1、通用技術技術與設計2全冊教案雷 曉 俊目 錄第一單元 結構與設計第一節 常見結構的認識第二節 穩固結構的探析第三節 簡單結構的設計第四節 經典結構的欣賞第二單元 流程與設計第一節 生活和生產中的流程第二節 流程的設計第三節 流程的優化第三單元 系統與結構第一節 系統的結構第二節 系統的分析第三節 系統的設計第四單元 控制與設計第一節 控制的手段及應用第二節 控制系統的工作過程與方式第三節 閉環控制系統的干擾與反饋第四節 控制系統的設計與實施 第一單元 結構與設計第一節 常見結構的認識【教材版本】 本課程采用蘇州教育出版社技術與設計2。【設計理念】 引導學生通過生活觀察和技術試驗，對簡單結構進行

2、強度與穩定性分析，解釋它的強度高或低、穩定或者不穩定的原因。引導學生進行實驗，也可以讓學生自己根據生活經驗、興趣愛好和已有條件，自行設計和制作實驗，并得出結論。 指導學生對技術實驗與觀察的過程進行記錄，并按照比較規范的格式寫出實驗報告，從而培養良好的實驗作風與習慣。【教學內容分析】 本課是技術與設計2第一單元“結構與設計”的第一節“常見結構的認識”的第一課時。世界上任何事物都存在結構,結構多種多樣且決定著事物存在的性質。本課時要通過展示自然界中形形色色的結構圖以及對這些結構分析和研究,使學生明白“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”。要讓學生知道為什么要學習“結構與設計”，自然界中

3、形形色色的結構給了人們無限的創造靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域, 是為了更好地服務于人類。本課時還要講解構件的基本受力形式：拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力，講解應力概念。當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力,稱為內力。應力從認識常見的結構開始,通過學生熟悉的事例,展開技術視野中的力與結構討論, 通過有趣的小試驗, 強化對不同類型結構的特點的理解。課時安排：2課時。【學情分析】 學生對結構雖有一定的了解，對結構的功能和分類也有一定的基礎。但較為零散，模糊。另外，學生在物理課中已學習了有關力學的知識，對物體的受力分析有比較好的基礎。但是由于受

4、力分析是物理課教學中的難點，多數學生在受力分析中還是有困難的，所以在教學中還要利用模型演示形變的情況，分析說明拉力、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力等。【教學目標】 1.知識與技能：（一）了解結構的含義。（二）能從力學的角度理解結構的概念和一般分類。（三）能結合12種簡單的結構案例，分析結構是如何承受力的。2.過程與方法： 閱讀理解、案例分析、交流討論、多媒體展示、師生互動。3.情感態度和價值觀：能認識到力對結構會產生重要影響，合理的受力是結構存在的重要條件。【教學重難點】 1.教學重點： 掌握結構與力。2.教學難點： 理解應力與內力的概念，學會從技術的角度分析事物的

5、受力。【教學資源】人體骨胳標本或其它生物標本、有關事物結構的電子圖片、蒼耳子、尼龍搭扣、自行車、橡皮泥、座椅、簡易橋梁演示器、多媒體設備。【教學過程】 導入新課（一）技術與設計2的簡單介紹： 同學們，我們生活在科學技術高度發達的時代。我國載人航天成功, 實現千年邀游太空夢; 長江三峽順利截流發電, 高峽出平湖; 水稻育種結碩果, 世界領先我們今天努力學習技術, 是為了明天把我們的國家建設得更加美好。 前面一冊書我們學習了設計的基本知識，熟悉了設計的一般過程。我們將要學習的通用技術必修2, 應用廣泛, 具有寬廣的遷移價值。“技術與設計2”中的“結構與設計”“流程與設計”“系統

6、與設計”“控制與設計”等四個主題都是具體的、通用的技術, 它們具有典型意義, 并與技術的發展密切相關聯。學習這些技術與設計的基本思想和基本方法, 將使我們終身受益。同時也將使我們適應新世紀的科技發展、知識經濟發展以及社會可持續發展的需要,成為有用的人才。 這一節課就開始第一單元的學習結構與設計。第一單元 結構與設計 第一節 常見結構的認識認識結構，分析影響結構的穩定性和強度的主要因素，將使我們理性的觀察和對待世間奇妙的結構現象，將使我們學會進行簡單的結構設計。 說到結構，我們知道任何一件事物都有自己的結構，大的我們可以看見的椅子，課桌，他們有自己的結構。小的到我們化學中學習的分子也有自己的結構

7、。可見一件事物只要它存在，那它就一定會有自己結構。所以我們說結構無處不在。 展示： 1、無處不在的結構： 人們每天都在與各種各樣的結構打交道。游樂場里的游樂項目讓人目不暇接，過山車、旋轉飛輪、旋轉木馬、旋轉飛輪等令孩子們流連忘返。觀察這些游樂設施，你會驚嘆他們結構設計的巧妙和堅固。（二）案例引入1)自然界中的結構。 在自然界，相同的物質，不同的結構，表現出不同特性的現象處處可見。a、同樣是水，有液態、氣態、固態；b、同樣是碳，但有最硬的固體金剛石和最軟的固體石墨存在；c、化學有機物結構不同性質不同（色素）；d、同樣的六個字“這個人表現好”“這個人好表現”，但因排列不同，就形成了一褒一

8、貶； e、用同樣的材料，做出的結構不同的小板凳就會有不同的特性，有的穩，有的不穩；f、各種材料組成結構可以使“死的”材料變成“活的”機器。如：發動機、電子計算機、機器人、飛機、火箭 世界上任何事物都存在結構,結構多種多樣且決定著事物存在的性質。（1）引導學生觀察結構圖。 引導學生分析蜂窩的結構。這種結構的優點在哪里？ 蜂巢：使用最少的材料制作盡可能寬敞的空間，不會出現縫隙，空間使用效率最好。 蜘蛛網：任意兩個節點都能找到一條可通過的路徑（2）讓學生歸納結構概念： 結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列。 關鍵詞：有序 搭配 結構的各組成部分，通常稱為構件。例：人體結構，分子結

