地理解古人如何通过结构设计实现“起飞梯于云梯之上”的功能。 收集自然界中不同结构的图片，如蜂巢、蜘蛛网、大树等，展示给学生，帮助他们认识到结构的普遍性和多样性。 展示技术领域中的各种产品，如桥梁、建筑、机械、车辆等，强调结构的多样性和重要性。 互动软件或平台：使用交互式的动画或模拟软件，让学生观察不同结构在受力时的变形和变化，增强对结构特性的理解。 任务二：认识结构的受力 示意图或模型：准备展示结构受力分析的示意图或模型，如拉压测试仪、扭矩测试仪等设备的工作原理图，帮助学生理解结构受力分析的原理和方法。 动画演示：使用动画软件制作演示构件受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转等变形过程的动画，让学生更直观地理解这些基本受力形式。 实验设备：如果有条件，可以准备拉压测试仪、扭矩测试仪等实验设备，让学生在教师指导下进行实际操作，加深对结构受力分析的认识。 任务三：辨析结构的类型 图片或视频资料：准备展示不同结构类型（实体结构、框架结构、壳体结构）的图片或视频资料，如建筑、桥梁、机械、产品等，让学生观察并识别它们的结构类型。 模型或实物：准备不同结构类型的模型或实物，如实心墙、铁架塔、头盔等，让学生亲手触摸和观察，感受不同结构类型的特点。 案例分析：通过实际案例，如埃菲尔铁塔、注塑成型的椅子等，分析它们是由哪些基本结构类型组合而成的，帮助学生理解结构类型的组合和变化。 互动软件或平台：使用交互式的软件或平台，让学生参与结构类型的分类游戏或挑战，通过互动学习加深对结构类型的理解和记忆。 通过这些教学媒体的准备和使用，可以帮助学生更直观、深入地理解和掌握“常见结构的认识”这一教学内容。
教学过程
教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图
活动一： 创设情境 生成问题 展示《武经总要·攻城法》中关于云梯的描述，并提问：“古人是如何设计云梯以使其‘起飞’在城墙上的呢？这里体现了什么样的结构原理？” 引导学生思考结构在日常生活和自然界中的普遍存在，并举例说明。 仔细听老师讲解云梯的描述，思考其结构特点和工作原理。 回忆并列举生活中和自然界中观察到的结构实例。 通过历史文献的引入，激发学生对结构的好奇心和探究欲，同时引导学生认识到结构在生活和自然界中的普遍性和重要性。
活动二： 调动思维 探究新知 展示木条和螺栓等材料，指导学生进行木条结构的组装活动，包括方案1和方案2。 提问学生比较和分析两种结构的优缺点，并鼓励他们联系实际应用举例。 根据教师的指导，进行木条结构的组装活动，体验结构的动态变化。 小组讨论两种结构的优缺点，并尝试将其与实际生活中的应用联系起来。 通过实际操作，让学生亲身体验结构的多样性和变化性，同时培养他们的观察能力、分析能力以及应用思维。
活动三： 调动思维 探究新知 讲解结构受力的基本概念和五种基本受力形式，并通过实例进行说明。 引导学生分析云梯和鸡蛋壳的结构受力情况，理解不同结构类型的特点和应用。 组织学生进行壳体结构的受力分析实验，并引导他们总结实验结果。 认真听讲，理解结构受力的基本概念和五种基本受力形式。 思考并讨论云梯和鸡蛋壳的结构受力情况，分析它们的结构类型和特点。 分组进行实验，记录实验数据，并总结实验结果。 通过理论讲解和实验探究，让学生深入理解结构受力的原理和不同类型结构的特点，培养他们的实践能力和分析思维。
活动四： 巩固练习 素质提升 给出一些常见的结构实例，让学生分析其结构类型和受力情况。 组织学生进行小组讨论，分享对结构合理性的理解和看法。 布置课后作业，要求学生观察并分析生活中的结构实例，撰写分析报告。 分析教师给出的结构实例，识别其结构类型和受力情况。 小组讨论并分享对结构合理性的理解和看法，提高沟通能力。 完成课后作业，观察并分析生活中的结构实例，撰写分析报告，提高观察和分析能力。 通过巩固练习和小组讨论，加深学生对结构类型和受力情况的理解，培养他们的团队合作和自主学习能力。通过撰写分析报告，提升学生的实践应用能力和综合素质。
