02.教学设计(王希)_王希孟介绍
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无处不在的结构、结构与力
象山中学 王希 woxe@163.com
一、教学目标
1.知识与技能目标(1)了解结构的含义
(2)能举出不同领域结构的实例，知道结构无处不在。
(3)从力学的角度理解结构的概念和经常所受的五种作用。2.过程与方法目标
(1)能结合1到2种简单的结构案例，分析结构是如何承受力的。3.情感态度和价值观目标
(1)观察生活中，增加学习结构兴趣。
(2)通过案例分析，认识到进行结构设计时要有高度的责任感。
二、教学重难点
重点：结构的含义；结构决定事物存在的性质；结构受力分析方法。难点：结构受力分析方法。
三、教学方法与教学手段： 演示法、实物体验、探究法
四、教学过程：
【导入】我妹妹在上海，前一阵子生了个小宝宝，我妈妈托人从农村老家买了一些的鸡蛋，让我快递寄去，给她补补身体。如何包装，保证鸡蛋在运输过程中摔不破，压不坏呢？打算先用瓦楞纸给鸡蛋做个包装盒试试看。
仅仅用这么薄的瓦楞纸盒和瓦楞纸片能做到吗？简单起见，我以一个鸡蛋为例，向大家演示。
【试验】找一位同学来演示，一人高左右摔下，两脚踩包装盒上。【师】同样是瓦楞纸做的，为什么会有不同的效果？ 【生】结构不同。
【师】纸箱内部瓦楞纸纸片排列不一样，相互搭配不一样，纸盒子的结构也不一样！纸盒子性质跟功能也就不一样。
结构是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。不同的结构决定事物不同的性质
【师生分析】
头盔：建筑工人戴安全帽，外壳是一层塑料，基本封闭，里面有一层缓冲层，主要防止高空坠物砸到头。
自行车赛车运动帽，外壳有一条条流线型凹槽，可以减少风阻，并且留着许多空隙，可以散热。军用头盔，主要由网罩、外壳、衬里组成。防止流弹弹片。
能否让建筑工人戴赛车头盔，尖锐物伤头，能否让赛车手戴安全帽，要闷死。桥梁：拱形桥，弧线形美观，拱形坚固。
如果是杨浦大桥，跨度太大，拱不起来，拉索桥。
如果是杭州湾跨海大桥，30多公里，更加长，拱不起来，拉不起来，只能用一个一个桥墩连接而成。
结论：同类物品结构也不太一样，更加不用说不同类的物品，看来事物总是以一定的结构存在的，结构是丰富多彩的。这些人类技术活动中设计制作的结构，属于技术领域的结构，技术领域结构无处不在【自然领域】
【师】上面两个鸡蛋包装方案能否再改进？能否借鉴大自然结构中的某种经典结构重新设计包装？ 【生】蜂巢。
【试验】蜂巢结构的鸡蛋包装盒的试验。
【师生分析】大自然中还有什么结构非常好，值得我们人类模仿的？
苍耳子（外部都是钩刺）——尼龙搭扣，鸭的蹼（脚趾之间是蹼相连，增加划水面积）——潜水衣的鞋，蜻蜓（通过翅膀振动可以使周围大气的局部产生不稳定气流，利用气流产生的涡流来使自己上升）——直升机，螂臂（锯齿草）——锯，壁虎脚趾——吸盘，海豚（鱼肚子里面有一个鱼鳔，流线型）——潜水艇，苍蝇（后翅退化成一对平衡棒，以一定频率进行机械振动，可以调节翅膀运动方向）——振动陀螺仪，鸟——飞机……
除了这些以外，还有千千万万的自然界中的事物以形形色色的结构存在，给了人们无限的创造灵感和启示。通过对自然界中结构的分析和研究人们将其成果应用到技术领域，更好地为人类服务。看来自然领域结构无处不在。
鸡蛋包装盒总结：最终用哪种结构的包装盒比较好？蜂巢和三角形结构都可以。如果让你选择，最终选择哪一种？
其实还有一类结构，存在于社会领域里，一篇文章的内容结构影响文章的表达与质量，一家企业的人员结构关乎企业的运行和效率。