9、構，階級結構，文章的結構，汽車結構，桌子結構，地球結構等。 你是怎樣理解“結構是指事物的各個組成部分之間的有序搭配和排列”，“結構多種多樣且決定著事物存在的性質”的？啟發：你能否舉例說明事物的各個組成部分之間的搭配和排列改變了，事物的性質也發生了改變。 學生舉例說出身邊常見事物的結構：課桌、圓珠筆、課本、水杯、粉筆盒、書包等 人的染色體有x染色體、y染色體之分，x染色體、y染色體不同的搭配和排列，決定這個人是男人還是女人。形形色色的結構能給人以美的享受，給人創造的靈感和啟示。人們將其成果應用到技術領域, 更好地服務于人類。 螞蟻力量非凡的嘴巴給了科學家們發明推進體系的微型機器人的靈感，美國伊利

10、諾大學香檳分校的生態學家兼昆蟲學家安德魯·蘇雷茲他告訴生命科學雜志：“如用于營救工作的機器人。” (3）讓學生閱讀案例：蒼耳子與尼龍搭扣; 鳥與飛機; 鷹眼與導彈跟蹤系統（重點討論）。提問：為什么鷹可以在幾千米的高空準確無誤地辨別地面上的動物？ 鷹可以在幾千米的高空準確無誤地辨別地面上的動物,這是因為它的眼部結構比較特殊。人類每只眼睛的視網膜上都有一個凹槽,叫做中央凹。而老鷹眼中的中央凹卻有兩個, 這兩個中央凹的作用不同, 其中一個專門用于接收來自鷹頭側面物體的像, 另一個用于接收來自鷹頭前方物體的像。這樣,老鷹的視覺范圍就寬多了,能兼顧前方和側面。根據鷹眼的結構,人們正在

11、研制“ 鷹眼”導彈系統。這種導彈系統能自動尋找、識別目標并跟蹤攻擊。提問：除了根據鷹眼的結構,人們正在研制“ 鷹眼”導彈系統以外，你還受到哪些啟發？提問：如果在人類的視網膜上象鷹一樣有兩個凹槽，世界將會如何變化？提問：將來運用技術手段在人的視網膜造出兩個凹槽,有這種可能嗎？ 學生：“有這種可能，現在我們能夠破譯人的遺傳密碼”。 “可以通過把老鷹的基因移植到人體上來,使人類視網膜具有兩個凹槽”。 提問：人與動物相比，在結構上有什么不同？分析其劣勢與優勢。 看來我們人類好多地方不如動物,不能象鳥一樣在空中自由飛翔,不能象魚一樣在水中歡快游蕩,奔跑速度不如狗，打斗力氣不如虎。人類憑什么能成

12、為動物界的統治者呢? 啟發學生回答：憑大腦,憑學習,人類把幾千年知識在幾年十幾年中繼承過來并在原來的基礎上進行創新，現在進入知識經濟時代，人類知識總量幾年就要翻一番。教育學生：人與人之間有競爭,而且可能很激烈，能否立于不敗之地,在于不斷學習。馬上行動生產生活中還有那些產品的結構是受到自然界事物結構的啟發而產生？ 船槳（魚鰭） 人工冷光（螢火蟲） 風箏（鷹） 鋸（螳螂臂或鋸齒草） 車輪（隨風旋轉地飛蓬草） 潛水艇（海豚） 聲納（蝙蝠） 潛水用的腳蹼（鴨子） 潛水艇的流線型設計（魚類） 結構不合理就會產生什么后果？ 2)技術領域中的結構： 汽車、手機 魁北克大橋的坍塌。 學生思考：大橋坍

13、塌的原因是什么？擅自改變橋的結構。1907年，加拿大魁北克附近的圣勞倫斯河上落成了全球最長的拱橋。該橋采用了比較新穎的懸臂構造，這樣的結構非常流行。盡管只比蘇格蘭愛丁堡福斯河上非常成功的懸臂大橋稍長一點，但魁北克大橋存在設計問題，還未完工就坍塌了。 目前，鋼索斜拉橋的技術應用已經達到了極限，遠遠超乎了設計者們最初的想象。斜拉構造的普遍成功讓這種橋型幾乎無處不在。于是，橋面長度的日益增長已經步入了曾導致事故的做法后塵。鋼索斜拉橋重大事故是否會很快出現，還是會出現在歷史提示的2030年，這并不取決于計算機分析，而是取決于橋梁工程師是否了解過去的歷史，并下定決心避免事故的重演。 事物的結構影響著事物

14、的性能和功能，合理的結構是事物存在和發展的基礎，卓越的結構是設計者和制造者長期的追求。 3) 社會領域中的結構：師：在社會領域,也普遍存在著結構現象。如：一篇文章的內容結構影響文章的表達與質量, 一家企業、社區、公司的人員、國家的結構結構關乎企業的運行與效率。 通過長安一中教務主任下年級和年級組設立黨支部提高教學管理講解社會領域中的結構。 馬上行動： 請分別列舉自然界、技術領域、社會領域給你印象較深的有關結構的事例？ 自然界：天體結構、地球的結構、植物的結構、動物的結構 技術領域：汽車的結構、微機的結構、電腦主板的結構、數字控床的結構 社會領域：教育管理系統的結構、通用技術

15、的學科結構、課堂教學結構、文化、經濟格局等。 2.結構與力 從力學角度來說，結構是指可承受一定力的架構形態，它可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。 一個較復雜的結構由許多不同的部分組成，這些組成部分通常稱為構件。分析討論自行車的組成構件：自行車車架、車把、傳動、座鞍、車輪等。 車輪 - 輻條、輪胎、車圈、氣門等。當一個結構受到外力作用時,內部各質點之間的相互作用會發生改變, 產生一種抵抗的力 , 稱為內力。應力是構件的單位橫截面上所產生的內力，當應力達到某一極限值時, 結構就會遭到破壞。用公式表示應力為 =f/s, 其中 ,f 是內力 ,s 是受力面積 , 是應力。生活中常見的結構都能