课堂小结 作业布置 课堂小结 本节课我们深入探讨了“常见结构的认识”这一主题，通过三个任务的学习，同学们对结构有了更深刻的理解。 在任务一“感知丰富的结构”中，我们通过技术体验活动“让木条‘动’起来”，直观感受了结构的丰富性和多样性，明白了结构普遍存在于不同事物中，并影响着事物的性质和功能。同时，我们还认识到了结构在自然、技术和社会领域的广泛应用，意识到合理的结构对事物的重要性。 在任务二“认识结构的受力”中，我们学习了结构从力学角度的定义，理解了构件受力与变形的基本形式，如受拉、受压、受剪切、受弯曲和受扭转。通过了解这些基本概念，我们能够为后续的结构设计和分析打下基础。 在任务三“辨析结构的类型”中，我们通过技术试验体验了壳体结构的强度，并进一步认识了实体结构、框架结构和壳体结构这三种基本结构类型。我们了解到，不同的结构类型有着不同的特点和应用场景，它们在实际生产和生活中发挥着重要作用。 通过本节课的学习，同学们不仅掌握了结构的基本知识，还培养了观察、分析和解决问题的能力，为后续的学习打下了坚实的基础。 作业布置 知识巩固题： 列举至少三个你在日常生活中观察到的具有不同结构类型的物体，并描述它们的结构类型及其特点。 分析你家中某一件家具的结构设计，讨论它为什么要采用这种结构设计。 探究拓展题： 设计一个简单的实体结构、框架结构和壳体结构模型，并用文字描述你的设计思路和预期效果。 收集资料，了解并分析一种具有创新结构设计的产品（如桥梁、建筑、车辆等），撰写一篇报告，包括产品的结构设计特点、优势及在实际应用中的表现。 实践操作题（有条件的同学可选择完成）： 使用提供的材料（或自选材料），制作一个具有特定功能的结构模型（如简易桥梁、小型建筑等），并展示其稳定性和承重能力。 利用日常生活中的材料，设计一个能够抵抗外力作用的结构装置（如简易防护罩、简易支架等），并说明其设计原理和预期效果。
板书设计 一、常见结构的认识 任务一：感知丰富的结构 结构定义：事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。 普遍存在性：不同事物有不同结构。 技术体验：让木条“动”起来 体验目的：感受结构的丰富性和魅力。 情境：《武经总要·攻城法》中的云梯结构。 活动准备：木条、螺栓、工具等。 过程：方案1、方案2的组装与比较。 讨论：两种结构的优缺点、实际应用、古人设计结构的启示。 任务二：认识结构的受力 力学角度：结构抵抗引起形状和大小改变的力。 构件与结构：复杂的结构由多个构件组成。 受力分析：了解构件所受的各种力，评估承载能力。 受力形式：受拉、受压、受剪切、受弯曲、受扭转。 测试设备：拉压测试仪、扭矩测试仪、螺钉扭断力测试机等。 任务三：辨析结构的类型 结构类型：实体结构、框架结构、壳体结构。 技术试验：壳体结构（鸡蛋）的强度试验。 试验目的：体验壳体结构的强度，研究形状对强度的影响。 情境：中国国家大剧院外部壳体结构。 试验准备：鸡蛋、瓶盖、砝码、防护眼镜、测试架。 试验过程：记录鸡蛋承受的最大砝码质量，分析原因。 实体结构：实心墙、大坝等。 框架结构：铁架塔、建筑用脚手架、厂房框架。 壳体结构：摩托车头盔、飞机外壳、部分组合结构（如埃菲尔铁塔、注塑椅子）。 课后延伸 思考结构在自然界和人类社会中的重要作用。 探索更多神奇的结构及其设计原理和应用。 尝试设计一个具有特殊功能的结构，并解释其设计思路。
教学反思 本次教学《常见结构的认识》课程内容涵盖了对结构的基本理解、结构的受力分析以及结构的类型辨析，通过实践体验、技术试验和案例分析等多种方式，引导学生深入了解结构的特性和重要性。以下是对本次教学的反思： 教学目标达成度 学生能够通过实际活动体验感受到结构的丰富性和其在实际应用中的魅力，达到了感知丰富结构的教学目标。 通过受力分析和技术试验，学生对结构受力有了更深入的理解，认识到结构设计中受力分析的重要性。 辨析结构的类型时，学生能够根据给出的例子正确区分实体结构、框架结构和壳体结构，并理解它们的特点和应用场景。 教学内容设计 内容设计合理，从感知结构到受力分析再到类型辨析，逐层递进，符合学生的认知规律。 技术体验和试验环节能够激发学生的学习兴趣，让他们在实践中学习和理解知识。 引入古代和现代案例，使学生能够在历史和现实的角度理解结构的价值，增强学习的实用性。 教学方法和手段 采用问题驱动的教学方法，通过提出问题、分析问题、解决问题的过程，引导学生自主学习和思考。 多媒体和实物展示相结合，使学生能够直观地理解和感受结构的特点和受力情况。 通过小组讨论和分享，增强学生的团队协作能力和口头表达能力。 学生参与度 学生参与度高，能够积极参与技术体验和试验活动，表现出对结构知识的浓厚兴趣。 学生在讨论和分享环节中积极发言，展示了他们的思考成果和学习能力。 改进建议 可以进一步增加实践环节，让学生在动手操作中更深入地理解和掌握知识。 在受力分析和结构类型辨析时，可以引入更多实际案例，使学生能够更好地理解结构的应用和设计原则。 引导学生关注结构的安全性和可靠性，培养他们的工程素养和安全意识。 综上所述，本次《常见结构的认识》教学在目标达成、内容设计、教学方法和手段以及学生参与度等方面都取得了良好的效果。通过本次教学，学生对结构有了更深入的认识和理解，为后续的学习打下了坚实的基础。

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