【小结】在技术领域有结构，自然领域也有结构，社会领域有结构，看来结构无处不在。【过渡】人体骨骼结构属于社会结构、自然结构、技术结构？
成人人体总共有206块骨头，这些骨头在人体各部位的位置不同，功能各异。其实这个人体骨骼结构非常完美，经过上百万年的自然淘汰选择的结果，是最适合人类生存的结构。
但是一个人仅仅有一副完美的骨架还不行，还需要有强壮健美的肌肉。强壮健美的肌肉是天生的，还是通过后天锻炼得到的？如何科学健身，我这里带了一些健身器材，试试看都是怎么使用的。
【实践活动】分发拉力器，压力计，臂力器，赛乐棒，学生分组体验。
我们接下来从健身器材中我们找到一些跟结构有关系的知识。
【拉力器分析】
【师生互动】学生示范拉力器使用，并分析拉力器结构，由把手（握手），挂钩（挂弹簧），弹簧（被拉拽）。这些称之为拉力器的构件。
你是怎么操作才使你的肌肉得到锻炼的？拉！
对拉力器的其中一个构件弹簧来讲是受拉。拉力器怎么没有被你拉坏掉？
弹簧具有比较好的弹性和恢复性，能伸能缩，不太容易坏。如果把弹簧换一个绳子，或者换铁棒，行不行？不行。能拉起，不能复原，得不到锻炼效果。看来拉力器的这个结构是特定的。
受拉实际上是构件承受拉拽力。
【握力表分析】
【师生互动】学生示范握力表使用，还能测出你的握力。学生示范使用，看看能握多少公斤？
为了达到锻炼效果，你要怎么操作？压
对握力表的其中一个构件把手来讲是受压。受压实际上是构件承受使之被挤压的力。【臂力器分析】
【师生分析】接下来，在锻炼前面肌肉群的基础上，我们再增加锻炼腹部肌肉群。
为了达到锻炼效果，你要怎么操作？弯折
分析臂力器结构。由手柄，钢管，弹簧，保险绳。
弯折了，哪一个构件弯曲了？ 弹簧（弹簧恢复性比较好）
受弯曲实际上是构件承受使之产生弯曲的力。
【赛乐棒分析】
【师生分析】其实还有一个锻炼前臂肌肉群的，并且可以治疗手臂劳损造成的炎症的健身器材——赛乐棒。
为了达到锻炼效果，你要怎么操作？要扭转（老师示范）。像拧毛巾一样。在赛乐棒两端施加反方向的力，使赛乐棒扭转，自己前臂也得到锻炼。
受扭转实际上是构件两端承受方向相反的均匀的力，使它发生扭转形变。
【俯卧撑架分析】
【师生互动】猜猜这个是干嘛的？这是一对俯卧撑架，我自己也动手做了一副木质的俯卧撑架。为什么要用俯卧撑架？动作拉伸到位，锻炼效果好。这是一个很好的健身方法。
向学生展示：俯卧撑架：两个架子，一根横档，两个稍钉。
为什么这样一压就断？
分析其中的构件——稍钉受到的作用：
实际上稍钉断裂面的左边受向上力，右边受向下力，那么断裂面的左右发生了错位，结果发生了断裂。，能不能想象一下，稍钉就相当于受到剪刀的剪切作用，剪刀的上下两个刀片，施加了两个大小相等、方面相反、都作用在同一个物体稍钉上的力，结果稍钉干净利落的断成了两截，我们把稍钉受到的这种作用称为受剪切。
受剪切实际上是构件承受两个距离很近、大小相等、方向相反的平行力。
【小结】除此以外，刚才向大家展示五种健身器材，这五种器材中的构件分别受到了拉，压，弯曲，扭转，剪切五种作用。其实在结构的世界里，结构经常受到的这五种作用。但是结构受到的作用不都是由人产生的。比如楼房受到拉，压，弯曲，扭转，剪切，是因为自身的重量、风力、地层运动，会有作用；船舶受到拉，压，弯曲，扭转，剪切，由于海浪、风力等等作用，也会受到相应作用。任何一个结构总是会受到力的作用。
所以从力角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，他可以抵抗能引起形状和大小改变的力。