16、抵抗來自外界的各種作用力和自身重力。例如自行車承受人和所載物體的壓力及自行車自身的重力；橋墩承受自身重力及負荷的壓力、大風的作用力等其它外力。討論分析生產、生活中常見結構，要抵抗來自外界力的作用情況： 建筑物的窗戶：自身重力、墻體的壓力、風力、外來撞擊力 課桌：自身的重力、手臂的壓力、桌山個物體的壓力、推拉力、地面對其的支撐力 硬紙包裝箱：箱內物體的重力、箱內物體向外的擠壓力、自身的重力、外界壓力、所裝載貨物的壓力 構件的受力形式多種多樣，基本受力形式：拉力（壓力）、壓力、剪切力、扭轉力和彎曲力。 受力形式 概念受力形式拉 力 物體所承受的拉拽力 結構承受拉伸時，作用在結構（經常稱為

17、拉桿）上的力是一對方向相反，作用線與拉桿軸線重合的集中力，方向背離桿的底面。其受力實例是吊車的吊繩。 壓 力 擠壓物體的力 結構承受壓縮時，作用在結構（習慣上稱為壓桿）上的力是一對方向相反，作用線與壓桿軸線重合的集中力，方向指向桿的底面。如液壓機的頂桿工作時就是受壓。剪切力 兩個距離很近 ,大小相等,方向相反,且作用于同一物體上的平行力 結構在受剪切時，結構所承受的力是分別作用在構件相對的兩個面上，方向相反，作用線錯開微小距離的兩個平行力。連接剪刀兩個部分的銷釘在剪刀工作時就是承受的剪切力，其受力模型如圖。扭轉力 反方向向物體兩端均勻施力 ,使物體發生扭轉形變的力 承受扭轉的構件一般

18、都稱為軸。它承受的外力是一對作用在軸兩端面內，轉向相反的力偶矩。彎曲力 作用于物體 ,使它產生彎曲的力 承受彎曲載荷的構件，一般稱為梁。梁在承受彎曲時，受力情況比較復雜，其中一種載荷叫做彎矩。它是作用在過梁的軸線且與橫截面垂直的平面內的力偶矩。其作用力是使梁產生彎曲變形。案例分析p006：人坐在椅子上, 椅面受到的力；行人和車輛通行的橋面受到的力。 馬上行動p007：探究：觀察右圖,說明石磨的推桿為什么要用一根繩子吊起來。（時間允許可以課堂上完成） 一是保持人在推磨時推桿始終在平行于地面的平面上運動，改變了人推磨時的用力方向，只需前推與后拉，使推磨更輕松；二是防止推桿彎曲變形，可以承

19、載一些推桿的重力。進一步挖掘：石磨在推動過程中，繩子在空間的軌跡是一個什么圖形？ 小實驗： 指導學生做“紙板承受壓力試驗”p008： 比較不同形狀的紙板承受壓力的大小。 試驗準備、試驗過程（略） 回答問題： 1） 哪種情況下紙板的抗壓能力最強? 2） 舉例說明這一結論在實際應用中有什么意義。 3） 如果把紙板折成瓦楞狀,試驗結果會發生什么變化 ? 事物結構合理性的基礎是能夠抵抗來自外界的各種作用力和自身重力的影響。討論:技術學科對力的分析與物理學科受力分析的區別？物理學科：分析物體受到的外力的作用，力作用下物體的外部形狀和運動狀態的改變及其所遵循的規律。 技術學科：分析物體

20、受到外力作用后，對物體內部結構的影響或要求及其規律。 結構受載荷實例： 任何結構承受的外載荷，都是拉、壓、剪、扭、彎中的一種或幾種的組合。工程結構的主要功能就是承受和傳遞各種形式的外載荷，保證結構的可靠工作。1）秋千的吊索，主要承受拉力；2）橋梁的橋墩，主要承受壓力；3）連接齒輪和軸的鍵，主要承受剪力；4）汽車方向盤的軸，主要承受扭力； 5）單杠的杠體（上面的橫杠），主要受彎力；6）吊扇旋轉，吊桿主要受扭力和拉力； 為了保證結構的正常工作，這些構件必須有對于主要載荷的足夠的承載能力。這是結構設計中必須考慮的重要問題。 典型結構分析1）單杠結構分析 各部分名稱：杠體，立柱和拉

21、桿。（為什么做成這樣的結構？） 杠體的受力與變形：杠體總是朝著人體所在的瞬間位置的方向上發生彎曲。彎曲力 立柱、拉桿的受力與變形： 立柱：靜止時受壓力；當人在運動時，對立柱產生彎矩m，使立柱彎曲變形。怎樣做才能保持單杠穩定？ 拉桿：人在運動時，拉桿起到輔助立柱抗變形作用。2）棚室屋架結構分析 棚室荷載與立柱受力：永久性荷載（不隨時間變化而變化的荷載）和可變性荷載（隨情況變化而變化的荷載）。 梁的受力：梁的上部，受壓力，材料被擠壓；下部，受張力，材料被拉伸。防止彎曲變形大的方法：增加支撐點。 拱結構的應用 拱結構：中間高四周低，呈弧形的曲面。 應用：在跨度較大的情況下，建筑物多采用拱結構。這樣的

22、結構既有利于承載，又美觀。3.結構的類型： 1）實體結構：是指結構體本身是實心的結構。受力特點：外力分布在整個體積中。 實體結構可以連續傳遞載荷，適于承受壓力。 案例分析：長城、三峽大壩、廚房中的菜板子、實心墻、水庫的大壩、古代的城墻、柱子、實心球等。 2）框架結構：是指結構體由細長的構件組成的結構。受力特點：支撐空間而不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。 框架結構是由桿件或板件連接而成的，構件可以是空心，也可以是實心；可以是平面框架，也可以是空間框架。由于這種結構用料少，可以承受多種載荷，因此用得很廣泛。 案例分析 ：窗戶、畫框、房子、竹排、教室的門窗常用木框架，蔬菜大棚的

