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(共20张PPT)
第一节 认识结构——感知不同的结构
粤科版《通用技术》必修2第一章《结构及其设计》
课程设计
教学环节 学习内容 问题链 教学 目标 AI/工具支持
1.情景引入 感知结构 1.为什么桥梁设计需要考虑结构问题？结构是什么？ 人文素养 技术意识 AI数字人
2.概念建构 理解结构及其分类、结构有一定的形态且能承受力 2.请仔细观察蜂巢，思考其结构有什么特点？ 技术意识 AI生成图片、视频
3.蜂巢的结构对我们的生活有什么启示？ 4.摇摇板的结构设计中，哪些因素需要特别考虑？ 5.桥梁的结构设计中，如何确保其承载能力和稳定性？
3.实践探究 探究结构的强度与材料及形状有关 6.用这两类材料搭建自承式桥时，发现了什么问题？我们可以采用什么方法优化结构？ 物化能力工程思维 借助AI交互式学习、搭桥材料
感受结构的稳定性 7.分别对两座桥加同样的荷载，讨论观察到的现象。 4.迁移应用 结构在实际生活中的应用 8.思考为什么荷叶能出淤泥而不染？它的结构有什么特点？ 荷叶这种结构还能应用到哪些领域？ 工程思维 AI生成视频、图片，B站视频
9.除了荷叶以外，我们生活中还有哪些仿生产品是利用自然界结构设计出来的？ 5.课堂小结 小结和巩固 10.请选择一种自然结构，分析其特点，并尝试设计一种基于该结构的创新产品。 创新设计 借助豆包评价
情境引入
为什么桥梁设计需要考虑结构问题？结构是什么？
历史悠久的惠州东新桥
AI数字人：苏轼
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概念建构
一、感知不同的结构
蜂巢
蜘蛛网
1.自然界中的结构
雪花
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概念建构
一、感知不同的结构
请仔细观察蜂巢，思考其结构有什么特点？
本页图片AI生成
概念建构
蜂巢由几千甚至数万间蜂房组成，每间蜂房都是大小相等的六棱柱体，底面由3个全等的棱形面封闭起来，形成一个倒角的锥形，每排蜂房平行排列并相互嵌接。
定义：结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
一、感知不同的结构
本页图片、视频AI生成
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概念建构
蜂巢的结构对我们的生活有什么启示？
请大家开展讨论，可利用Deepseek了解该结构的应用。
一、感知不同的结构
概念建构
一、感知不同的结构
科学家们研究发现，正六角形的建筑结构，密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大。这种结构有着优秀的几何力学性能，因此在材料学科有广泛应用。
海
陆
空
减重
防爆
降噪
概念建构
2.技术领域中的结构
摇摇板由一块或者几块弯曲的木板插接而成，结构简单，动感无穷。摇摇板的结构设计要求能够承载儿童的重力，能摇晃但不颠覆，也不发生明显的变形，以保证安全。
一、感知不同的结构
本页图片AI生成
概念建构
结构有一定的形态且能承受力。
一、感知不同的结构
2.技术领域中的结构
摇摇板的结构设计中，
哪些因素需要特别考虑？
本页图片AI生成
概念建构
长城是世界上伟大的古代建筑奇迹之一，是中华民族的骄傲与象征。长城由砖筑实体结构构成。西起甘肃嘉峪关，东至河北山海关，全长约6300km。长城以悠久的历史、浩大的工程、雄伟的气魄著称于世。
建筑物的结构必须坚固、稳定性好，还要能够抵御强风、地震等自然灾害的破坏。
2.技术领域中的结构
一、感知不同的结构
本页图片AI生成
概念建构
桥梁的结构设计中，如何确保其承载能力和稳定性？
2.技术领域中的结构
一、感知不同的结构
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概念建构
桥梁的结构则必须能承受其自身的重力，桥上人、车辆的荷载以及风力和水流的冲击力等。
武汉长江大桥
2.技术领域中的结构
一、感知不同的结构
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实践探究
这是一座不需要任何绳索、钉子或其他的紧固件就能支撑起来，而且能保持平衡和承载一定重量的桥。它最早出现在达·芬奇500多年前的手稿中。
这种桥完全依靠自身的交叉排列结构，让每一个部件环环相连，最后通过摩擦力和重力支撑起来。
古代木拱廊桥
实践探究
请同学们4人一组，分别用圆柱形一次性筷子和扁平形冰棍棒(或方形木条)各15根，根据右图搭建图，要求不能使用紧固件(如钉子、绳或黏合剂等)。实践时间为15分钟。
自承式桥的制作简图
筷子和冰棍棒
实践探究
参考图
1.用这两类材料搭建自承式桥时，发现了什么问题？我们可以采用什么方法优化结构？
2.分别对两座桥加同样的荷载（如书等），讨论观察到的现象。
同学们可以向Deepseek寻求自承式桥的设计思路和搭建技巧哦!
迁移应用
从实践中得知，结构强度与材料、形状有关。
我们可以观察自然界中的物体自身的结构，开展分析和研究，将其应用于技术领域，更好的为人类服务。
请观察视频，思考为什么荷叶能出淤泥而不染？它的结构有什么特点？荷叶这种结构还能应用到哪些领域？
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迁移应用
视频：荷叶效应是什么？
将叶片放大500倍，找到了它“不沾水”的原因。
除了荷叶以外，我们生活中还有哪些仿生产品是利用自然界结构设计出来的？
迁移应用
本页图片AI生成
总结回顾
本节课经历：感知结构的定义、不同类型的结构及其特点、体验自承式桥搭建过程、探讨结构强度和稳定性问题、探讨结构在实际应用等内容。
作业：
请选择一种自然结构，分析其特点，并尝试设计一种基于该结构的创新产品，并借助AI豆包评价。
要求：绘制设计草图，写出设计说明，思考其应用领域和优势

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