【师生互动】俯卧撑架的受力分析以及改进：
一个设计合理的结构应该能承受外界的各种作用力，抵抗各种变形。如果设计得不合理，会出事故，试着想象一下，房屋倾倒，桥梁垮塌，危害多大！合理的结构是事物存在的基础，卓越的结构是设计者和制造者的重要追求。
【师生互动】鸡蛋包装盒，在运输过程中主要受什么作用？受压，所以应该设计抵抗压力比较好的结构。
【课堂总结】
1.结构(structre)是指事物的各个组成部分之间的有序搭配和排列。
2.结构存在于自然领域、技术领域、社会领域。
3.从力学角度来说，结构是指可以承受一定力的架构形态，它可以抵抗能引起形状和大小改变的力。4.根据受力和变形的形式，构件通常会受拉，受压，受剪切，受弯曲，受扭转这五种基本形式
五、教学设计“说明”
本课设计都是从还原知识点的生活背景出发，并选择其中相对合理的生活情景作为引入。从鸡蛋的不同包装效果，引出结构的重要性。从不同的健身器材，引出了结构的受力形式。这些情景充满知识性和趣味性，充分激发学生学习兴趣，学生的参与性高，课堂学习气氛热烈。学生在体验鸡蛋包装和各种不同健身器材的同时，又在不知不觉中体会到了什么是结构，结构的重要性，结构常见的受力形式。
教学设计中，有三个地方自认为别出心裁：
1、给鸡蛋设计包装盒，启发学生用蜂巢结构设计包装盒，并且鸡蛋没有碎也没有压坏，从而体会自然结构的经典。
2、通过健身器材示范使用，能把健身常识结合结构与力的知识传递给学生，学生施加了拉力、压力、弯曲力、扭转力、剪切力，使健身器材受到这些力的作用，学生体验了这些力作用效果，感受到了结构受到了这些力的作用。
3、剪切力的讲解，故意设计制作了一个不合理的俯卧撑架，故意让其中稍钉断裂，并分析断裂原因，学生更加深刻理解力剪切力，而且消除了剪切力是由剪刀施加的误区。
所以，本课设计教师始终处于引导者地位，学生处于主体地位，没有把知识点平白无故地砸向学生，而是不断启发学生，学生不断探究，又是通过体验习得知识，应该说这是践行新课程理念的一次有益探索，并且取得了不错课堂效果。
六、个人简介：
王希，1980年出生，03年毕业于宁波大学信息学院计算机系，分配至象山中学，03——06年从事信息技术教学工作，07——至今从事通用技术教学。
在教学上，较会动脑筋，肯下工夫，能刻苦钻研，教学能力不断提高。荣获县优质课一等奖、县科技教育工作先进个人、县教坛新秀比赛第一名、县青年教师基本功竞赛一等奖、县骨干教师荣誉称号、宁波市青年教师基本功竞赛二等奖、宁波市第八届特级教师跨区带徒学员、宁波市优质课一等奖、宁波市教坛新秀比赛一等奖、浙江省教师课堂教学展示与研讨评比二等奖。
课余时间认真学习，用心思考，积极撰写论文。《浙教版高一年级第二章选择排序的教学案例》获宁波市教学案例评比一等奖、浙江省一等奖；《蓦然回首，那人却在灯火阑珊处 ——浅谈位图文件大小》获宁波市教学论文评比一等奖、浙江省三等奖；《选择排序算法》发表于《中小学信息技术教育》；《吟安一案例，捻断数茎须——浅谈案例的选择与处理》获宁波市教学论文评比一等奖、浙江省一等奖；《案例的选择与处理》发表于《教育研究与评论·技术教育》；《留一半清醒，留一半醉——半成品在通用技术课堂中的移植应用》获宁波市教学论文评比一等奖、浙江省教学论文评比三等奖；《半成品》获宁波市基础教育优秀教学论文评比二等奖。
工作以来没有什么光辉的事迹，有的是一些平平凡凡的事情，都是一些要做的份内的工作，罗列出来鞭笞自己朝更高目标努力。
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