23、棚體、建筑用腳手架、自行車、艾菲爾鐵塔、桌子、板凳、書櫥、輸電鐵塔。3）殼體結構：通常是指層狀的結構。受力特點：外力作用在結構體的表面上，由弧面整體分擔承受，抵抗變形。 殼體結構是用薄壁殼狀構件來替代空間框架而形成的一種空間結構。由于它可以將作用在其上的集中橫向載荷分散為沿殼體的壓力。因此在場館建設中用得很多。 案例分析：頭盔，汽車飛機外殼、飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、核桃、瓜子、西瓜、鍋碗瓢盆等4）組合結構：在生產和生活實際中，很多物體的結構是由兩種或兩種以上的基本結構類型組合而成的。 受力特點：復雜（這是大學結構力學將要學習的）。 在日常生活中我們常見的結構大部分都是組合結構。結構

24、的類型種種：纜索結構、桁（heng）架結構、空間桁架結構、球形空間桁架結構等。 案例分析：大壩都是拱形和實心結構的組合體；圓頂大廈的頂部都是框架結構和殼體結構的組合（又叫球形空間桁架結構）。 學生討論： 進入工地時總是被要求戴上安全帽，為什么？ 案例分析埃菲爾鐵塔 課后作業： p011 練習1、2題第二節 穩固結構的探析一、教科書分析結構的穩定性是結構的重要性質，它為結構的設計的學習奠定了基礎。教科書通過案例分析、探究、思考等環節引導學生理解結構的穩定性，分析影響結構穩定性的主要因素。在學生認識了結構與力、結構的穩定性的基礎上，掌握影響結構強度的主要因素和了解結構的功能。教科書通過三個不同角度

25、的案例，分別說明了影響結構強度的三個主要因素，以及如何利用結構本身的特點實現功能的擴展、思考擴展功能的核心問題，從而為結構的設計奠定了良好的基礎。二、學生分析高三的學生，通過兩個多學期的學習，對技術這門課程有了較深的了解，同時“穩固結構的探析”在高考中的要求是二層次的，所以學生對這塊知識理論上已經掌握的比較好，本節課主要是通過學生的自主探究來加深學生的理解。三、教學目標1、知識與技能：(1) 理解結構的穩定性和強度的含義。(2) 能通過技術試驗分析影響結構的穩定性和強度的主要因素，并得出這些因素對結構的穩定性和強度的影響，同時寫出試驗報告。 (3) 當結構遭到破壞時會區分是結構的穩定性問題還是

26、結構強度問題。2、過程與方法：(1) 通過討論、分析等方法使學生懂得應用相關的理論知識完成對學習重難點的理解。(2) 通過小組合作探究，動手實踐， 加深對教學重難點的掌握。3.情感態度與價值觀:(1) 培養學生探究的思想和意識，培養創新品質，提高審美意識。(2) 增強面對技術世界的熱愛，增進良好的合作交流能力。四、教學重難點影響結構穩定性的主要因素：重心位置、支撐面的大小、和結構的形狀。影響結構強度的主要因素：結構的形狀、使用的材料、構件之間的連接方式。五、教學策略與手段采用直觀教學法，以圖片與實物展示、試驗演示、實踐操作、小組協作的方式組織教學，采取由淺入深、循序漸進的教學策略，體現探究式教

27、學。六、課前準備1、準備一些實物，圖片，演示工具。2、設計多媒體課件七、教學課時：1課時八、教學過程1、激趣引入，引發探究。演示試驗 礦泉水瓶不同狀態的穩定性。(1) 空礦泉水瓶立放、倒放、裝水立放，提示學生對穩定性的關注。(2) 對礦泉水瓶吹風，哪個瓶子最容易倒下？哪個瓶子站得最穩？引發學生對穩定性的思考。(3) 提問：為什么會出現這種情況呢？引出本節課的內容：結構的穩定性以及影響穩定性的三個因素。2、結構的穩定性學生體驗瓶子不同狀態的穩定性。空礦泉水瓶立放、倒放、裝不同量的水立放、裝不量的水倒放教師穩定性含義：結構在負載的作用下維持其原有平衡狀態的能力。學生探究影響結構穩定性的因素：(1)

28、 重心：重心越低穩定性越好(2) 支撐面：支撐面越大穩定性越好 分析支撐面與接觸面的區別(3) 結構的形狀：結構的形狀不同，其穩定性也不同 三角形的穩定性投影展示路邊的電線桿課堂討論分析電線桿的穩定性教師總結影響穩定性的因素有很多，對于一個在地面上可移動的物體來說，主要是重心位置的高低、結構與地面接觸所形成的支撐面的大小、結構的形狀。演示試驗讓裝有水的可樂罐立起來投影展示比薩斜塔教師結構穩定的條件：重心所在點的垂線落在結構底面的范圍內，就是穩定的。不穩定結構的利用：利用不穩定結構實現某些功能，如不倒翁、跨欄、木馬、用啤酒瓶測地震3、結構的強度投影展示一根翻倒的木棒、一根中間折斷的電線桿木棒翻倒

29、是由于穩定性不好，那電線桿折斷呢？引出強度，強度是指結構具有的抵抗被外力破壞的能力。學生試驗不同種類衣架的強度、不同結構造型紙張的強度學生探究影響結構強度的因素：(1)使用的材料 (2)構件之間的連接方式：剛連接、鉸連接(3)結構的形狀 三角強度最大4、練習鞏固并小結(1)從結構的穩定性角度分析一組圖片(2)從結構的強度角度分析一組圖片5、作業設計請觀察身邊的事物，如課桌椅、凳子、茶幾、相框、餐桌等，觀察它們使用的材料、連接方式，發現它們在穩定性和強度方面的不足，并予以優化。九、板書設計 穩固結構的探析結構與強度一、結構強度的含義二、影響結構強度的主要因素1、使用的材料 2、構件之間的連接方式

