资源简介

(共73张PPT)
一、教学目标
1、知识与技能：
（1）通过壁挂式简易衣帽架原型制作，初步掌握结构设计的基本思路。在进行设计前，能对衣帽架从功能角度进行强度和稳定性分析，从既能满足功能需求，又做到轻便、美观等角度去思考设计方案和选择材料。
（2）通过对秋千模型结构设计的评价，进一步明确结构设计的方法和步骤。
（3）掌握壁挂式简易衣帽架原型制作方法，学会改进秋千结构设计的方法。
（4）学会简单结构的设计。
2、过程与方法：
（1）交流体验，多元评价，促进教学目标的达成。
（2）通过学做结构设计，使学生感受到，要想做事情做得完美，就必须有丰富的理论基础和过硬的基本功以及交流与团结协作精神。
3、情感态度与价值观:
①增强学生对结构设计内涵的理解，激发设计兴趣和欲望；
②培养学生探究的思想和意识，培养创新品质，提高审美意识；
③引导学生养成良好的设计习惯。
二、教学重点、难点
1、教学重点：制作前的结构设计方案分析。
2、教学难点：制作前的结构设计方案分析。
【活动】
请同学们欣赏下面创意设计
【问题思考】
设计的一般过程是怎样的？
①发现和明确问题；
②制定设计方案；
③制作模型或原型；
④测试、评估及优化；
⑤ 产品的使用和维护。
一、壁挂式简易衣帽架原型制作
请同学们看下面图片并思考衣帽架哪些构成？
1、衣帽架的构成
由4根或6根或8根杆件构成。有的杆件上，两端安装小横桩，供挂衣帽用；每根杆件的中间有孔，供杆件间连接固定用。本方案的优点是：
结构简单，只由几根杆件组成，且可以根据需要增减杆件的数量；
不占地面，使用方便；
古朴、美观。
问题思考
1、这种衣架属于什么结构类型？
框架结构
问题思考
2、当小横桩一挂有衣物时，各杆件要承受哪些力？
要承受拉力
问题思考
3、从强度的角度看，它的最薄弱处在哪里？
每个杆件中间和两头有孔，供杆个间连接固定用，但孔处杆件横截面积减小，应力变大，杆件的抗弯能力降低，连接处就容易损坏。
问题思考
4、这种结构稳定吗？为什么？
不稳定。因为它采用的是矩形框架结构，并采用铰接的连接方式，所以无法稳定。
问题思考
5、杆件的长度、横截面尺寸与结构的什么性能有关？
与结构的强度有关
问题思考
6、应采用什么形状的杆件？
应采用方形倒楞杆件
问题思考
7、这种衣帽架有些什么缺点？
载荷量小，稳定性差
2、确定设计方案
（1）根据使用的需求，确定杆件的数量。
（2）根据荷载的分析，选定制作杆件和小横桩的材料尺寸。
（3）画蓝图，标明比例尺。
（4）小组讨论，考虑问题7，做必要改进，确定方案。
【活动】学生绘制正规图纸
【活动】制作原型
【问题探讨】
明确结构设计应解决哪些问题？
1、明确结构的功能是什么。
2、从功能角度进行结构的强度和稳定性的分析。
3、确定设计方案。
4、选择什么材料（包括材料的种类、形状、尺寸）。
5、连接方式如何。
6、如何根据尺寸、绘制草图。
7、怎样组织学生发现问题，改进设计并绘制比较规范的设计图纸。
8、如何通过最后的制作检验设计的有效性。
二、秋千模型结构设计
我们先看下面的几幅图片
1、今天先进行简易秋千的设计，请看图片，并完下面表格
表1——6秋千参考设计方案的优缺点
性能 优点 缺点
复杂性
易实现性
安全性
其他
问题
①秋千的各构件分别承受了怎样的力它们是怎样抵抗变形的？
横梁受弯曲力、剪切力，立柱受压力、弯曲力、剪切力，拉杆受拉力。
问题
②这种秋千与单杠在功能要求、结构要求、结构方式等方面，有何同异？
秋千与单杠的基本构件都是横梁和立柱。单杠的荷载主要是运动员，运动员在做动作时会对横梁产生很大的力，因此对横梁、立柱、拉杆的强度和结构的稳定性有很高的要求。而秋千主要用于娱乐，对构件的强度要求不如单杠高。
③秋千架的高度会带来什么影响？秋千绳多长（离地面多高）为好？
秋千架的设计直接影响结构的稳定性。秋千绳离地太高，不容易攀登；太矮，人的腿脚容易与地面相碰，所以离地高度应要求不如单杠高。
④各拉杆与立杆之间的夹角应怎样确定？
角度太小拉杆受力太小，不易抵抗横梁对立柱产生的弯矩，夹角太大，占地面积太大。
⑤立柱的进入地下部分，用什么样的几何开关好？埋多深？
采用十字交叉的几何形状为好。埋得太深没有必要而且浪费材料，埋得太浅不易抵抗立柱产生的弯矩，所以立柱埋入的深度取决于秋千结构的尺寸及荷截大小。
⑥秋千的拉杆怎样与地面连接牢固？
应采用不可相对运动式的连接方式才能与地面连接牢固。
⑦应考虑哪些与安全有关的问题？
整个结构的稳定性、各构件的强度及连接方式等都与安全有关。
2、秋千结构设计
（1）在分析讨论的基础上，确定结构设计方案，包括：结构框架构成；各种构件的材料、尺寸（必要时分别给也视图和截面图）；各构件的连接与方式等。
【活动】学生绘制正规图纸
【活动】制作原型
【作业】
课后进行相框的制作设计
创意相框设计
创意相框设计
显创意、展风采
各小组先用5分钟完善自己的设计并讨论一份说明书，介绍本小组的设计，然后参加“显创意、展风采”班级简单结构设计大赛，用3分钟左右时间介绍自己的设计，由评分员评分，最后根据分数选出一、二、三等奖
温馨提示：桥梁模型设计，主要从桥梁的类型、作用、成本、稳定、强度； 相框设计主要从强度、安全、审美、个性、功能、创意、成本、功能等方面介绍
简易相片架的制作
设计要求：
1。能方便地取放照片。
2。具有一定的稳定性和强度。
3。具有一定的装饰性。
设计分析：
（一）相框的结构分析：
1、相框的几何形状选择。
2、相框构件之间的连接。
3、相框构件的截面形状。
（二）支架的结构分析：
1、支架的支撑形式的选择。
2、支架构件的截面形状以及连接。
（三）相框与支架之间的连接
方案A
方案C
充分发挥你的想象力设计一个相片架。

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