30、3、結構的形狀 結構與穩定性一、結構穩定性的含義二、影響結構穩定性的主要因素 1、重心位置 2、支撐面大小3、結構形狀十、課后反思第三節 簡單結構的設計章節：第一單元結構與設計    第三節 簡單結構的設計課    時：第一課時一、教學目標1. 知識與技能目標(1) 理解并鞏固結構的涵義、結構與力之間的關系。(2) 能熟練分析一個簡單結構應考慮的主要因素。(3) 能夠對紙結構進行合理的結構分析，并設計一個簡單紙結構。(4) 能制作一個簡單紙結構模型。2. 過程與方法目標(1) 設計過程中，能充分認識不同紙結構承重性能的差異。(2) 在

31、制作過程中，能夠對影響紙結構的各個因素進行合理的分析與恰當的修正。(3) 能制作承重性較好的紙結構，體驗發現問題、解決問題的過程。3. 情感態度和價值觀目標(1) 形成和保持學生了解結構，研究結構的興趣與熱情。(2) 體驗解決問題過程的艱辛和獲得成功的喜悅。(3) 認識技術的創造性特征，培養勇于創造的個性。二、教學重點完成簡單紙結構的設計，選擇合適的紙結構形狀和連接方式搭建紙結構模型。三、教學難點選擇合適的紙結構和連接方式搭建紙橋結構模型。四、教學方法教授、任務驅動、小組合作。五、設計思想1. 教材分析本節課是第一單元結構與設計第三節簡單結構的設計。這節內容有兩個方面要求：一是能夠對所做的結構

32、進行簡單分析，熟悉設計一個簡單結構所應考慮的主要因素；二是進行一個簡單結構的設計，繪制設計圖并制作模型或原型。分析教材本單元的前后章節常見結構的認識、穩固結構的探析，這些章節中涉及到結構與力、結構的類型、結構的穩定性、結構的強度等知識點與本節課有很強的延續性，因此本節課重點應放在如何在設計簡單結構的過程中，結合這些知識點，讓學生發揮自己的創造力，設計出既符合要求又各具特點的簡單結構。2. 設計理念簡單結構的設計，關鍵在于這個簡單結構“載體”的選擇。按照教材上的要求選擇簡易相框的制作，在實際教學中很難吸引學生的興趣。所以必須另選一個新的“載體”來制作簡單結構，才能充分調動學生積極性和主動性，培養

33、他們對結構設計的興趣。因為是結構設計，所以我很自然就會考慮到結構的承重，考慮到成本和制作的難易程度，我決定選擇紙材料，設計能承受一定重量的紙結構，放棄木塊等其他材料的結構制作。紙張本身很柔弱，但是用紙張做出來的紙結構卻能承載一定的重量，這充分說明了結構設計之功效，而且也能體現結構與力的關系。同時我要學生明白，高中同學制作紙結構要進行一定的研究，怎么樣才能讓我們設計的紙結構用紙量少、承載重量高；怎么樣才能設計出承載比高的紙結構。為此，我們確定了紙結構制作的設計要求：制作梁式結構的紙板，整個紙結構必須全部使用普通a4（或16k）紙，最終設計出的紙結構用紙量應在3張以內。紙結構的連接只允許使用普通的

34、膠水或雙面膠（膠水只能起到輔助連接，不可用來承重，所以不可使用乳膠等）。紙結構在主要受力面內應滿足幾何不變性，跨度要求15cm以上，寬度7cm以上，放置在2塊等高的木塊上，最低承重要求為一灌滿沙的沙盒（豎直放置于紙板中央保持穩定狀態，每個沙盒重約600g），在此基礎上承載比越高越好（可做破壞性試驗，看壓多少塊沙盒把紙板壓垮）。同時考慮到這堂課為紙結構設計第一節課，在讓學生大致了解紙結構制作過程的同時，讓學生摸索掌握制作紙結構的技巧，為后面學生制作紙橋等其他紙結構作好相應準備。3. 教學策略設計紙結構設計的要求并非這節課才提出，而是在結構設計的第一節課就已經提出，這樣就可以讓學生在學習前面知識的

35、同時進行思考，本節課則是對紙橋制作進行具體指導。(1)首先對紙張的性質進行相應分析，讓學生掌握紙張的特點抗拉性能強、抗壓性能弱。(2)由紙張的特點引出紙結構要承重就必須揚長避短，設計合適的結構提高抗壓性能，才能承受一定的重量。不同結構的承重能力不同，追求的目標是紙結構的承載比應該盡可能大。(3)紙結構形狀的選擇很重要，不同結構的紙結構抗壓性能不同，引導學生自己探討選擇合適的形狀。(4)紙結構的組合連接方式有多種，好的組合連接能夠有效提高紙板整體結構的強度。引導學生自己設計合適的組合連接方式。(5)學生自主設計承重紙板，分成小組討論后形成小組方案。(6)小組制作紙板。(7)教師及時介入，通過對比

36、介紹部分小組的作品，引導學生反思對自己的設計進行相應調整。(8)在學生完成作品之后進行作品的簡單測評，即選擇部分小組作品對其進行承重測試，對于測試的結果引導學生思考如何調整修改原有設計。(9)教師指導學生思考，紙結構還能有什么應用，怎么設計？（為后續紙橋制作作準備）4. 學情分析高中階段的學生有一定的物理力學知識和動手實踐的基礎，制作紙結構完成情況應該普遍較好。但是由于是第一次接觸紙結構設計，很多很好的結構設計往往在制作過程中會因為設計與制作的脫節而“流產”。但是不斷地修正設計動手制作的過程本身就是一個良好的創新實踐過程，在這個過程中每個用心的學生都能體會到自己設計的樂趣。限于學生對紙結構認識

37、的不同、掌握結構設計水平能力的不同，學生們最終制作出的紙橋完成設計要求的結果差異性也很大。動手能力強、思維靈活的同學更容易設計出承載比較高的作品，這樣可以讓他們把自己成功的經驗向其他同學們分享。動手能力較弱、思維比較遲緩的同學可能更多地體驗解決問題過程的艱辛，這個過程同樣是一份可貴的經驗，而且他們對結構設計的理解尤為深刻。六、教學準備1. 教學資源的準備多媒體教學設備、通用技術專用教室、教學課件ppt、各類工具、普通a4紙張、膠水等。2. 教學課件的準備教學課件比較簡潔，多以直觀的圖片來說明，抓住關鍵知識點，突出中心。七、教學過程1. 提出問題（圖片介紹兩個事例：（1） 一把紙結構制作的椅子上

38、能坐人。（2） 一位日本設計師在法國用7.5噸紙造了一座紙橋，能同時站立20人。引入新課。)老師提問：平常你所了解紙張的特性是什么？（柔弱）為什么柔弱的紙張搭成的紙椅、紙橋能承受這么重的重量？（由學生回答中引出）因為紙椅、紙橋的結構，設計師設計的獨特的結構能承受這樣的重量。我們如何來設計能承受一定重量的紙結構？老師：我們來具體研究一下紙張的特性。（板書+課件）對于架在兩個橋墩上的紙板，當中間放一個重物比如砝碼，它受到砝碼向下的壓力以外，還受到兩橋墩向上的支持力。綜合作用下橋面會發生彎曲形變，并產生相應的應力。在彎曲的過程中，紙橋的上表面處于彎曲的內層，受到向內的擠壓力；紙橋的下表面處于彎曲的外

39、層，受到向外的拉力(如圖)；紙橋的兩個側面由于上下受力方向不同，必然會彎曲。（引出結論）紙本身具有較強的抗拉能力，但抵抗壓力能力很弱。也就是說，在紙板承受砝碼重力的時候，首先被破壞而出現折痕的是受到擠壓力的上表面，這是我們最不愿意看到的。因此，要想紙橋能夠承受一定的重量，設計合理的承重結構，就必須揚長避短，提高紙張的抗壓能力，發揮紙張的抗拉能力，如何做到這一點呢?2. 理論探究老師：在日常生活中，紙張的拉力表現得非常驚人。用紙張的一端掛上重物（可用兩塊磁鐵吸引夾住紙張），拉住紙張的另一端可以輕松將重物提起。而同時，紙張的抗壓能力相對來說表現的極為特殊。將一張紙立在桌子上是很困難的，但是把它折一

40、下，或者卷成圓形，不但能立起來，而且還能在上面壓一小塊重物，也就是說，通過折邊或卷成圓弧形可以提高紙張的抗壓能力。由此，可得出結論：選擇一個合理的截面形狀對于整個紙結構有著舉足輕重的作用。合理的截面形狀是構成整個紙結構構件的關鍵。（課件展示圖片一些典型紙結構的形狀）（老師引導學生思考：）什么樣形狀的紙結構抗壓能力強？承載比更大？（板書對幾種基本形狀的紙結構進行受力分析）老師：了解了紙橋構件的基本情況，我們再來了解一下構件的連接。合理的構件連接方式能有效提高整個紙橋結構的強度。（課件展示圖片一些典型紙結構的組合連接）（老師引導學生思考：）什么樣的構件組合連接方式更牢固？更能提高整體結構的強度？3

41、. 拓展思維老師：談了這么多紙結構的形狀和組合連接，有一個問題擺在我們面前：紙橋構件的形狀和組合連接，如何合理搭配，才能盡可能滿足我們紙橋設計的要求，提高紙橋結構的承載比？（請學生按照設計要求設計紙板結構模型，在學案上畫出草圖）4. 實踐活動老師：我們探討了紙張的特性，簡單分析了紙結構的形狀和組合連接，也自己設計了紙板結構模型。下面讓我們自己來制作一下簡單的普通紙板結構模型。（同桌兩同學為一小組，以小組為單位開始制作）（圖示幾種簡單紙結構的制作過程）（學生動手制作，老師在旁邊進行觀察指導）5. 學生反思（選擇幾個小組的作品進行簡單評述）老師：大家都選擇了不同設計方案來制作簡單紙板結構模型，我們

42、來看看這個小組的同學設計制作的簡單紙橋模型，他們采用的主要是什么結構形狀？如何組合連接的？（學生思考回答）能不能再加以改進？如何改進?(讓學生根據情況對自己作品進行深入思考，加以改進。各組同學之間可以適當交流經驗，取長補短)6. 測試評價（挑選幾組學生的作品進行承重破壞性測試在紙板的中央，依次放上沙盒，直到紙板結構發生形變破壞，記下相應砝碼重量。）7. 教師指導老師與學生綜合評價：*小組的簡單紙橋結構承重性能最強。（為什么最強？）引導學生思考：這個小組選擇的是怎樣的構件形狀？構件的連接如何？怎么搭配的？老師：今天這堂課，我們自己動手制作了簡單紙橋結構模型，雖然只是一個簡單的結構設計。但是我們體

43、驗到了結構設計的嚴謹與美感。最后因為時間的原因，我們僅僅選取了幾組同學的作品來進行測試，盡管我們做的只是最普通的紙橋結構模型，但是我們依然可以看到同學們對結構設計的熱情與興趣。很多同學的設計很有想法，但是還不是盡善盡美，還有可以改進的地方，希望同學們課后能相互探討，獨立思考、協作完成更好的結構作品。 八、教學反思這節課選擇了學生比較感興趣的“載體”，所以學生參與程度和熱情相當高，教學重點和難點掌握得也比較扎實。然而，實際制作中，還有很多不足，總結一下有這樣幾點：1. 學生掌握的結構設計思想與方法與動手實踐能力總有差異。盡管設計的方案很好，實際制作的時候很難把設計的意圖完全貫徹到紙橋制

44、作過程中去。2. 學生動手過程中，但是制作的工藝水準普遍不是很高，直接影響了整個紙結構的強度。3. 給予學生思考的時間還是短了很多，學生在課堂上面能體現出的好的結構設計并不多，需要課后深入思考后才能有更好的作品制作出來。4. 囿于老師自身的技術水平，不可能對每個學生提出的問題做出最準確的指導。很多學生提出的問題只能依靠自身摸索，最后得到的結果也未必是最好的解決方案。第四節 經典結構的欣賞一、教學目標：1、知識與技能：知道欣賞經典結構要從技術與文化兩個角度分析。2、過程與方法：從技術和文化兩個角度分析經典結構的特點。3、情感態度與價值觀：通過對我國古代勞動人民的設計的欣賞，增強愛國熱情和為祖國建

45、設作貢獻的熱情。從經典結構中感受傳統文化的魅力，促進學生養成良好的審美觀。二、教學內容分析：經典結構的欣賞是蘇教版通用技術必修模塊“技術與設計2”第一單元第四節的內容。教材首先就指出了應當如何欣賞一個結構。不僅要欣賞其功能，也要欣賞其形式，欣賞其功能與形式的統一。欣賞結構設計要從技術與文化兩個角度進行。通過對趙州橋、飛檐、蛋形椅的欣賞，讓學生學會欣賞分析具有典型人文意義的結構，使學生深化對結構設計的文化特性的理解。三、教學重點與難點：1、重點：從技術和文化角度欣賞結構2、難點：對文化內涵的體會四、教學策略設計：在課前收集“安平橋”、“廊橋”、“明清家具”等更豐富的結構設計作品，結合課本的案例制

46、作成多媒體課件。在教學中以多媒體的方式呈現給學生，讓學生欣賞，指導學生分析。教學時，以教師的講解為主，師生共同欣賞的方式進行。在案例分析教學過程中注意啟示學生探討“結構與受力”問題的解決和結構中蘊藏的豐富文化內涵。五、課時安排：2課時六、教學過程設計：第一課時【導入】用多媒體展示“安平橋”全景圖，引導學生的觀察，教師講解安平橋的歷史：安平橋位于我省晉江市安海鎮和南安市水頭鎮之間的海灣上。因安海鎮古稱安平道，由此得名；又因橋長約5華里，俗稱五里橋。安平橋屬于中國古代連梁式石板平橋，始建于南宋紹興八年 (1138)，歷時十四年告成。明清兩代曾多次重修。該橋是古時代世界最長的梁式石橋，享有“天下無橋

47、長此橋”之譽。1961年該橋成為國家第一批全國重點文物保護單位之一。【設問】我們應當如何賞析一個結構？【歸納】賞析一個結構，不僅要欣賞其功能，也要欣賞其形式，欣賞其功能與形式的統一。賞析結構設計可從技術與文化兩個角度進行。（1）技術的角度主要有：結構功能、穩固耐用、造型設計的創意和表現力、材料使用的合理性，工藝制造的精湛程度等。（2）文化的角度主要有：文化寓意與傳達，公眾認可的美學原則，反映的時代、民族、習俗方面的特征、結構的個性特征等。【探討】從技術的角度賞析安平橋的結構有哪些特性？安平橋全長2255米，橋面寬 33.8米，共361墩。橋墩用花崗巖條石橫直交錯疊砌而成，有3種不同形式：長方形

48、、單邊船形、雙邊船形。單邊船形一端成尖狀，另一端為方形，設于較緩的港道地方；雙邊船形墩，兩端成尖狀,便于排水,設在水流較急而較寬的主要港道。橋面用 58條大石板鋪架。石板長511米，寬0.61米，厚0.51米，重45噸，最大者重25噸。【歸納】宋時泉州海外通商繁榮，安平橋是當時海外交通發達，社會經濟繁榮的實物標志。同時也折射出泉州勞動人民的建筑智慧。【閱讀】課本p30頁有關趙州橋【講解】用多媒體課件展示出趙州橋的相關圖片，引導學生觀察、講解：（1）趙州橋三絕“券”小于半圓、“撞”空而不實、洞砌并列式。（2）趙州橋歷史建于隋大業(公元605-618)年間，是著名匠師李春建造。橋長64.40米，跨

49、徑37.02米，是當今世界上跨徑最大、建造最早的單孔敞肩型石拱橋。這是世界造橋史的一個創造。距今已1400年。趙州橋在中外橋梁史上占有十分重要的地位，對我國后代的橋梁建筑有著深遠的影響。（3）趙州橋龍紋饕餮與龍之九子的文化內涵簡介。【欣賞】廊橋加建亭廊的橋，可供游人遮陽避雨，又增加橋的形體變化。廊橋有的與兩岸建筑或廊相連，有的獨立設廊。（1）木拱廊橋，也稱疊梁式風雨橋，因形似彩虹，又稱虹梁式木構廊屋橋。木拱廊橋的結構特殊而又巧妙，不僅在中國木構橋梁中技術含量最高，同時被認為是中國在世界橋梁史上的獨特創造，而且是世界橋梁史上絕無僅有的一個品類。系由大木組成多節拱骨，交錯搭置、縱橫相架、互相承托、

50、上受橋面，添設欄桿而成。實例政和外屯洋后廊橋。我國木拱廊橋集中在閩浙邊界，主要分布在福建松溪、政和、壽寧、屏南和浙江泰順、慶元、景寧等地。目前全國保存下來的木拱廊橋有一百多座。（2）廣西侗族風雨橋，也叫風水橋。風水橋博取民間建筑之精華，集亭、臺、樓、閣于一身，造型優美。【思考】安平橋的“船形墩”、趙州橋的“敞肩拱”、木拱廊橋的“木架拱骨”設計給我們怎樣的啟示？你熟悉的與此相似的結構有哪些？【欣賞】中國民間建筑（結合多媒體圖片講解）1、永定客家土樓大多采用了圓形的幾何形狀,厚實的夯土外墻和木結構為主的內部結構,土樓對外不開窗,表現出客家人具有強烈的家族觀念和安全意識。2、貴州吊腳樓苗族、水族、侗

51、族、瑤族、土族等少數民族居住的干欄式建筑。這種樓房往往依山傍水建成，體現人與自然的和諧。3、江蘇水鄉民居江蘇氣候溫和濕潤、水域豐富，城鎮及鄉村民居大都利用地形、自由靈活地散列在流水縈壞的隙地上，臨河依水而建或跨溪而筑。住房布局緊湊、一般為2層樓房并建有樓閣，形成獨特的水鄉人家。 4、陜西窯洞典型西北黃土高原、黃河上游地區，少雨地帶的民居。夏季室溫比室外低約10度，冬季比室外約高15度。溫度比較穩定，可謂冬暖夏涼。5、北京四合院中國北方的傳統民居，總的特點是以院落（或天井）為核心，以外實內虛的原則和中軸對稱格局規整地布置各種用房。它表現出中國人對家族和諧完整的追求以及抵御外來勢力的強烈意識。6、

52、泉州騎樓街（中山路）曾獲得聯合國教科文組織“二00一年亞太地區遺產保護優秀獎”。它是二十世紀二十年代初，愛國華僑黃仲訓自越南攜巨資回國建設的。中山路長達二公里多，路兩邊的連排式騎樓建筑，蘊含著豐富的建筑文化，既結合泉州民居的傳統特色，又融入海交文化的建筑精華，是歷史上中西合璧的成功范例，具有很高的藝術價值和學術價值。它也是全國僅有的、保存最完整、最長的連排式騎樓建筑商業街，成為泉州歷史文化名城的重要組成部分，是泉州從古代向現代轉折過渡的歷史見證。【小結】對經典結構設計的賞析，我們要看它們是如何既實現了結構的功能，又巧妙地解決受力問題，是如何在結構中體現、滲透技術文化，又如何將解決受力與藝術美結

53、合起來。第二課時【欣賞】用多媒體展示出一幅飛檐的建筑結構圖，引導學生觀察，講解飛檐的概念：飛檐是中國傳統建筑檐部形式之一，屋檐特別是屋角的檐部向上翹起，若飛舉之勢，輕盈活潑。常用在亭、臺、樓、閣、宮殿、廟宇等建筑的屋頂轉角處。【探討】結合圖片，激發學生探討它的結構與功能的關系。1、功能：飛檐為通過檐部上的這種特殊處理和創造，不但擴大了采光面、有利于排泄雨水，而且增添了建筑物向上的動感，仿佛是一種氣將屋檐向上托舉，建筑群中層層疊疊的飛檐更是營造出壯觀的氣勢和中國古建筑特有的飛動輕快的韻味。2、結構設計：播放岳陽樓的圖片，簡要介紹飛檐的結構組成。結合宋式補間鋪作斗拱構造示意圖講解受力原理。在講解的

54、過程中，突出斗拱的特殊連接方式榫卯結構。并展示課前自制的榫卯結構模型。【欣賞】中國古典家具榫卯結構（結合相關的圖片引導學生觀察、思考“結構與功能、結構與形式的統一”。）【欣賞】中國明清家具明清時代是我國古代家具制造的鼎盛時期。明清家具以東方的框架式結構為主要特征，表現了自己的民族性和不同淵源的文化性，它們流暢的結構線條和材質本身的紋理色澤，折射出了舉世無雙的藝術光輝和獨特的文化魅力。一如傳統的中國文化所推崇的氣質內斂而高貴的風范流露于細節中。1、明式黃花梨插肩榫酒桌2、明式圈椅、官帽椅3、清式紫檀小長桌4、清式圈椅、官帽椅5、明式紅酸枝架子床6、清式櫸木架子床【探討】中國明清家具各有什么特色？

55、1、明代家具結構嚴謹，線條流暢，追求神態韻律，以造型古樸典雅為特色。2、清代家具注重體量，繁紋重飾，崇尚雕刻和鑲嵌，以富麗豪華獨樹一幟。 【欣賞】阿納雅格布森蛋形椅、蓋里椅【總結】不僅在中國，在世界各國的歷史中也都留下了許多經典的結構。它們都凝結了世界各國勞動人民的無窮智慧。通過對這些經典結構設計作品的賞析，同學們不僅要關注結構的文化特征，同時要在自己的設計作品中注入更豐富的文化內涵。【板書設計】§1.4經典結構的欣賞一、如何欣賞一個設計結構 四、中國古代建筑的國粹飛檐與斗拱1、技術角度 1、飛檐2、文化角度 2、斗拱二、中國古代經典橋梁欣賞 3、榫卯結構1、安平橋 五、明清家具2、

56、趙州橋 1、明代家具結構嚴謹，線條流暢3、木拱廊橋 2、清代家具注重體量，繁紋重飾三、中國民間建筑欣賞 六、阿納雅格布森作品欣賞七、教學反思：設計的欣賞是一個重要的教學內容，也是技術素養的表現形式之一。為了達成預設的教學目標。教師應在孰悉課程目標和教材內容的基礎上，合理選擇案例，特別是當地的經典建筑結構案例，往往更能體現地方特色，更易引起學生的共鳴。在本節的教學中所補充的 “安平橋”、“泉州騎樓”等案例是泉州歷史文化名城的重要物證；“木拱廊橋”、 “客家土樓”則是福建具有民族特色的經典建筑代表作之一，也是著名的世界文化遺產之一；“中國明清家具”是家具的經典，它們的結構中蘊藏著豐富文化內涵。對于這些案例學生都有一定的了解和認識，有的學生親身撫摸過它們，具有一定的體驗。通過賞析這些具有典型人文意義的結構，有助于使學生深化對結構設計的文化特性的理解。第二單元 流程與設計第一節 生活和生產中的流程【教材版本】通用技術必修2技術與設計2（江蘇教育出版社）【設計理念】本節采用案例分析法。通過案例學習，學生可以了解到流程的涵義和在生活生產中的作